JPH09300180A - Method and system of combining - Google Patents

Method and system of combining

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JPH09300180A
JPH09300180A JP8124890A JP12489096A JPH09300180A JP H09300180 A JPH09300180 A JP H09300180A JP 8124890 A JP8124890 A JP 8124890A JP 12489096 A JP12489096 A JP 12489096A JP H09300180 A JPH09300180 A JP H09300180A
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JP
Japan
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combination
types
product
products
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP8124890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Nishida
大 西田
Katsunobu Asada
克暢 浅田
Nobuyuki Konishi
伸之 小西
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication of JPH09300180A publication Critical patent/JPH09300180A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce calculation time for solving optimum combination problem by dividing problem of optimum combination into multiple partial problems, and each partial problem is solved applying Heulistic Method. SOLUTION: When the production volume is defined as variable I referring to the Heulistic Method from the blocks belonged to the first group lot, by selecting the lot which supplies the necessary value, the solution AI for the partial problem Q1 is derived. (Step 4). From tone lot belonging to the remaining partial problem Q0 , applying mathematical program, the lots are selected, and find the solution A0 for the partial problem of deciding the production volume. (Step 8). Combining all the solutions, the original problem namely the combined blocks for production can be outputted. (Step 9).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一定のサイズの複
数の材料(例えば鋼板)の各々を切分けて前記材料より
サイズが小さい複数の製品(例えば前記鋼板から切分け
た短冊)に充当させるときに、一の材料を切分けて充当
することが可能な様に前記製品を組合わせ、この組合わ
せに前記製品の生産すべき量を充足するだけの材料を充
当したときに、材料の使用量を抑えた組合わせを求める
ための組合わせ方法及びその実施に使用する組合わせ装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention divides each of a plurality of materials of a certain size (for example, steel plates) into a plurality of products smaller than the materials (for example, strips cut from the steel plate). Occasionally, when the above products are combined so that one material can be divided and applied, and when this combination is applied with only enough material to produce the product, the use of the material The present invention relates to a combination method for obtaining a combination with a reduced amount and a combination device used for implementing the combination method.

【0002】[0002]

【従来の技術】組合わせるべき要素が存在するとき、評
価が最適になる要素の組合わせを求める問題を組合わせ
最適化問題という。例えば、サイズが異なる複数の板状
製品に一定のサイズの複数の板状材料を分割して充当さ
せるとき、製品に充当不可能なサイズの切れ端を生じ
る。この切れ端は無駄であるので、このサイズが大きく
なる程歩留りが悪くなる。切れ端のサイズは板状材料の
分割方法、すなわち板状製品の組合わせ方法によって異
なってくる。
2. Description of the Related Art When there are elements to be combined, the problem of finding the combination of elements that gives the best evaluation is called the combination optimization problem. For example, when a plurality of plate-shaped products having different sizes are divided and applied with a plurality of plate-shaped materials of a certain size, a piece of a size that cannot be applied to the product is generated. Since this scrap is useless, the larger the size, the worse the yield. The size of the scrap depends on the method of dividing the plate material, that is, the method of combining the plate products.

【0003】そこで、前記板状製品の歩留りが良い組合
わせを求める方法が以下に示す文献“An LP-based appr
oach to cutting stock problems with multiple objec
tives,”G.WASCHER, European Journal of Operational
Research, Vol.44-2, Jan.1990. において提案されて
いる。前記文献の方法は、板状材料を充当しうる板状製
品の組合わせを組合わせ可能な限り作成しておき、板状
製品の生産目標量を満たし、かつ板状材料の無駄が少な
いロットの組合わせを数理計画法の1つである線形計画
法を用いて求めている。
Therefore, a method for obtaining a combination with good yield of the plate-shaped products is described in the following document "An LP-based appr".
oach to cutting stock problems with multiple objec
tives, ”G.WASCHER, European Journal of Operational
Proposed in Research, Vol.44-2, Jan.1990. The method of the above-mentioned document is to prepare a combination of plate-like products which can be applied with plate-like materials as much as possible, satisfy the production target amount of plate-like products, and reduce the waste of plate-like materials in lots. The combination is obtained using linear programming, which is one of mathematical programming methods.

【0004】以下に数理計画法の典型的な求解対象であ
る板取り計画問題を説明する。板取り計画問題とは、所
定の幅を有する板状材料を分割して、生産すべき複数の
板状製品に充当させる際の前記板状製品の組合わせ及び
この組合わせの生産量を求める問題である。具体例とし
て、幅が 500(mm)のロール状鋼板を 400(mm)の長さに切
分けてこれを材料とし、複数の前記材料から長手方向の
寸法を 400(mm)に統一した複数のサイズの短冊を材料の
無駄が少なくなるように組合わせて板取りする板取り計
画問題に即して説明する。なお、短冊の長手方向をロー
ル状鋼板の長手方向と一致させて材料から板取りするも
のとし、このときの材料の幅 500(mm)に対する余りの幅
の許容範囲を50(mm)とする。
The planing plan problem which is a typical solution target of the mathematical programming will be described below. The planing plan problem is a problem of dividing a plate-shaped material having a predetermined width and applying it to a plurality of plate-shaped products to be produced, a combination of the plate-shaped products, and a production amount of this combination. Is. As a specific example, a roll-shaped steel plate having a width of 500 (mm) is cut into a length of 400 (mm) and used as a material, and a plurality of the above-mentioned materials are unified into a longitudinal dimension of 400 (mm). An explanation will be given in accordance with a planing plan problem in which strips of a size are combined so as to reduce the waste of materials and planed. The length of the strip is aligned with the length of the rolled steel sheet, and the strip is cut from the material. The allowable width of the material is 500 (mm) and the allowable range of the width is 50 (mm).

【0005】表1は、生産すべき短冊のサイズ及び数量
を表す表である。No.1の短冊を例に挙げると、生産すべ
きサイズは幅60(mm)、長さ 400(mm)であって、生産すべ
き数量は5 (枚) であることを示している。
Table 1 is a table showing the size and quantity of strips to be produced. Taking the No. 1 strip as an example, it indicates that the size to be produced is 60 (mm) wide and 400 (mm) long, and the quantity to be produced is 5 (sheets).

【0006】[0006]

【表1】 [Table 1]

【0007】表2は、組合わせた短冊の各々の幅の合計
と材料の幅 500(mm)との差が余りの許容範囲50(mm)に納
まる組合わせの一例を表す表である。なお一の材料を分
割して充当することが可能な短冊の組合わせをロットと
呼ぶ。No.1のロットを例に挙げるとNo.1の短冊が8
(枚) 板取り可能であって、その結果20(mm)の余りが生
じることを示している。
Table 2 is a table showing an example of a combination in which the difference between the total width of the combined strips and the material width of 500 (mm) is within the surplus allowable range of 50 (mm). A combination of strips that can be used by dividing one material is called a lot. Taking the No. 1 lot as an example, the No. 1 strip is 8
(Sheet) It is possible to make a board, and as a result, there is a surplus of 20 (mm).

【0008】[0008]

【表2】 [Table 2]

【0009】図7は前述の板取り計画問題におけるロー
ル状鋼板及び前述の表1の短冊並びに該短冊を組合わせ
た前述の表2のロットの一例を示す説明図である。図に
おいてロール状鋼板の幅は 500(mm)、短冊の長辺は 400
(mm)、ロール状鋼板を 400(mm)の長さで切分けた材料か
ら短冊を板取りした後に残る余りの許容範囲を50(mm)に
定めてある。また、前述の表2のロット1及びロット2
を示してある。
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of the rolled steel plate in the above-mentioned planing plan problem, the strip of Table 1 above, and the lot of Table 2 above in which the strips are combined. In the figure, the width of the rolled steel plate is 500 (mm) and the long side of the strip is 400
(mm), the allowable range of the remainder remaining after the strips are cut from the material obtained by cutting the rolled steel plate into the length of 400 (mm) is set to 50 (mm). In addition, lot 1 and lot 2 in Table 2 above
Is shown.

