JPH1031504A - Automatic preparation method for optimum production schedule and optimum production schedule preparation device - Google Patents

Automatic preparation method for optimum production schedule and optimum production schedule preparation device

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JPH1031504A
JPH1031504A JP18447196A JP18447196A JPH1031504A JP H1031504 A JPH1031504 A JP H1031504A JP 18447196 A JP18447196 A JP 18447196A JP 18447196 A JP18447196 A JP 18447196A JP H1031504 A JPH1031504 A JP H1031504A
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JP
Japan
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production
production schedule
parameter
optimal
network
Prior art date
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Application number
JP18447196A
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Japanese (ja)
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Yoshitatsu Mori
芳立 森
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Oji Paper Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten calculation time by using the solution of the minimum cost problem of a network planning method and preparing a production schedule based on an optimum path and the value of a parameter at that time. SOLUTION: A network model where manually related manufacturing elements in manufacture elements are connected ion the from of a network is previously decided. In the network, node groups 20-25 are connected by arcs in accordance with the relation of production processes. When manufacturing relation parameters (paper product manufacturing request quantity and raw material (pulp) compound rate of paper product) are used, the total flow rate of the minimum cost flow problem of the network model is converted into a power rate and it can be displayed by a prescribed system. CPU decides the path (route of node) whose power cost of the network model becomes a minimum, obtains the value of the parameter at that time, obtains the flow rate flowing in the respective arcs at every unit time and decodes the optimum production schedule.

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、生産設備、特に、
紙パルプ製造設備に好適な最適生産スケジュール自動作
成方法および最適生産スケジュール作成装置に関する。
[0001] The present invention relates to a production facility,
The present invention relates to an optimal production schedule automatic creation method and an optimal production schedule creation device suitable for a pulp and paper manufacturing facility.

【0002】[0002]

【従来の技術】生産工場の操業スケジュール、すなわ
ち、生産スケジュールは従来、数名の計画作成のベテラ
ンにより、人手により作成されることが多かったが、経
験のない担当者でも生産スケジュールを作成できるよう
にコンピュータを使用した生産スケジュール作成装置が
提案されている。生産スケジュールをコンピュータで作
成する場合、数理計画法の一手法である線形計画法(L
P)を使用することが一般的によく知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an operation schedule of a production plant, that is, a production schedule, has often been manually created by several experienced planners. However, even an inexperienced person can create a production schedule. A production schedule creation device using a computer has been proposed. When a production schedule is created by a computer, a linear programming method (L
The use of P) is generally well known.

【0003】ここでは、例題として製紙工場において電
力種が3種類から選択でき、電力コストが時間に伴なっ
て変化する場合を想定し、目的関数として原料(パル
プ)製造のための総電力コストをとり、これを最小にす
る原料生産スケジュール問題を想定する。
Here, as an example, it is assumed that the power type can be selected from three types in a paper mill and the power cost changes with time, and the total power cost for raw material (pulp) production is used as an objective function. Let us assume a raw material production schedule problem that minimizes this.

【0004】別に決められた紙の生産(抄造)計画と、
紙の品種(グレード)に基づく各種原料(パルプ)の配
合率から、現在からN日間の原料(パルプ)使用量を、
スケジュールの単位時間毎に計算した値が時間毎の原料
(パルプ)の取り量になる。
[0004] A separately determined paper production (papermaking) plan,
From the mixing ratio of various raw materials (pulp) based on the paper type (grade), the amount of raw material (pulp) used for N days from the present
The value calculated for each unit time of the schedule is the amount of raw material (pulp) taken for each hour.

【0005】このパルプの取り量に支障を来たさぬよ
う、しかも、パルプ製造に必要な総電力コストを最小と
するようなパルプ貯蔵槽と受電電力種の上手な運用を考
慮した各原料(パルプ)の最適生産スケジュールを作成
する問題を想定して説明する。
The pulp storage tank and each raw material in consideration of the good operation of the received power type so as not to hinder the pulp production amount and to minimize the total power cost required for pulp production. A description will be given assuming a problem of creating an optimal production schedule for pulp.