【0010】ロット1は 500(mm)の幅の材料から60(mm)
の幅の短冊を8 (枚) 板取りする。ロット2は 500(mm)
の幅の材料から62(mm)の幅の短冊を7 (枚) 、64(mm)の
幅の短冊を1 (枚) 板取りする。なお、いずれのロット
にも存在する斜線領域は短冊を板取りした後に残る切れ
端を表す。数理計画法は、与えられた制約条件のもと
で、ある目的関数を最小 (又は最大) にする解を求める
解法である。式1に数理計画法の一般式を表す。 〔式1〕 目的関数 f (x) →最小 (又は最大) 制約条件 x∈S、但しS⊆X ここでXは基礎となる空間であって、Sはその領域であ
る。x∈Sを満たす解xを可能解という。領域Sを定義
する制約条件はいくつかの不等式または等式で与えられ
る。
Lot 1 is 60 (mm) from a material with a width of 500 (mm)
Strip 8 strips of width. Lot 2 is 500 (mm)
Cut 7 (62) strips 62 (mm) wide and 1 (64) strips 64 (mm) wide from the material of width. The shaded areas existing in all lots represent cut edges remaining after the strips are cut. Mathematical programming is a solution that finds a solution that minimizes (or maximizes) an objective function under given constraints. Equation 1 shows a general equation of mathematical programming. [Equation 1] Objective function f (x) → minimum (or maximum) constraint condition xεS, where S⊆X where X is a basic space, and S is its region. A solution x that satisfies xεS is called a feasible solution. The constraints defining the region S are given by some inequalities or equations.

【0011】目的関数は解の良さを数量的に評価するも
のである。ある可能解xが他の任意の可能解yに対して
f (x) ≦f (y) (最小化の場合) が成立するとき、
このxを最適解という。また、可能解xを含むある解集
合Hが存在して、任意のy∈S∩Hに対してf (x) ≦
f (y) が成立するとき、このxを局所最適解 (または
単に局所解) という。前記最適解 (実質的には局所最適
解) が求めるべき解である。
The objective function quantitatively evaluates the quality of the solution. When f (x) ≤ f (y) (in the case of minimization) holds for one possible solution x with respect to any other possible solution y,
This x is called an optimal solution. Also, there exists a solution set H containing possible solutions x, and f (x) ≤
When f (y) holds, this x is called a local optimum solution (or simply a local solution). The optimal solution (essentially a local optimal solution) is a solution to be obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前述した板取り計画問
題を数理計画法を用いて求めるとき、板状製品の組合わ
せであるロットを組合わせ可能な限り作成しておく。そ
してこの全ての種類のロットを制約条件を満たすべく適
宜組合わせ、このロットの組合わせを目的関数によって
評価を行い、最も評価が良いロットの組合わせを求め
る。このロットの種類は、ロットに組合わされる板状製
品の種類の増加に応じて指数関数的に増加する。即ち、
板状製品の種類が多い程、ロットの組合わせが求まるま
での計算時間が指数関数的に増加することになり、実用
に適さなくなる。
When the above-described planing plan problem is determined by using the mathematical programming method, lots, which are combinations of plate-like products, are prepared as much as possible. Then, all types of lots are appropriately combined so as to satisfy the constraint condition, the combination of the lots is evaluated by the objective function, and the combination of the lots with the best evaluation is obtained. This lot type increases exponentially with the increase in the number of plate-like products associated with the lot. That is,
As the number of types of plate-like products increases, the calculation time until the combination of lots is obtained exponentially increases, which is not suitable for practical use.

【0013】このような問題点は板取り計画に代表され
る組合わせ最適化問題全般について該当する。従って、
組合わせ最適化問題の求解のために数理計画法を用いる
に当たり、計算時間を短縮するための何らかの工夫が必
要となる。本発明はこの様な問題点を解決すべくなされ
たものであって、製品の種類の組合わせ手順に工夫を施
すことによって計算対象を単純化して計算時間の短縮を
図る組合わせ方法及び組合わせ装置の提供を目的とす
る。
Such a problem applies to all combinatorial optimization problems represented by a planing plan. Therefore,
When using mathematical programming to solve combinatorial optimization problems, some kind of ingenuity is needed to reduce the calculation time. The present invention has been made to solve such a problem, and a combination method and a combination for reducing the calculation time by simplifying the calculation target by devising a combination procedure of product types The purpose is to provide a device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】第1発明に係る組合わせ
方法は、一の材料を分割して1又は複数の種類の製品を
得、複数の前記材料を使用して各種類の製品の所要数量
を生産するに際し、前記材料の使用量が可及的に少なく
なるように前記製品の種類を組合わせる組合わせ方法に
おいて、生産すべき製品の種類をその夫々の所要数量に
基づきヒューリスティック手法により複数のグループに
分割し、各グループ毎にグループに属する製品の種類を
組合わせて該製品の所要数量を充足し、しかも材料の使
用量が可及的に少ない組合わせを作成して、作成した複
数の組合わせを生産すべき製品の種類の組合わせとする
ことを特徴とする。
The combination method according to the first aspect of the present invention divides one material to obtain one or a plurality of types of products, and uses a plurality of the materials to obtain the required products of each type. In producing a quantity, in a combination method of combining the types of the products so that the usage amount of the material is reduced as much as possible, a plurality of types of products to be produced by a heuristic method based on the respective required quantities. Multiple groups created by dividing each group into groups, combining the types of products belonging to each group to satisfy the required quantity of the products, and creating a combination that uses as little material as possible The combination of is a combination of the types of products to be produced.

【0015】第2発明に係る組合わせ方法は、一の材料
を分割して1又は複数の種類の製品を得、複数の前記材
料を使用して各種類の製品の所要数量を生産するに際
し、前記材料の使用量が可及的に少なくなるように前記
製品の種類を組合わせる組合わせ方法において、生産す
べき製品の種類の集合からその所要数量が所定数量又は
該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グループ
及びその他の製品の種類の第2グループを作成してお
き、第1グループに属する製品の種類を組合わせて該製
品の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第
1組合わせをヒューリスティック手法により作成し、第
2グループに属する製品の種類を組合わせて該製品の所
要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第2組合
わせを数理計画法により作成し、第1組合わせ及び第2
組合わせを生産すべき製品の種類の組合わせとすること
を特徴とする。
In the combination method according to the second invention, one material is divided to obtain one or a plurality of kinds of products, and a plurality of the materials are used to produce a required quantity of each kind of product, In a combination method of combining the types of the products so that the amount of the material used is as small as possible, the required quantity from a set of the types of the products to be produced matches a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity. Create a first group of product types and a second group of other product types, combine the product types belonging to the first group to satisfy the required quantity of the product, and A small first combination is created by a heuristic method, the types of products belonging to the second group are combined to satisfy the required quantity of the product, and the second combination with a small amount of material used is calculated by the mathematical programming method. Create, first set alignment and a second
It is characterized in that the combination is a combination of types of products to be produced.

【0016】第3発明に係る組合わせ方法は、一の材料
を分割して1又は複数の種類の製品を得、複数の前記材
料を使用して各種類の製品の所要数量を生産するに際
し、前記材料の使用量が可及的に少なくなるように前記
製品の種類を組合わせる組合わせ方法において、生産す
べき製品の種類の集合からその所要数量が所定数量又は
該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グループ
を作成し、該第1グループに属する製品の種類を組合わ
せて該製品の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が
少ない第1組合わせをヒューリスティック手法により作
成し、生産すべき製品の種類の集合から既に作成した第
1組合わせによってその所要数量を充足する製品の種類
を減じた集合から所定数量を変更しながら反復して複数
の第1組合わせを作成し、生産すべき製品の種類の集合
から既に作成した第1組合わせによってその所要数量を
充足する製品の種類を減じた集合に属する製品の種類を
組合わせて該製品の所要数量を充足し、しかも材料の使
用量が少ない第2組合わせを数理計画法により作成し、
第1組合わせ及び第2組合わせを生産すべき製品の種類
の組合わせとすることを特徴とする。
In the combination method according to the third invention, one material is divided to obtain one or a plurality of kinds of products, and a plurality of the materials are used to produce a required quantity of each kind of product, In a combination method of combining the types of the products so that the amount of the material used is as small as possible, the required quantity from a set of the types of the products to be produced matches a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity. A first group of product types is created, and the types of products belonging to the first group are combined to satisfy the required quantity of the product, and a first combination that uses less material is created by a heuristic method. , A plurality of first combinations are iteratively created by changing the predetermined quantity from the set that reduces the kinds of products that satisfy the required quantity by the first combination already created from the set of product types to be produced. Then, satisfying the required quantity of the product by combining the types of products belonging to the set obtained by subtracting the type of products that satisfy the required quantity by the first combination already created from the set of types of products to be produced, Moreover, the second combination that uses less material is created by mathematical programming,
It is characterized in that the first combination and the second combination are combinations of types of products to be produced.