【0006】生産に使われる電力は、電力種種別に、自
家発電力、購入電力とし、自家発電力は発電単価の異な
る火力、水力を想定し、購入電力は夜間(Night) 帯、ピ
ーク(Peak)帯、オフ・ピーク(Off Peak)帯などの受け入
れ時間帯により単価が異なることとし、この価格差と、
個々の各原料(パルプ)製造設備の貯蔵槽(クッション
チェスト)を最大限有効に活用して、購入電力の購入単
価が安い時間帯にできるだけ多くの原料(パルプ)生産
を行って作り溜めをしておくと共に、貯蔵槽のストック
量が少なくなる時間域においては、常に原料(パルプ)
の過不足が生じない状態を保つような生産スケジュール
が作成されなければならない。
[0006] The power used for production is classified into private power and purchased power according to the type of power. The private power is assumed to be thermal power and hydropower with different generation unit prices, and purchased power is night (Night) band, peak (Peak) The unit price differs depending on the reception time zone such as obi, off peak (Off Peak) zone, and this price difference,
By making the best use of the storage tank (cushion chest) of each raw material (pulp) manufacturing facility, producing and storing as much raw material (pulp) as possible during hours when the unit price of purchased power is low. In addition, in the time zone when the stock volume of the storage tank is low, the raw material (pulp) is always
Production schedules must be created so that there is no excess or deficit.

【0007】ここで例示する問題について整理すると、
次のようになる。 《制約条件のパラメータ(変数)》 ・原料(パルプ)生産量 → Pn,t(Ton/Hr.) ・各原料のクッションチェスト原料貯蔵量 → Cn,t(Ton) ・電力使用量 → Ee,t(kw) ・最終(抄紙)工程での各グレードの紙製品毎の生産要求量と生産時期。 (紙製品生産要求量) → PPg,m,t
(Ton/Hr.)
[0007] To summarize the problems exemplified here,
It looks like this: << Parameters (variables) of constraints >> Raw material (pulp) production amount → Pn, t (Ton / Hr.) ・ Cushion chest raw material storage amount of each raw material → Cn, t (Ton) ・ Electric power consumption → Ee, t (Kw)-Production demand and production time for each grade of paper product in the final (papermaking) process. (Required paper product production) → PPg, m, t
(Ton / Hr.)

【0008】 ・各グレードの紙製品の原料(パルプ)配合率 → Hg,n,m (%) 〔*同一グレードでも抄紙機毎に配合率が異なる... とした。〕 ・電力単価 → ECe,t (円/kw・H) ・原料(パルプ)製造の電力原単位 → EUn (kw・H/Ton) ・各生産工程の停止計画。 〔原料(パルプ)生産設備、最終工程(抄紙)設備〕[0008] Raw material (pulp) blending ratio of paper products of each grade → Hg, n, m (%) [* The blending ratio is different for each paper machine even for the same grade. ] ・ Electricity unit price → ECe, t (yen / kw ・ H) ・ Emission unit of raw material (pulp) production → EUn (kw ・ H / Ton) ・ Plan to stop each production process. [Raw material (pulp) production equipment, final process (papermaking) equipment]

【0009】 (添字の説明) n:原料(パルプ)の種類 t:時間〔(スケジュール時間/計算単位時間)の個数... 〕 e:電力の種類 購入電力(P帯、OP帯... N帯など) 火力(自家発電) 水力(自家発電) g:紙製品の種類(グレード) m:抄紙機の種類(Description of Subscripts) n: Type of Raw Material (Pulp) t: Time [Number of (Schedule Time / Calculation Unit Time) ...] e: Type of Electric Power Purchased Power (P-band, OP-band ...) N-band, etc.) Thermal power (private power generation) Hydropower (private power generation) g: Type of paper product (grade) m: Type of paper machine

【0010】 《上下限制約条件の変数》 ・KP,TMP1,TMP2,GP,DIP... など各原料(パルプ)の生産可能量。 → Pn,t Max., Pn,t Min. (Ton/Hr.) ・各原料のクッションチェストの貯蔵容量制限。 → CnMax, CnMin (Ton) ・使用電力〔自家発電(火力,水力), 購入電力(P帯,OP帯,N帯など)〕の供給可能量。 → Ee,t Max., Ee,t Min. (kw) ・製造工程のポンプなど搬送設備の能力制限... など。<< Variables of Upper / Lower Limit Constraints >> The amount of each raw material (pulp) that can be produced, such as KP, TMP1, TMP2, GP, DIP ... → Pn, t Max., Pn, t Min. (Ton / Hr.) ・ Limit the storage capacity of cushion chest of each raw material. → CnMax, CnMin (Ton) ・ Suppliable amount of electric power [in-house power generation (thermal, hydro), purchased power (P-band, OP-band, N-band, etc.)]. → Ee, t Max., Ee, t Min. (Kw) ・ Limited capacity of transfer equipment such as pumps in the manufacturing process.

【0011】《目的関数》 総電力コスト → Z(円) として、総電力コスト最小となるような、各原料(パル
プ)の最適製造スケジュール、および、各電力の最適使
用スケジュール、貯蔵槽の最適運用パターンを求める。
<< Objective function >> Assuming that total electric power cost → Z (yen), the optimal production schedule of each raw material (pulp), the optimal use schedule of each electric power, and the optimal operation of the storage tank so as to minimize the total electric power cost. Find a pattern.

【0012】なお、このような問題をコンピュータを用
いて解く場合に良く使われる数理計画法の一手法である
線形計画法(LP)では数学的に、次式のように表現さ
れる。 (制約条件)
In the linear programming (LP), which is one of the mathematical programming methods often used when solving such a problem using a computer, it is expressed mathematically as follows. (Constraints)

【数1】Pn,t Min. ≦ Pn,t ≦ Pn,t Max.[Equation 1] Pn, t Min. ≤ Pn, t ≤ Pn, t Max.

【数2】Ee,t min. ≦ Ee,t ≦ Ee,t max.[Equation 2] Ee, t min. ≦ Ee, t ≦ Ee, t max.

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【数4】〔Cn Min. ≦ Cn,t ≦ Cn Max.〕[Cn Min. ≤ Cn, t ≤ Cn Max.)

【数5】 (Equation 5)

【0014】(目的関数)(Objective function)

【数6】 (Equation 6)

【0015】線形計画法を生産スケジュール作成装置に
適用する場合、一般に原料を供給してから最終の製品が
得られるまでの製造工程を上述のような各種のパラメー
タ(原料生産量、電力使用量等)を使用して線形多項式
で表す。そして線形計画法のアルゴリズムに基づいて目
的関数;Zを最小とするパラメータの解をコンピュータ
により計算する。
When the linear programming method is applied to a production schedule creating apparatus, the manufacturing process from supply of raw materials to obtaining a final product is generally controlled by the above-mentioned various parameters (raw material production, power consumption, etc.). ) To represent a linear polynomial. Then, based on the algorithm of the linear programming, the solution of the parameter that minimizes the objective function; Z is calculated by the computer.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来の線形計画法で
は、最適解を求めるために必要となる計算時間(量)
は、おおよそ『制約式の数』の3乗と『未知数〔(P
n,t),(En,t),(Cn,t)〕の数』の積に比例し、計算
機に必要とされる記憶容量は、おおよそ『制約式の数』
の2乗と『未知数の数』の積に比例して増加することが
経験的に知られている。
In the conventional linear programming, the calculation time (amount) required to find an optimal solution is obtained.
Is approximately the cube of the “number of constraint expressions” and the “unknown number [(P
n, t), (En, t), (Cn, t)] and the storage capacity required for the computer is approximately "the number of constraint equations"
It is empirically known that it increases in proportion to the product of the square of and the number of unknowns.

【0017】実際の生産工程では、パラメータの数が多
い上に、計画作成対象の時間長を長くしたり、計画の単
位時間を短くしたりして、大規模で細かい計画を作成し
ようとすればする程、必要とされる計算時間、所要記憶
メモリは著しく増大していく。このため、従来装置はデ
ータ記憶容量の大きいコンピュータを要し、また、計算
時間も多大となっていた。
In an actual production process, if the number of parameters is large and the time length of the plan is increased or the unit time of the plan is shortened, it is necessary to create a large-scale and detailed plan. The required computation time and required storage memory increase significantly. For this reason, the conventional apparatus requires a computer having a large data storage capacity, and requires a long calculation time.