【0017】第4発明に係る組合わせ装置は、一の材料
を分割して1又は複数の種類の製品を得、複数の前記材
料を使用して各種類の製品の所要数量を生産するに際
し、前記材料の使用量が可及的に少なくなるように前記
製品の種類を組合わせる組合わせ装置において、生産す
べき製品の種類の集合からその所要数量が所定数量又は
該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グループ
及びその他の製品の種類の第2グループを作成する手段
と、第1グループに属する製品の種類を組合わせて該製
品の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第
1組合わせをヒューリスティック手法により作成する手
段と、第2グループに属する製品の種類を組合わせて該
製品の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない
第2組合わせを数理計画法により作成する手段とを備え
ることを特徴とする。
The combination device according to the fourth aspect of the invention divides one material to obtain one or a plurality of types of products, and uses a plurality of the materials to produce a required quantity of each type of product, In a combination device that combines the types of products so that the usage of the material is reduced as much as possible, the required quantity from a set of types of products to be produced is equal to a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity. Means for creating the first group of product types and the second group of other product types are combined with the types of products belonging to the first group to satisfy the required quantity of the product, A means for creating a small first combination by a heuristic and a kind of products belonging to the second group are combined to satisfy the required quantity of the product, and a second combination with a small amount of material used is mathematically Characterized in that it comprises a means for creating the image method.

【0018】第5発明に係る組合わせ装置は、一の材料
を分割して1又は複数の種類の製品を得、複数の前記材
料を使用して各種類の製品の所要数量を生産するに際
し、前記材料の使用量が可及的に少なくなるように前記
製品の種類を組合わせる組合わせ装置において、生産す
べき製品の種類の集合からその所要数量が所定数量又は
該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グループ
を作成する手段と、該第1グループに属する製品の種類
を組合わせて該製品の所要数量を充足し、しかも材料の
使用量が少ない第1組合わせをヒューリスティック手法
により作成する手段と、生産すべき製品の種類の集合か
ら既に作成した第1組合わせによってその所要数量を充
足する製品の種類を減じた集合から所定数量を変更しな
がら反復して複数の第1組合わせを作成する手段と、生
産すべき製品の種類の集合から既に作成した第1組合わ
せによってその所要数量を充足する製品の種類を減じた
集合に属する製品の種類を組合わせて該製品の所要数量
を充足し、しかも材料の使用量が少ない第2組合わせを
数理計画法により作成する手段とを備えることを特徴と
する。
The combination apparatus according to the fifth aspect of the invention divides one material to obtain one or a plurality of types of products, and uses a plurality of the materials to produce a required quantity of each type of product, In a combination device that combines the types of products so that the usage of the material is reduced as much as possible, the required quantity from a set of types of products to be produced is equal to a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity. The means for creating the first group of product types and the types of products belonging to the first group are combined to satisfy the required quantity of the product, and the first combination with a small amount of material used is made by the heuristic method. A means for creating and a set of products to be produced by the first combination already created from the set of products to be produced are subtracted from the set of products that satisfy the required quantity, and a predetermined quantity is changed to repeatedly create a plurality of products. The combination of the means for creating one combination and the types of products belonging to the set obtained by subtracting the types of products satisfying the required quantity by the already created first combination from the set of types of products to be produced And a means for creating a second combination by mathematical programming that satisfies the required quantity and the amount of material used is small.

【0019】以下に示す式2、式3、式4及び式5は数
理計画法に基づいて前述の板取り計画問題を定式化した
ものである。
Equations 2, 3, 4, and 5 shown below are formulations of the above-described planing plan problem based on mathematical programming.

【0020】[0020]

【数1】 [Equation 1]

【0021】式2は目的関数である。式2においてPj
はロットjを実際に生産する量を表す。Di は短冊iを
生産すべき必要量を表す。Vi は短冊iの幅を表す。X
ijはロットjに含まれる短冊iの個数を2次元行列の要
素で表す。Wmax は材料の幅、即ち各ロットの幅の上限
を表す。B1 , B2 はそれぞれ重み係数を表す。重み係
数B1 を有する第1項は短冊を組合わせて求めた複数の
ロットを全て生産したときに短冊に充当されずに廃棄さ
れる材料の総廃棄量を表す。重み係数B2 を有する第2
項は前記ロットを全て生産したときにそれぞれの短冊の
必要量を超過する量の合計、即ちのべ過剰生産量を表
す。従って式2は、作成した計画である複数のロットに
基づき製品を生産したときに製品として使用されない量
を最小にする、即ち最も少なくすることを目標とするこ
とを表している。
Equation 2 is an objective function. In Expression 2, P j
Represents the quantity that actually produces lot j. D i represents the required quantity for producing the strip i. V i represents the width of the strip i. X
ij represents the number of strips i included in the lot j by the elements of the two-dimensional matrix. W max represents the width of the material, that is, the upper limit of the width of each lot. B 1 and B 2 respectively represent weighting factors. The first term having the weighting factor B 1 represents the total amount of waste material that is discarded without being allocated to the strips when all the lots obtained by combining the strips are produced. Second with weighting factor B 2
The term represents the total amount that exceeds the required amount of each strip when all the lots are produced, that is, the total excess production amount. Therefore, the expression 2 represents that the amount of the product not used as a product when the product is produced based on a plurality of lots which is the created plan is to be minimized, that is, to be minimized.

【0022】式3、式4及び式5はいずれも前述したと
ころの式2に基づきロットを求める際の制約条件であ
る。式3においてXij・Pj はロットjにより生産され
る短冊iの量を表す。従って式3は前記のロットを全て
生産したときの短冊iのそれぞれの生産量がその必要量
を満たすべきであることを表している。式4においてX
ij・Vi はロットjに占める短冊iの幅を表す。Wmin
はロットの幅が満たすべき必要幅、即ち一の材料をロッ
トが示す組合わせに従って分割したときに短冊として充
当される幅の合計の下限を表す。従って式4は材料に占
めるロットjの幅が所定のWmin からWmax までに収ま
るべきことを表している。式5において、Pmin は生産
ラインの稼動単位により定まるところのロットを生産す
べき必要量を表す。従って式5はロットのそれぞれを少
なくともPmin は生産すべきことを表している。
Expressions 3, 4, and 5 are all restrictions when obtaining a lot based on Expression 2 described above. In Equation 3, X ij · P j represents the amount of strip i produced by lot j. Therefore, Equation 3 shows that the production amount of each strip i when all the above lots are produced should satisfy the required amount. X in formula 4
ij · V i represents the width of the strip i in the lot j. W min
Represents the required width that the width of the lot must satisfy, that is, the lower limit of the total width that is applied as a strip when one material is divided according to the combination indicated by the lot. Therefore, the equation 4 indicates that the width of the lot j occupying the material should fall within a predetermined range from W min to W max . In Expression 5, P min represents the required amount for producing a lot, which is determined by the operating unit of the production line. Equation 5 therefore represents that each of the lots should be produced for at least P min .