【0018】そこで、本発明の目的は、線形計画法とは
全く異なるモデルに基づき、計算時間を短縮できる最適
生産スケジュールの自動作成方法および最適生産スケジ
ュール作成装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an automatic production schedule automatic production method and an optimal production schedule production apparatus which can reduce the calculation time based on a model completely different from the linear programming method.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1の発明は、製造に影響を与える複数の製造
要素をその種類毎にパラメータとして数値化し、該パラ
メータの組み合わせにより定まる評価基準が最適となる
パラメータの値をコンピュータにより決定して生産スケ
ジュールを作成する最適生産スケジュールの自動作成方
法において、前記複数の製造要素の中の相互に関連する
製造要素をネットワークの形態で接続したネットワーク
モデルを想定し、該ネットワークモデル上で、前記評価
基準が最適となるパスおよびそのときのパラメータの値
を取得するために、ネットワーク計画法の最小費用流問
題の解法を使用し、該最小費用流問題を解くために、前
記複数の製造要素に対応するパラメータの値を同一種の
パラメータの数値に換算して、前記最適となるパスおよ
びそのときのパラメータの値を単位時間毎に取得し、当
該取得したパスおよびパラメータの値に基づいて、生産
スケジュールを作成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of manufacturing elements which affect manufacturing are quantified as parameters for each type, and the evaluation is determined by a combination of the parameters. In an automatic production schedule automatic creation method for creating a production schedule by determining a parameter value at which a criterion is optimized by a computer, a network in which mutually related manufacturing elements among the plurality of manufacturing elements are connected in a network form Assuming a model, on the network model, the solution of the minimum cost flow problem of the network planning method is used to obtain the path at which the evaluation criterion is optimal and the value of the parameter at that time. In order to solve the problem, the value of the parameter corresponding to the plurality of manufacturing elements is set to the value of the same kind of parameter. In terms, to obtain the value of a parameter of said optimum The path and at that time every unit time, based on the value of the acquired path and parameters, characterized in that to create the production schedule.

【0020】請求項2の発明は、請求項1に記載の最適
生産スケジュールの自動作成方法において、前記評価基
準はコスト最小であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the automatic production schedule creating method according to the first aspect, the evaluation criterion has a minimum cost.

【0021】請求項3の発明は、請求項1に記載の最適
生産スケジュール作成方法において、前記製造は紙パル
プの製造であり、当該紙パルプの製造において、原料
(パルプ)は複数種類用意され、該原料をブレンドして
複数種の製品(紙)を製造し、前記原料はその種類毎に
貯蔵槽に貯蔵可能であり、電力単価が異なる複数種の電
力が選択的に供給される製造工程において、生産予定の
製品の生産時期、生産量を入力データとして与え、前記
評価基準を電力最小コストとし、前記同一種のパラメー
タを電力使用量として計算し、単位時間毎の原料生産量
と電力使用量と貯蔵槽の貯蔵量を取得し、最適生産スケ
ジュールを作成することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method for creating an optimum production schedule according to the first aspect, the production is the production of paper pulp, and a plurality of types of raw materials (pulp) are prepared in the production of the paper pulp. The raw material is blended to produce a plurality of types of products (paper), and the raw material can be stored in a storage tank for each type, and in a manufacturing process in which a plurality of types of electric power having different power unit prices are selectively supplied. , The production time of the product to be produced and the production amount are given as input data, the evaluation criterion is the minimum power cost, the parameters of the same type are calculated as the power consumption, and the raw material production and the power consumption per unit time are calculated. And the amount of storage in the storage tank is obtained to create an optimal production schedule.

【0022】請求項4の発明は、製造に影響を与える複
数の製造要素をその種類毎のパラメータとして数値化
し、該パラメータの組み合わせにより定まる評価基準が
最適となるパラメータの値をコンピュータにより決定し
て生産スケジュールを作成する最適生産スケジュール作
成装置において、前記複数の製造要素の中の相互に関連
する製造要素をネットワークの形態で接続したネットワ
ークモデルを予め定めておき、該ネットワークモデル上
で、前記評価基準が最適となるパスおよびそのときのパ
ラメータの値を取得するために、ネットワーク計画法の
最小費用流問題の解法を使用し、該最小費用流問題を解
くために、前記複数の製造要素に対応するパラメータの
値を同一種のパラメータの数値に換算して、前記最適と
なるパスおよびそのときのパラメータの値を取得する第
1の情報処理手段と、当該取得したパスおよびパラメー
タの値に基づいて、生産スケジュールを作成する第2の
情報処理手段とを具えたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of manufacturing elements which affect the manufacturing are quantified as parameters for each type, and a computer determines a parameter value at which an evaluation criterion determined by a combination of the parameters is optimal. In the optimal production schedule creating apparatus for creating a production schedule, a network model in which mutually related manufacturing elements among the plurality of manufacturing elements are connected in a network form is determined in advance, and the evaluation criterion is defined on the network model. In order to obtain the optimal path and the value of the parameter at that time, the solution of the minimum cost flow problem of the network programming is used, and in order to solve the minimum cost flow problem, By converting the value of the parameter to the value of the same type of parameter, A first information processing means for obtaining a value of Kino parameter, based on the value of the obtained path and parameters, characterized in that comprising a second information processing means for creating a production schedule.

【0023】請求項5の発明は、請求項4に記載の最適
生産スケジュール作成装置において、前記ネットワーク
モデルの構造を可変設定可能とすることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the optimum production schedule creating apparatus according to the fourth aspect, the structure of the network model can be variably set.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0025】一般にパラメータ(変数)が複数あるとき
の評価基準の最適化(例えばコスト最小)の問題には、
線形計画法が使用され、ネットワーク計画法の最小費用
流問題はパラメータ(変数)が1個の場合の問題に用い
られる。従って、従来の技術の項で述べたような数種類
のパラメータをもつ問題には、従来、線形計画法が用い
られていたが、本発明では数種類のパラメータを1つの
パラメータに換算し、生産工程をネットワークとしてモ
デル化することを考案し、このような問題にも最小費用
流問題の解法を適用できるようにしたことに、本発明に
おける第1の特徴がある。また、ネットワーク計画法の
最小費用流問題の適用にあたって、単位時間を設定し、
製造工程モデルにおける単位時間毎の最適解を取得する
ようにしたことに第2の特徴がある。
In general, the problem of optimization of evaluation criteria (for example, minimum cost) when there are a plurality of parameters (variables) includes:
Linear programming is used, and the least cost flow problem of network programming is used for problems with one parameter (variable). Therefore, linear programming is conventionally used for the problem with several types of parameters as described in the section of the prior art. However, in the present invention, several types of parameters are converted into one parameter, and the production process is reduced. The first feature of the present invention resides in devising modeling as a network so that the solution of the minimum cost flow problem can be applied to such a problem. Also, when applying the minimum cost flow problem of network planning, a unit time is set,
The second feature is that the optimal solution for each unit time in the manufacturing process model is obtained.

【0026】さらに、生産スケジュールの決定に際して
は、何を評価の基準とするかが問題となる。本発明では
評価基準として、製造コストを最小とすることとした。
しかし、製造コストは原料の購入費、電力費、人権費等
からなっているが、短期の時間により変動する主なもの
は電力費である。そこで、本実施例では、製紙工場では
電力コストが製造コストの中で占める割合が比較的大き
く、かつ電力種により価格差があり、時刻によって価格
が変動することに着目し、全製造工程に要する電力コス
トをスケジュールの評価基準として使用したことに第3
の特徴がある。また、複数のパラメータを一つのパラメ
ータに換算する場合に、換算するパラメータを電力量と
したことに第4の特徴がある。
Further, when determining the production schedule, there is a problem as to what is used as a reference for evaluation. In the present invention, as an evaluation criterion, the manufacturing cost is minimized.
However, the manufacturing cost includes the cost of purchasing raw materials, the cost of power, the cost of human rights, and the like. The main thing that fluctuates over a short period of time is the cost of power. Therefore, in the present embodiment, attention is paid to the fact that, in the paper mill, the power cost accounts for a relatively large proportion of the manufacturing cost, and there is a price difference depending on the type of power, and the price fluctuates depending on the time. Third, the use of electricity cost as a schedule evaluation criterion
There is a feature. Further, when converting a plurality of parameters into one parameter, there is a fourth feature in that the parameter to be converted is an electric energy.

【0027】生産工場では、所有している製造設備能力
を最大限に活用して、製品を効率良く、安いコストで製
造していくことが要求される。そのため、複雑な生産工
程では、色々な条件を考慮して、良く練られた最適志向
の生産計画を短時間で自動的に作成することができれ
ば、生産活動において非常に有利となる。
In a production factory, it is required to produce products efficiently and at a low cost by making the most of the capacity of the production equipment owned. Therefore, in a complicated production process, if a well-developed and optimally-oriented production plan can be automatically created in a short time in consideration of various conditions, it will be very advantageous in production activities.

【0028】製紙工場や化学工場の製造プロセスでは、
複数の原料を混合(ブレンド)して製品が作られる場合
が多く、そのような設備では、一般に、原料の作り溜め
が可能な複数の貯蔵槽(クッションチェスト)を持ち、
これを安定操業のための貯蔵用バッファ設備として利用
している場合が多い。
In the manufacturing process of a paper mill or a chemical mill,
In many cases, products are made by mixing (blend) a plurality of ingredients, and such equipment generally has a plurality of storage tanks (cushion chests) capable of making and storing the ingredients,
This is often used as a buffer facility for storage for stable operation.