【0023】数理計画法を用いて前述したところの板取
り計画問題を求解するとき、組合わされる要素 (短冊)
の種類が多い程、評価すべき組合わせ (ロットの組合わ
せ)の数が多くなり、しかもこの増加傾向は指数関数的
であるので、組合わせを求めるまでの計算時間は極端に
増加する。この計算時間が実用可能な限界を上回るとき
は、その求めるべき組合わせの評価の良さ、即ち材料の
無駄の少なさを多少犠牲にしても計算時間を短縮するこ
とが望まれる。
Elements to be combined when solving the above-mentioned planing plan problem using mathematical programming (strip)
As the number of types increases, the number of combinations (combinations of lots) to be evaluated increases, and since this increasing tendency is exponential, the calculation time until the combination is calculated extremely increases. When this calculation time exceeds the practicable limit, it is desired to shorten the calculation time even if the goodness of evaluation of the combination to be obtained, that is, the waste of material is sacrificed to some extent.

【0024】この計算時間の短縮は評価すべき組合わせ
の数を削減することによってなされる。具体的には、組
合わされる要素を適当な大きさのグループに分割し、同
じグループに属する要素同士を組合わせて求めるべき組
合わせの候補となる組合わせを作成する方法が考えられ
る。この方法によると、異なるグループに属する要素同
士を組合わせる組合わせは作成されないので、組合わせ
の数は大幅に削減されるが、グループへの分割の仕方に
よって求めた組合わせの評価の良さが左右されることに
なる。従って組合わせの評価の良さの犠牲が少ない様な
グループ分割のための何らかの指針が必要である。そこ
で本発明はこのグループ分割の指針をヒューリスティッ
ク手法により得て、数理計画法の計算時間の短縮に取り
組む。
This reduction in calculation time is achieved by reducing the number of combinations to be evaluated. Specifically, it is possible to divide the elements to be combined into groups of appropriate size and combine elements belonging to the same group to create a combination that is a candidate for a combination to be obtained. According to this method, the combination that combines elements belonging to different groups is not created, so the number of combinations is significantly reduced, but the goodness of the evaluation of the combination obtained by the method of dividing into groups is Will be done. Therefore, some kind of guideline for group division is required so that the goodness of combination evaluation is not sacrificed. Therefore, the present invention attempts to shorten the calculation time of mathematical programming by obtaining the guideline of this group division by a heuristic method.

【0025】さて、ここで本発明において採用するヒュ
ーリスティック手法の概略を説明する。ヒューリスティ
ック手法とは問題解決の指針として経験的知識を用いる
求解法のことである。ここで経験的知識とは数学の定理
及び物理法則のように常に成り立つ知識ではなく、経験
的に問題解決に有効な知識のことを意味している。この
知識の具体例として以下のようなものが挙げられる。前
述した板取り計画作成問題においては、どのような組合
わせをそれぞれどれだけ生産するのかを求めるのである
が、短冊の種類によっては複数の同一種類の短冊に一の
材料を充当させることが可能である。
Now, an outline of the heuristic method adopted in the present invention will be described. The heuristic method is a solution method that uses empirical knowledge as a guideline for problem solving. Here, empirical knowledge does not mean knowledge that always holds like mathematical theorems and laws of physics, but means knowledge that is empirically effective in problem solving. Specific examples of this knowledge include the following. In the above-mentioned problem of creating a planing plan, what kind of combination and how much is to be produced are required, but depending on the type of strip, it is possible to allocate one material to multiple strips of the same type. is there.

【0026】例えば、その幅が材料の幅の半分以下であ
る短冊は、一の材料に2枚以上板取りできる。従ってこ
の短冊の必要量を満たすようにロットを選択する場合、
1枚のみ組合わせたロットだけでなく、複数枚組合わせ
たロットも選択候補に挙がり、これらのロットの中から
この短冊の必要量とこの短冊と同時に生産される他の短
冊の過剰生産量との兼ね合いによりどのロット、即ち短
冊の組合わせをどれだけ生産するかを求めるといった煩
雑な計算を要する。
For example, two or more strips whose width is less than half the width of the material can be cut into one material. Therefore, when selecting lots to meet the required amount of this strip,
Not only lots that combine only one sheet, but lots that combine multiple sheets are listed as selection candidates. From these lots, the required amount of this strip and the excess production of other strips produced at the same time as this strip are determined. However, a complicated calculation is required to find out which lot, that is, how many combinations of strips will be produced.

【0027】仮にある短冊の必要量が8枚であるとす
る。そしてこの短冊を1枚組合わせてあるロットのみか
らこの短冊の必要量を満たすようにロットを選択するこ
とを考えた場合、ロットを8つ生産して充足することに
なるが、このとき互いに異なる8種類のロットをそれぞ
れ1つずつ生産して充足しても良いし、ただ1種類のロ
ットを8つ生産して充足しても良い。従って、この短冊
の必要量を満たすべく何種類のロットを選択するのか、
また選択したロットをそれぞれいくつずつ生産するのか
を同時に計算しなければならない。さらに、この短冊が
一の材料に2枚以上板取りできるとき、この短冊を1枚
組合わせてあるロットのみならず2枚以上組合わせてあ
るロットも選択候補になり、より煩雑な計算が必要にな
る。
It is assumed that the required number of strips is eight. Then, when considering to select a lot so as to satisfy the required amount of this strip only from a lot in which one strip is combined, eight lots will be produced and satisfied, but at this time, they are different from each other. Eight types of lots may be produced and satisfied one by one, or only one type of lot may be produced and satisfied. Therefore, how many lots should be selected to meet the required amount of this strip,
At the same time, it is necessary to calculate how much each selected lot will be produced. Furthermore, when two or more strips of this strip can be cut into one material, not only lots in which one strip is combined but also lots in which two or more strips are combined are candidates for selection, and more complicated calculations are required. become.

【0028】そこで、この短冊が一の材料に2枚以上板
取りできるとき、この事実に注目してこの短冊を2枚組
合わせてあるロットのみを選択候補にすることを考える
とロットの生産量を、その必要量8枚を2で割って4と
定めることができる。即ちロットを4つ生産してこの短
冊の必要量を充足することになるが、このとき互いに異
なる4種類のロットをそれぞれ1つずつ生産して充足し
ても良いし、ただ1種類のロットを4つ生産して充足し
ても良い。そこで、その生産量を4に定めた場合に同時
に生産される他の短冊を過剰に生産しないロットをただ
1種類選択することにすれば、ロットの生産量を求める
ために要する計算時間を削減できる。
Therefore, when two or more strips of this strip can be cut into one material, paying attention to this fact, considering that only lots in which two strips are combined are candidates for selection, the production amount of the lot. Can be defined as 4 by dividing the required amount of 8 sheets by 2. That is, four lots will be produced to satisfy the required amount of this strip, but at this time, four different lots may be produced one by one, and only one lot may be produced. You may produce four to satisfy. Therefore, when the production amount is set to 4, if only one kind of lot that does not excessively produce other strips produced at the same time is selected, the calculation time required for obtaining the production amount of the lot can be reduced. .

【0029】また、制約条件によっては、その必要量を
いく分か超過して短冊を生産することが許される。具体
的には、必要量が7であって、一の材料に2枚板取りで
きる短冊を、一のロットに2枚組合わせてこのロットを
4つ生産することにより、その必要量を充足しようとす
るとき、この短冊の必要量7枚に対してその生産量は8
枚になり、超過生産量は1枚である。この超過生産分が
制約条件による許容範囲内に収まっている場合はこのロ
ットは解として選択される要件を満たす。しかし超過生
産量は可及的に少ない方が望ましい。
Further, depending on the constraint conditions, it is allowed to produce the strips in excess of the required amount to some extent. Specifically, the required amount is 7, and by combining 2 strips of one material that can be cut into 2 strips into one lot, and producing 4 of these lots, let's meet the required amount. , The production volume is 8 for the required 7 strips.
The quantity of excess production is one piece. If this excess production falls within the allowable range due to the constraint conditions, this lot satisfies the requirement to be selected as a solution. However, it is desirable that the excess production be as small as possible.

【0030】そこで、その生産量を予め所定数量 (前述
の例においては4) に定めてロットを選択する場合に
は、その必要量を超過して生産される可能性を有する短
冊 (必要量が7枚である短冊) をグループから外してお
くことにより超過生産量を排除することができる。即
ち、短冊を組合わせたロットを所定数量生産したときに
前記短冊の生産量がその必要量を超過しないためにはそ
の必要量が所定数量又はその倍数と一致する短冊の種類
のグループを作成すれば良い。
Therefore, when the production amount is set to a predetermined amount (4 in the above example) and a lot is selected, there is a possibility that the strip may be produced in excess of the required amount (the required amount is Excessive production can be eliminated by removing (7 strips) from the group. That is, in order to prevent the production amount of the strips from exceeding the required amount when a predetermined number of lots of strips are combined, it is necessary to create a group of strip types in which the required amount is equal to the predetermined amount or a multiple thereof. Good.

【0031】従って、その必要量が所定数量又はその倍
数と一致する短冊の種類のグループを作成しておき、こ
のグループに属する短冊の種類を組合わせたロットの中
から、その生産量を所定数量に定めたときにこれに組合
わされた短冊の必要量を充足するロットを選択した場
合、ロットの生産量を求めるために要する計算時間を削
減できると同時に短冊を過剰に生産しない、即ち解の評
価の良さを担保することが見込める。
Therefore, a group of strip types whose required quantity is equal to or equal to a predetermined quantity or a multiple thereof is created, and the production quantity is set to a predetermined quantity from a lot in which the types of strips belonging to this group are combined. If a lot that satisfies the required amount of strips combined with it is selected, the calculation time required to obtain the production volume of the lot can be reduced and at the same time the strips are not overproduced, that is, the solution evaluation. It can be expected to secure the goodness of.

【0032】また、グループ内の短冊のそれぞれの必要
量に大きな開きがある場合、ロットの選択に当たって必
要量が多い短冊の必要量を充足するために生産量が少な
い多数の種類のロットを組合わせる状況が発生し、この
ことが計算時間を増加させる要因になる。従ってその必
要量の多少に応じて多いもの同士、又は少ないもの同士
の短冊のグループを作成することは、ロットの種類を削
減することにつながる。
In addition, when there is a large difference in the required amount of each strip in the group, a large number of types of lots having a small production amount are combined to satisfy the required amount of strips that are required in lot selection. A situation arises, which is a factor in increasing the calculation time. Therefore, creating a group of strips of a large number or a small number depending on the required amount leads to a reduction in lot types.

【0033】また、制約条件を満たすロット候補から目
的関数によって評価の良いロットを選択するとき、選択
済みのロットにより充足される短冊を組合わせてある他
のロットは不要であるのでロット候補から削除すること
から、ロットの選択に当たって目的関数の評価の良さが
同じ程度であれば、より多くの短冊の種類を組合わせて
あるロットを選択する方がロット候補の大幅な削減、即
ち計算時間の短縮に有効である。また、幅が広い短冊、
即ち組合わせに際し他より大きな制約を有する短冊から
順にロットに組合わせることにより制約条件を満たさな
い組合わせを計算するために要する無駄な計算時間を省
くことができる。
Further, when selecting a lot having a good evaluation by the objective function from lot candidates satisfying the constraint condition, other lots combining strips satisfying the selected lot are unnecessary and are deleted from the lot candidate. Therefore, if the evaluation of the objective function is about the same when selecting lots, selecting lots that combine more types of strips significantly reduces lot candidates, that is, shortens the calculation time. Is effective for. Also, a wide strip,
That is, when combining the lots in order from a strip having a larger constraint than others, it is possible to omit a wasteful calculation time required to calculate a combination that does not satisfy the constraint condition.

【0034】以上のような経験的知識はヒューリスティ
ックスと呼ばれている。本発明は組合わせ対象である複
数の製品を前述の如くヒューリスティック手法に基づき
組合わせの評価の良さの犠牲が少ないグループに分割す
ることにより材料の使用量が可及的に少ない製品の組合
わせを作成する際の計算時間の短縮を図る。また、前述
のグループ毎の組合わせを求めるために数理計画法又は
ヒューリスティック手法を用いて材料の使用量が可及的
に少ない製品の組合わせを作成する際の計算時間の短縮
を図る。
The above empirical knowledge is called heuristics. The present invention divides a plurality of products to be combined into groups in which the sacrifice of the goodness of the combination is less sacrificed based on the heuristic method as described above, so that the combination of products in which the amount of materials used is as small as possible Reduce the calculation time when creating. Further, in order to obtain the combination for each group described above, the calculation time is shortened when the combination of products using the least amount of materials is created by using mathematical programming or heuristics.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、前
述した板取り計画を作成する板取り計画装置に基づき詳
述する。図2は本発明の実施に使用する板取り計画装置
の構成を示すブロック図である。図において102 は本発
明に係る全ての演算処理を行う演算装置である。演算装
置102 は、所要の幅及び数量を入力するためのキーボー
ドを用いてなる入力装置101 と接続している。また演算
装置102 は作成した板取り計画を出力するためのモニタ
又はプリンタを用いてなる出力装置103 と接続してあ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the above-described planing plan making apparatus for preparing a planing plan. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a planing planner used for implementing the present invention. In the figure, reference numeral 102 denotes an arithmetic unit for performing all arithmetic processing according to the present invention. The arithmetic unit 102 is connected to the input unit 101 which uses a keyboard for inputting a required width and quantity. Further, the arithmetic unit 102 is connected to an output unit 103 using a monitor or printer for outputting the prepared planing plan.

【0036】演算装置102 は入力装置101 により入力さ
れた複数の短冊の幅を組合わせたロットを複数種類生成
する。このロットを組合わせたもののうち、最も歩留り
が良い組合わせが求めるべき板取り計画である。演算装
置102 において作成された板取り計画は出力装置103 入
力される。なお、入力装置101 及び出力装置103 はそれ
ぞれデータの入出力を行う情報処理装置に置換えても良
い。
The arithmetic unit 102 generates a plurality of types of lots in which the widths of a plurality of strips input by the input unit 101 are combined. Of the combinations of this lot, the combination with the highest yield is the planing plan that should be sought. The planing plan created by the arithmetic unit 102 is input to the output unit 103. The input device 101 and the output device 103 may be replaced with information processing devices that input and output data.

【0037】図1は演算装置102 における板取り計画作
成処理の処理手順を示すフローチャートである。まずオ
ペレータが生産すべき短冊の幅Vi (長さ均一) 及び必
要量Di 、材料の幅Wmax 、ロットの必要量Pmin 及び
必要幅Wmin 並びに変数Iの上限値を入力すると、これ
を受け付けて変数Iをリセットする(S1)。この変数Iは
ヒューリスティック手法によりグループ分割するため
の、具体的にはその必要量が所定数量又はその倍数と一
致する短冊の種類のグループ、即ち第1グループを作成
するための前記所定数量を規定する値を保持する。そし
てこの変数Iの値を変数Iの上限値まで変化させて前記
第1グループを複数作成する。この変数Iの上限値はオ
ペレータが求解対象の性質及び経験的知識に基づき適宜
定める。
FIG. 1 is a flow chart showing the processing procedure of the planing plan creation processing in the arithmetic unit 102. First, the operator inputs the width V i (uniform length) and the required amount D i of the strip to be produced, the width W max of the material, the required amount P min and the required width W min of the lot, and the upper limit value of the variable I. Is accepted and the variable I is reset (S1). This variable I defines a group for dividing into groups by the heuristic method, specifically, the group of a kind of strip whose required amount matches a predetermined number or its multiples, that is, the predetermined number for creating the first group. Holds the value. Then, the value of the variable I is changed to the upper limit value of the variable I to create a plurality of the first groups. The upper limit of this variable I is appropriately set by the operator based on the nature of the solution target and empirical knowledge.