【0029】また、一方で原料を作るための電力種類が
選択でき、さらに各電力コストが時間帯につれて、変化
するケースが多い。このような場合、時間と共にどのよ
うに電力を選択し、各原料設備を運転していくのが一番
効率良い操業であるか... というスケジュール問題を解
く必要があるが、設備の停止計画や各種条件を考慮して
いく場合、電力コストが最小となる最適な解を求めるに
は、かなり複雑な思考が必要となる。ここでは、このよ
うな特徴を持つ生産プロセスにおいて、所有設備を上手
に活用して、この製品製造のための総電力コストを目的
関数として、これを最小とするような生産実行スケジュ
ールを自動的に作成するための数学モデリング手法を用
いる。
On the other hand, the type of electric power for producing the raw material can be selected, and each electric power cost often changes over time. In such a case, it is necessary to solve the scheduling problem of how to select the electric power over time and operate each raw material facility is the most efficient operation. When considering the various conditions and the like, finding an optimal solution that minimizes the power cost requires considerably complicated thinking. Here, in a production process having such characteristics, the production equipment is used effectively, and the production execution schedule that minimizes the total power cost for manufacturing this product as an objective function is automatically set. Use mathematical modeling techniques to create.

【0030】具体的には、予め製造することが決まって
いる最終製品の生産計画に過不足を生ぜぬよう、しか
も、原料製造のための総電力コストを最小とするよう
な、各原料生産プロセスの時間単位の生産スケジュール
を、コンピュータと数理計画法の一手法であるネットワ
ーク計画法の最小費用流問題の解法を利用して自動的に
計算する数学モデルのモデル化の方法とその解法であ
る。
More specifically, each raw material production process is designed so that there is no excess or deficiency in the production plan of the final product that is determined to be manufactured in advance, and that the total power cost for raw material production is minimized. Is a method of modeling a mathematical model that automatically calculates the production schedule in units of hours using a computer and a solution to the least cost flow problem of network programming, which is a method of mathematical programming, and its solution.

【0031】本手法の適用対象は、複数種のパラメータ
が相互に関連を持っており、同一種のパラメータに変換
できるような形態を持つ製造工程(プロセス)であれ
ば、どのような種類のプラントにも適用が可能である。
また、計算規模はコンピュータ性能に大きく依存する
が、例えば、10〜120分間隔で、1〜7日スパン程
度の大規模な『生産スケジュール』も、かなり短時間で
作成することが可能である。自動作成された、最適な生
産スケジュールは、一般にそのまま生産現場で実行レベ
ルに移せる場合は希であるが、自動作成されたスケジュ
ールをベースにして、部分的に人間系で修正を加えるこ
とにより実運用にも使用可能である。また、急な生産変
更があった場合にも、一部の条件を変更して、簡単に再
計算を実行して新しい生産スケジュールをすばやく作成
することができる。
This method is applicable to any type of plant as long as a plurality of types of parameters are related to each other and have a form capable of being converted to the same type of parameter. It is also applicable to:
Although the calculation scale greatly depends on the computer performance, for example, a large-scale “production schedule” having a span of about 1 to 7 days at intervals of 10 to 120 minutes can be created in a considerably short time. In general, it is rare that the optimal production schedule created automatically can be transferred to the execution level as it is at the production site, but actual operation by partially modifying the human system based on the automatically created schedule Can also be used. Further, even when there is a sudden production change, it is possible to change a part of conditions and easily execute recalculation to quickly create a new production schedule.

【0032】ネットワーク計画法の最小費用流問題の概
要は次の通りである。ネットワーク計画法は、図1のよ
うに、解析対象の状態を『ノード:点』と『アーク:
弧』で表わして結んだ『グラフ』で書き表わされる。こ
のネットワーク状の『グラフ』は、『ソース:始点』と
『シンク:終点』を持ち、『ソース』から『シンク』に
向かって『アーク』と『ノード』を経由して物が流れる
と考える。
An outline of the minimum cost flow problem of network programming is as follows. In the network planning method, as shown in FIG. 1, the state of the analysis target is defined as "node: point" and "arc:
It is represented by a "graph" connected by representing it with an "arc". This network-like "graph" has "source: start point" and "sink: end point", and thinks that an object flows from "source" to "sink" via "arc" and "node".

【0033】この時、各々の『アーク』に対し、『アー
ク』を流れる『コスト』が定められている場合、『ソー
ス』から『シンク』に『最小コスト』で到達できるルー
トを見つける問題は『最短問題』と呼ばれる。
At this time, if the "cost" flowing through the "arc" is determined for each "arc", the problem of finding a route that can reach the "sink" from the "source" at the "minimum cost" is as follows. Called the shortest problem.