【0038】変数Iに初期値としてロットの必要量P
min を代入する(S2)。生産すべき全ての短冊の種類のグ
ループ (原問題) から後述の如くヒューリスティックス
に基づきその必要量が変数Iの値及びその倍数と一致す
る短冊の種類のグループ (第1グループ) を作成し、こ
のグループの解を求めることを部分問題QI とする(S
3)。このときの倍数を規定する乗数はヒューリスティッ
クスに基づき2と定めてある。即ち、その必要量が変数
Iの値及びその2倍と一致する短冊のグループが第1グ
ループである。
The required amount P of the lot is set as an initial value in the variable I.
Substitute min (S2). From all groups of strip types (original problems) to be produced, a strip type group (first group) whose required amount matches the value of the variable I and its multiples based on heuristics is created as described below. Letting the solution of the group be the subproblem Q I (S
3). The multiplier that defines the multiple at this time is set to 2 based on heuristics. That is, the group of strips whose required amount is equal to the value of the variable I and twice the value is the first group.

【0039】次に前記グループに属する短冊を組合わせ
たロットから後述の如くヒューリスティックスに基づき
その生産量を変数Iの値に定めたときに、これに組合わ
されている短冊の必要量を充足するロットを選択し、こ
れを部分問題QI の解AI とする。(S4)。原問題から解
I のロットを生産することにより充足される分を減じ
て、残りを新たに原問題とする(S5)。次の第1グループ
を作成するために変数Iに1を加え(S6)、この値が変数
Iの上限値未満か否かを判別し(S7)、上限値未満である
場合はS3に処理を戻し、以降の処理手順を繰り返す。
Next, when the production amount is set to the value of the variable I based on heuristics from a lot in which strips belonging to the above group are combined, the lot satisfying the required amount of strips combined with this is set. Is selected as the solution A I of the partial problem Q I. (S4). The amount satisfied by producing a lot of solution A I is reduced from the original problem, and the rest is newly set as the original problem (S5). To create the next first group, 1 is added to the variable I (S6), it is determined whether this value is less than the upper limit value of the variable I (S7), and if it is less than the upper limit value, the process is performed in S3. Return and repeat the subsequent processing procedure.

【0040】S3からS7までの処理手順を変数Iの値がロ
ットの必要量Pmin から変数Iの上限値になるまで繰り
返して原問題から複数の部分問題QI を作成するとき、
その都度その時点の原問題から変数Iの値に基づき部分
問題QI を作成し、この部分問題QI に属する短冊を組
合わせたロットからその生産量をIに定めてロットを選
択して、選択したロットによりその必要量が充足されな
かった短冊は原問題に返還する。そして変数Iの値がそ
の上限値と等しくなった時点の原問題を数理計画法を用
いて求解すべき部分問題Q0 とする。即ちS3からS7まで
の処理手順を繰り返すことにより数理計画法によって求
解する部分問題Q0 に属する短冊を可及的に削減してい
るのである。
When a plurality of sub-problems Q I are created from the original problem by repeating the processing procedure from S3 to S7 until the value of the variable I reaches the required value P min of the lot from the upper limit value of the variable I,
Each time, a subproblem Q I is created from the original problem at that time based on the value of the variable I, the production amount is set to I from the lot that combines the strips belonging to this subproblem Q I , and the lot is selected. If the required quantity is not satisfied by the selected lot, it will be returned to the original question. Then, the original problem at the time when the value of the variable I becomes equal to its upper limit value is set as the partial problem Q 0 to be solved using mathematical programming. That is, the strips belonging to the subproblem Q 0 to be solved by the mathematical programming method are reduced as much as possible by repeating the processing procedure from S3 to S7.

【0041】この部分問題Q0 に属する短冊 (第2グル
ープ) を組合わせたロットから公知の数理計画法を用い
てロットを選択し、その生産量を定めた部分問題Q0
解A 0 を求める(S8)。求めた全ての解を合わせて求める
べき原問題の解、即ち生産すべき短冊の組合わせとして
出力する(S9)。
This partial problem Q0Strips belonging to (second group
Group) using a well-known mathematical programming method.
Partial problem Q in which a lot is selected and the production amount is determined0of
Solution A 0(S8). Find all solutions found
As a solution to the original problem, that is, a combination of strips to be produced
Output (S9).

【0042】図3はS3における部分問題QI を生成する
処理手順を示すフローチャートである。まず変数Iの値
がロットの必要量Pmin と等しいか否かを判別し(S31)
、等しい場合、即ち初回のグループ分割であると判別
した場合は、その必要量Di が変数Iの値、即ちロット
の必要量Pmin 以下の短冊iのグループを作成して、こ
のグループの解を求めることを部分問題QI とする(S3
2) 。さらにその必要量D i が所定数量の略2倍、即ち
変数Iの値の略2倍として2I−2以上かつ2I以下の
短冊iからなるグループを作成して、これを前のステッ
プにおいて作成したグループに加えてこのグループの解
を求めることを新たに部分問題QI とする(S34) 。S32
において変数Iの値がロットの必要量Pmin と等しくな
い場合、即ち2回目以降のグループ分割であると判別し
た場合は、その必要量Di が所定数量、即ち変数Iの値
と略等しい値としてI−1以上、I以下の短冊iからな
るグループを作成して、このグループの解を求めること
を部分問題QI とする(S33) 。以下S34 に処理を移し、
前述したところと同様にその必要量Di が所定数量の略
2倍即ち変数Iの値の略2倍と一致する短冊のグループ
を作成して、これを前のステップにおいて作成したグル
ープに加えて、このグループの解を求めることを新たに
部分問題QI とする。
FIG. 3 shows the partial problem Q in S3.IGenerate
It is a flow chart which shows a processing procedure. First, the value of variable I
Is the lot requirement PminIs determined whether or not (S31)
 , If they are equal, that is, it is determined that it is the first group division
If you do, the required amount DiIs the value of variable I, that is, lot
Required amount PminCreate a group of the following strips i
To find the solution of the groupIAnd (S3
2). Furthermore, the required amount D iIs approximately twice the specified quantity, that is,
If the value of the variable I is approximately twice the value of 2I-2 or more and 2I or less,
Create a group of strips i and
In addition to the group created in
A new sub-question QI(S34). S32
The value of the variable I is the required quantity P of the lot inminIs equal to
If it is not, that is, it is determined that it is the second or subsequent group division
If the required amount DiIs a predetermined quantity, that is, the value of variable I
The value is approximately equal to or greater than I-1 and less than or equal to I
Create a group and solve for this group
The partial problem QI(S33). After that, the processing is moved to S34,
The required amount D as in the aboveiStands for a predetermined quantity
A group of strips that doubles, or approximately doubles the value of variable I
And create the group you created in the previous step.
In addition to the group
Partial problem QIAnd

【0043】なお、S33 において2回目以降のグループ
分割のある局面の変数Iの値は、その次の局面の変数I
の値から1を減じたものと等しいので、変数Iの値とそ
の必要量Di が一致する短冊iは部分問題の要素になる
機会を2度有することになる。これは1度部分問題QI
に採用された短冊iがこの部分問題QI の解AI のロッ
トの要素に含まれない、即ち解AI により生産されない
場合、次の部分問題Q I+1 に採用してロットの要素に選
択される確率を高くするためである。この場合、次の解
のロットの要素に選択されたとき、この短冊iの生産量
は必要量Di より1つ多くなるが、この過剰分は許容範
囲とみなす。即ち第1グループを作成するための所定数
量は1つに限定しないのである。S34 においても前述し
たところと同様である。
The group after the second time in S33
The value of the variable I in one phase of the division is equal to the value of the variable I in the next phase.
Since it is equal to the value of, minus 1, the value of variable I
Required amount DiStrip i that matches
You will have two opportunities. This is a partial problem QI
The strip i adopted inISolution AINo lock
Is not included in the elements of the solution, ie, solution AINot produced by
If the next sub-problem Q I + 1Adopted as the element of the lot
This is because the probability of being selected is high. In this case, the solution
Production of this strip i when selected as an element of a lot of
Is the required amount DiOne more, but this excess is an acceptable range.
Consider it as a fence. That is, a predetermined number for creating the first group
The quantity is not limited to one. Also in S34
It is the same as where it was.

【0044】例えば、ロットの必要量Pmin が8である
場合、初回のグループ分割のときは変数Iの値が8であ
って、原問題からその必要量Di が8以下であるか又は
14以上16以下である短冊iからなる部分問題Q8 を生成
する。そして前述のS4により部分問題Q8 の解A8 を求
解して、S5により原問題から解A8 により充足される短
冊iを減じて残りを新たな原問題とする。即ち、ここで
部分問題Q8 に採用されたものの、解A8 によって充足
されない短冊iは原問題に返還される。そしてS6により
変数Iの値が1増加されて、S7によりこの変数Iの値が
その上限値未満であると判別した場合、2回目のグルー
プ分割を行う。この2回目のグループ分割のとき、変数
Iの値は9であって、原問題からその必要量Di が8以
上9以下であるか又は16以上18以下である短冊iからな
る部分問題Q9 を生成するのである。
For example, when the required amount P min of the lot is 8, the value of the variable I is 8 in the first group division, and the required amount D i is 8 or less from the original problem, or
A sub-problem Q 8 consisting of a strip i of 14 or more and 16 or less is generated. Then, the solution A 8 of the sub-problem Q 8 is solved by S4 described above, and the strip i satisfied by the solution A 8 is subtracted from the original problem by S5 to make the rest a new original problem. That is, the strip i, which has been adopted for the subproblem Q 8 but is not satisfied by the solution A 8 , is returned to the original problem. If the value of the variable I is incremented by 1 in S6 and it is determined in S7 that the value of the variable I is less than the upper limit value, the second group division is performed. At the time of this second group division, the value of the variable I is 9 and the necessary amount D i is 8 or more and 9 or less or 16 or more and 18 or less from the original problem, and the subproblem Q 9 is composed of strips i. Is generated.

【0045】図4は、S4における部分問題QI を求解す
る処理手順を示すフローチャートである。まず部分問題
I の短冊iを組合わせて、その幅の合計値がロットの
必要幅W min を満たし、かつ材料の幅Wmax を満たす様
なロットを組合わせ可能な数だけ生成し、これをロット
候補とする(S41) 。このとき、生成したロットには識別
番号を付けておく。
FIG. 4 shows the subproblem Q in S4.ISolve for
7 is a flowchart showing a processing procedure according to the present invention. First a partial problem
QIThe strips i are combined, and the total value of the width is
Required width W minAnd the width W of the materialmaxTo meet
Number of different lots that can be combined and generated
Make it a candidate (S41). At this time, the generated lot is identified
Number them.

【0046】次にロットの生産量を変数Iの値に仮定し
たとき、短冊iの必要量を満たすことができないロット
をロット候補から削除する(S42) 。前述の例示におい
て、部分問題Q8 の要素の内、その必要量Di が14以上
16以下の短冊iは生産量が8のとき、1つのロットに2
つ板取りしなければ、その必要量を満たすことができな
い。そこでS42 において必要量Di が14以上16以下の短
冊iを1つしか板取りしていないロットをロット候補か
ら削除するのである。
Next, when the production quantity of the lot is assumed to be the value of the variable I, the lot that cannot meet the required quantity of the strip i is deleted from the lot candidates (S42). In the above example, among the elements of the sub-problem Q 8 , the required amount D i is 14 or more.
For strips i of 16 or less, 2 in 1 lot when the production volume is 8
The required amount cannot be met without removing the plank. Therefore, in S42, the lot in which only one strip i having the required amount D i of 14 or more and 16 or less is cut is deleted from the lot candidates.

【0047】短冊の種類が多い順にロット候補をソート
した後(S43) 、ロット候補からロットを1つに絞り込ん
で採択する(S44) 。採択したロットの要素である短冊を
その要素としているロットをロット候補から削除した後
(S45) 、ロット候補が残っている場合は(S46) 、S44 に
処理を戻し、以降の処理手順を繰り返す。ロット候補が
残っていない場合は、ここまでに採択してきた全てのロ
ットの生産量を変数Iの値に定めて、これを解AI とす
る(S47) 。
After the lot candidates are sorted in the order of the number of types of strips (S43), the lot candidates are narrowed down to one and adopted (S44). After deleting a lot that has a strip that is an element of the adopted lot as its element from the lot candidates
(S45) If lot candidates remain (S46), the process returns to S44, and the subsequent processing procedure is repeated. If no lot candidate remains, the production amount of all lots adopted so far is set as the value of the variable I, and this is set as the solution A I (S47).

【0048】図5は、S44 におけるロットを絞り込む処
理手順を示すフローチャートである。まず短冊の種類が
最も多いロットをロット候補から選択して(S441)、選択
したロットが1つであるか否かを判別する(S442)。選択
したロットが複数ある場合は、幅が最も広い短冊を有す
るロットを選択して(S443)、選択したロットが1つであ
るか否かを判別する(S444)。選択したロットが複数ある
場合は、歩留りが最も良いロットを選択して(S445)、選
択したロットが1つであるか否かを判別する(S446)。選
択したロットが複数ある場合は、識別番号が最も若いロ
ットを採択する(S447)。S442,S444 及びS446において選
択したロットが1つである場合は、そのロットを採択す
る。
FIG. 5 is a flow chart showing a processing procedure for narrowing down lots in S44. First, the lot with the most types of strips is selected from the lot candidates (S441), and it is determined whether or not the number of selected lots is one (S442). When there are a plurality of selected lots, the lot having the widest strip is selected (S443), and it is determined whether or not there is one selected lot (S444). When there are a plurality of selected lots, the lot with the highest yield is selected (S445), and it is determined whether or not there is one selected lot (S446). When there are a plurality of selected lots, the lot with the smallest identification number is adopted (S447). If one lot is selected in S442, S444 and S446, that lot is adopted.

【0049】図6は、S8における残った原問題Q0 を求
解する処理手順を示すフローチャートである。まず残っ
た原問題Q0 の短冊iを組合わせて、その幅の合計値が
ロットの必要幅Wmin を満たし、なおかつ材料の幅W
max を満たす様なロットを組合わせ可能な数だけ生成
し、これをロット候補とする(S81) 。そして公知の数理
計画法を用いて各ロット候補の生産量を決定する(S82)
。求めたロット及びその生産量を原問題Q0 の解A0
とする(S83) 。なお、前述の実施の形態は板取り計画を
作成する板取り計画装置について解説したが、他の組合
わせ最適化問題の解を求める装置においても同様に実施
することが可能であることはいうまでもない。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for solving the remaining original problem Q 0 in S8. First, by combining the remaining strips i of the original problem Q 0 , the total value of the widths satisfies the required width W min of the lot, and the width W of the material
A number of lots that satisfy max can be combined and generated, and the lot candidates are used (S81). Then, the production amount of each lot candidate is determined using a known mathematical programming method (S82).
. Solution A 0 of the lot and the production amount obtained the original problem Q 0
(S83). Although the above-described embodiment has explained the planing planner for creating the planing plan, it goes without saying that the same can be carried out in a system for finding a solution to another combination optimization problem. Nor.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、組合わせ
最適化問題の求解に際して、ヒューリスティック手法を
用いて前記組合わせ最適化問題を複数の部分問題に分割
して個々に求解することにより、求めるべき組合わせ最
適化問題の求解に要する計算時間を短縮することができ
る。また、前記部分問題をヒューリスティック手法を用
いて求解することにより、組合わせ最適化問題の求解に
要する計算時間を短縮することができる。
As described above, according to the present invention, when a combination optimization problem is solved, a heuristic method is used to divide the combination optimization problem into a plurality of subproblems and solve the problems individually. , It is possible to reduce the calculation time required to solve the combinatorial optimization problem to be obtained. Further, by solving the partial problem using a heuristic method, it is possible to reduce the calculation time required to solve the combination optimization problem.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】板取り計画の処理手順を示すフローチャートで
ある。
FIG. 1 is a flowchart showing a processing procedure of a planing plan.

【図2】板取り計画装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a planing planner.

【図3】部分問題を生成する処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for generating a partial problem.

【図4】部分問題を求解する処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for solving a partial problem.

【図5】ロットを絞り込む処理手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure for narrowing down lots.