【0034】また、各アークに『最大容量』、場合によ
って、さらに『最小容量』条件が設定されていて、『ソ
ース』から『シンク』に向かって物を流す場合を想定し
た時、どれだけ多くの流量を最大、流せるかという最大
流量を求める問題は『最大流問題』と呼ばれる。
[0034] In addition, if the "maximum capacity" and, in some cases, the "minimum capacity" condition are set for each arc, and assuming that an object flows from the "source" to the "sink," The problem of finding the maximum flow rate, that is, whether the maximum flow rate can be flowed, is called the "maximum flow problem".

【0035】『最小費用流問題』は、各々の『アーク』
に対し、『アーク』を流れる『最大容量』、『コス
ト』、応用問題として、さらに『最小容量』条件が定め
られているような場合、『ソース』から『シンク』に向
かって希望の総流量を全量流そうとする時に、どのルー
トにどれだけの流量を割り当てて流せば、トータル的に
『最小コスト』で実現できるかについて最適流を求める
問題である。
The "minimum cost flow problem" is defined for each "arc"
On the other hand, if the "maximum capacity" and "cost" flowing through the "arc" and the "minimum capacity" condition are specified as an applied problem, the desired total flow rate from the "source" to the "sink" This is a problem of finding the optimal flow as to how much flow can be allocated to which route and flow can be realized at "minimum cost" when trying to flow the entire amount.

【0036】なお、ネットワーク計画法に関する文献と
しては古林隆著“ネットワーク計画法”、培風館198
4、伊理正夫、古林隆著“ネットワーク理論”、日科技
連出版社、1976等があるので、参考にされたい。
References regarding network planning include “Network Planning” by Takashi Kobayashi, Baifukan 198.
4. Please refer to “Network Theory” by Masao Iri and Takashi Kobayashi, Nikka Giren Publisher, 1976 and so on.

【0037】図1に、簡単な『最小費用流問題』の例題
を符号(a)で示し、その最適解を符号(b)で示す。
『最小費用流問題』は、『最短問題』と『最大流問題』
の合体問題で、『最短ルート』を見つけながら、そのル
ートに流せる流量である『最大流』を割り当てて行く操
作を繰り返して解いて行くのが一般的であるが、その解
法は、上述した文献に示されている。この解法に基づ
き、図1の符号(a)のネットワークについて、以下の
処理を行うと、その最適解が得られる。
FIG. 1 shows an example of a simple "minimum cost flow problem" by reference numeral (a), and its optimal solution is shown by reference numeral (b).
The "minimum cost flow problem" is the "shortest problem" and "maximum flow problem"
It is common to solve the problem by finding the "shortest route" and repeatedly assigning the "maximum flow", which is the flow rate that can flow through that route. Is shown in When the following processing is performed on the network indicated by the symbol (a) in FIG. 1 based on this solution, an optimal solution is obtained.

【0038】(1) →の最短路を見つける。〔→
→→〕 (2) →→→に流せる最大流量を見つけ割り当て
る。〔Min.(60,20,40)=20〕 (3) 上記アークの最大流量を修正する。〔(→,
→,→)=(60-20, 20-20, 40-20) 〕 (4) →の二番目の最短路を見つける。〔→→
→〕
(1) Find the shortest path of →. [→
→→] (2) Find and assign the maximum flow rate that can flow to →→→. [Min. (60,20,40) = 20] (3) Modify the maximum flow rate of the arc. [(→,
→, →) = (60-20, 20-20, 40-20)] (4) Find the second shortest path of →. [→→
→]

【0039】(5) →→→に流せる最大流量を見
つけ割り当てる。〔Min.(60-20, 40, 30) =30〕 (6) 上記アークの最大流を修正する。〔(→,→
,→)=(60-20-30, 40-30, 30-30)〕 (7) →の三番目の最短路を見つける。〔→→
→→〕 (8) →→→→に流せる最大流量を見つけ割り
当てる。〔Min.(60-20-30, 50,50,70)=10〕
(5) Find and assign the maximum flow rate that can flow in →→→. [Min. (60-20, 40, 30) = 30] (6) Correct the maximum current of the arc. [(→, →
, →) = (60-20-30, 40-30, 30-30)] (7) Find the third shortest path of →. [→→
→→] (8) Find and assign the maximum flow that can flow to →→→→. [Min. (60-20-30, 50,50,70) = 10]

【0040】(9) 上記アークの最大流を修正する。 〔(→,→,→,→)=(60-20-30-1
0, 50-10, 50-10, 70-10)〕 (10)→の四番目の最短路を見つける。 : : (11)以下、全流量:130の割当が完了するまで同様な
操作を繰り返す。 基本操作は上記の如く(1) 〜(10)であるが、実際には逆
戻し流量の操作なども必要である。
(9) The maximum flow of the arc is corrected. [(→, →, →, →) = (60-20-30-1
0, 50-10, 50-10, 70-10)] Find the fourth shortest path of (10) →. :: (11) Hereinafter, the same operation is repeated until the assignment of the total flow rate: 130 is completed. The basic operations are (1) to (10) as described above, but in practice it is necessary to operate the reverse flow rate.