【図6】残った原問題を求解する処理手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure for solving a remaining original problem.

【図7】板取り計画の一例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a planing plan.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 入力装置 102 演算装置 103 出力装置 101 Input device 102 Arithmetic device 103 Output device

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一の材料を分割して1又は複数の種類の
製品を得、複数の前記材料を使用して各種類の製品の所
要数量を生産するに際し、前記材料の使用量が可及的に
少なくなるように前記製品の種類を組合わせる組合わせ
方法において、 生産すべき製品の種類をその夫々の所要数量に基づきヒ
ューリスティック手法により複数のグループに分割し、
各グループ毎にグループに属する製品の種類を組合わせ
て該製品の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が可
及的に少ない組合わせを作成して、作成した複数の組合
わせを生産すべき製品の種類の組合わせとすることを特
徴とする組合わせ方法。
1. When one material is divided to obtain one or a plurality of types of products, and a plurality of the materials are used to produce a required quantity of each type of product, the amount of the material used is as large as possible. In the combination method of combining the product types so that the number of products is reduced, the type of the product to be produced is divided into a plurality of groups by the heuristic method based on the required quantity of each product,
For each group, combine the types of products that belong to the group to satisfy the required quantity of the product, and create a combination that uses as little material as possible to produce multiple created combinations. A combination method characterized in that it is a combination of the types of products to be manufactured.
【請求項2】 一の材料を分割して1又は複数の種類の
製品を得、複数の前記材料を使用して各種類の製品の所
要数量を生産するに際し、前記材料の使用量が可及的に
少なくなるように前記製品の種類を組合わせる組合わせ
方法において、 生産すべき製品の種類の集合からその所要数量が所定数
量又は該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グ
ループ及びその他の製品の種類の第2グループを作成し
ておき、第1グループに属する製品の種類を組合わせて
該製品の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少な
い第1組合わせをヒューリスティック手法により作成
し、第2グループに属する製品の種類を組合わせて該製
品の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第
2組合わせを数理計画法により作成し、第1組合わせ及
び第2組合わせを生産すべき製品の種類の組合わせとす
ることを特徴とする組合わせ方法。
2. When one material is divided to obtain one or a plurality of types of products and a plurality of the materials are used to produce a required quantity of each type of product, the amount of the materials used is as large as possible. In the combination method of combining the product types so that the number of product types is reduced, a first group of product types whose required quantity is equal to a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity from a set of product types to be produced, and Create a second group of other product types, combine the product types that belong to the first group to satisfy the required quantity of the product, and use the heuristic method of the first combination that uses less material. Create a second combination that combines the types of products that belong to the second group and satisfies the required quantity of the product, and that uses less material, and then creates the first combination and the second combination. Combination method characterized by the combination of the type of product to be produced a combination.
【請求項3】 一の材料を分割して1又は複数の種類の
製品を得、複数の前記材料を使用して各種類の製品の所
要数量を生産するに際し、前記材料の使用量が可及的に
少なくなるように前記製品の種類を組合わせる組合わせ
方法において、 生産すべき製品の種類の集合からその所要数量が所定数
量又は該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グ
ループを作成し、該第1グループに属する製品の種類を
組合わせて該製品の所要数量を充足し、しかも材料の使
用量が少ない第1組合わせをヒューリスティック手法に
より作成し、生産すべき製品の種類の集合から既に作成
した第1組合わせによってその所要数量を充足する製品
の種類を減じた集合から所定数量を変更しながら反復し
て複数の第1組合わせを作成し、生産すべき製品の種類
の集合から既に作成した第1組合わせによってその所要
数量を充足する製品の種類を減じた集合に属する製品の
種類を組合わせて該製品の所要数量を充足し、しかも材
料の使用量が少ない第2組合わせを数理計画法により作
成し、第1組合わせ及び第2組合わせを生産すべき製品
の種類の組合わせとすることを特徴とする組合わせ方
法。
3. When one material is divided to obtain one or a plurality of types of products and a plurality of the materials are used to produce a required quantity of each type of product, the amount of the materials used can be as large as possible. In the combination method of combining the product types so that the number of product types decreases, a first group of product types whose required quantity is equal to a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity is selected from a set of product types to be produced. Create a first combination that combines the types of products that belong to the first group and satisfies the required quantity of the products, and that uses less material, and use the heuristic method to determine the type of products to be produced. The first combination already created from the set is subtracted from the types of products that satisfy the required quantity, and while changing the predetermined quantity from the set, a plurality of first combinations are repeatedly created to determine the types of products to be produced. The first combination that has already been created from the combination satisfies the required quantity by satisfying the required quantity by combining the types of products that belong to the set in which the types of products that satisfy the required quantity are reduced. A combination method characterized in that a combination is created by mathematical programming, and the first combination and the second combination are combinations of types of products to be produced.
【請求項4】 一の材料を分割して1又は複数の種類の
製品を得、複数の前記材料を使用して各種類の製品の所
要数量を生産するに際し、前記材料の使用量が可及的に
少なくなるように前記製品の種類を組合わせる組合わせ
装置において、 生産すべき製品の種類の集合からその所要数量が所定数
量又は該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グ
ループ及びその他の製品の種類の第2グループを作成す
る手段と、 第1グループに属する製品の種類を組合わせて該製品の
所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第1組
合わせをヒューリスティック手法により作成する手段
と、 第2グループに属する製品の種類を組合わせて該製品の
所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第2組
合わせを数理計画法により作成する手段とを備えること
を特徴とする組合わせ装置。
4. When one material is divided to obtain one or a plurality of types of products and a plurality of the materials are used to produce a required quantity of each type of product, the amount of the material used is as large as possible. In the combination device for combining the product types so that the number of product types is reduced, a first group of product types whose required quantity is equal to a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity from a set of product types to be produced, and The heuristic method is to combine the means for creating the second group of other product types with the product types belonging to the first group to satisfy the required quantity of the product and to use the first combination with a small amount of the material used. And a means for combining the types of products belonging to the second group to satisfy the required quantity of the products and creating a second combination using a small amount of materials by mathematical programming. A combination device characterized by comprising.
【請求項5】 一の材料を分割して1又は複数の種類の
製品を得、複数の前記材料を使用して各種類の製品の所
要数量を生産するに際し、前記材料の使用量が可及的に
少なくなるように前記製品の種類を組合わせる組合わせ
装置において、 生産すべき製品の種類の集合からその所要数量が所定数
量又は該所定数量の倍数と一致する製品の種類の第1グ
ループを作成する手段と、 該第1グループに属する製品の種類を組合わせて該製品
の所要数量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第1
組合わせをヒューリスティック手法により作成する手段
と、 生産すべき製品の種類の集合から既に作成した第1組合
わせによってその所要数量を充足する製品の種類を減じ
た集合から所定数量を変更しながら反復して複数の第1
組合わせを作成する手段と、 生産すべき製品の種類の集合から既に作成した第1組合
わせによってその所要数量を充足する製品の種類を減じ
た集合に属する製品の種類を組合わせて該製品の所要数
量を充足し、しかも材料の使用量が少ない第2組合わせ
を数理計画法により作成する手段とを備えることを特徴
とする組合わせ装置。
5. When one material is divided to obtain one or a plurality of types of products and a plurality of the materials are used to produce a required quantity of each type of product, the amount of the material used can be as large as possible. In the combination device for combining the product types so that the number of product types is reduced, a first group of product types whose required quantity is equal to a predetermined quantity or a multiple of the predetermined quantity is selected from a set of product types to be produced. First means that the required quantity of the product is satisfied by combining the means for creating and the type of the product belonging to the first group, and the amount of the material used is small.
A method of creating a combination by a heuristic method, and iterating while changing a predetermined quantity from a set obtained by subtracting the kinds of products that satisfy the required quantity by the already created first combination from the set of kinds of products to be produced. Multiple first
The means for creating a combination is combined with the product types belonging to the set obtained by subtracting the product types satisfying the required quantity by the already created first combination from the set of product types to be produced. And a means for creating a second combination that satisfies the required quantity and uses a small amount of material by mathematical programming.
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