【0041】上記『最短問題』には『ダイクストラ
法』、『最大流問題』には『ラベリング法』などがあ
り、『最小費用流問題』には『プライマル・デュアル
法』などの解法があり、今回は、これらの方法を利用す
れば良い。『ネットワーク計画法』の数学的表現は、一
般に次式のように表される。
The "shortest problem" includes a "Dijkstra method", the "maximum flow problem" includes a "labeling method", and the "least cost flow problem" includes a solution such as a "primal dual method". This time, you can use these methods. The mathematical expression of "network programming" is generally expressed as the following equation.

【0042】(目的関数)(Objective function)

【数7】 (Equation 7)

【0043】(制約条件)(Constraints)

【数8】 (Equation 8)

【0044】 ここで、トータル費用 :Z アーク流量 :Xk 「アーク:k」の容量上下限値 :Uk, Vk 「アーク:k」の単位流量当りの費用 :Ck ソース・ノード :s シンク・ノード :t 「ノード:s」から「ノード:t」への総流量 :q M :全てのアークHere, total cost: Z arc flow rate: Xk Upper and lower limits of capacity of “arc: k”: Uk, Vk Cost per unit flow rate of “arc: k”: Ck Source node: s Sink node: t Total flow from “node: s” to “node: t”: q M: all arcs

【0045】このようなネットワーク計画法を紙パルプ
製造設備に適用するための手法を次に実施例に基づいて
説明する。図2は紙パルプ製造設備の一例示すもので、
従来の技術の項で例題として示した製造工程である。図
2において、12は原料(パルプ)生産設備であり、こ
こでは5基あることを示している。13はクッションチ
ェストすなわち、原料貯蔵設備であり、5基設置されて
いる。14はブレンドチェストであり、1以上のクッシ
ョンチェスト13から供給される原料を混合する。混合
原料が5種の製品工程15に送られて製品(図では10
種)16が完成する。
A method for applying such a network planning method to a pulp and paper manufacturing facility will now be described based on embodiments. FIG. 2 shows an example of a pulp and paper production facility.
This is a manufacturing process shown as an example in the section of the prior art. In FIG. 2, reference numeral 12 denotes a raw material (pulp) production facility, which indicates that there are five units. Reference numeral 13 denotes a cushion chest, that is, a raw material storage facility, in which five are installed. A blend chest 14 mixes raw materials supplied from one or more cushion chests 13. The mixed raw material is sent to five types of product processes 15 and the product (10 in the figure)
Seed) 16 is completed.

【0046】このような製造工程の生産計画をスケジュ
ーリングするためのネットワークフローを図3に示す。
このネットワークフローはノードが多くて複雑なので、
説明のためにその一部を簡略化したモデルを図4に示
す。
FIG. 3 shows a network flow for scheduling a production plan of such a manufacturing process.
Because this network flow has many nodes and is complicated,
FIG. 4 shows a partially simplified model for explanation.

【0047】図4において、符号20は流入総電力を通
過させるためのノードである。符号21は電力種につい
てのノードグループであり、電力種を選択する3種のノ
ード、すなわち、火力、水力、購入電力の3種のノード
で構成されるネットワーク上のノードグループである。
符号22は原料製造設備についてのノードを有するノー
ドグループであり、図4では5つのノードがあることを
示している(図2の原料生産設備N1〜N5参照)。符
号23はクッションチェストに関するノードを有するノ
ードグループであり、図4の例は原料(パルプ)の製造
時間遅れのない場合を想定する。符号24は流出する総
電力を通過させるためのノードである。符号25は原料
製造設備以外で使用する電力量を通過させるノードであ
るが、このアークとノードは図3では省略している。
In FIG. 4, reference numeral 20 denotes a node for passing the total inflow power. Reference numeral 21 denotes a node group for the power type, which is a node group on the network including three types of nodes for selecting the power type, that is, three types of nodes: thermal power, hydropower, and purchased power.
Reference numeral 22 denotes a node group having nodes for the raw material production facilities. FIG. 4 shows that there are five nodes (see the raw material production facilities N1 to N5 in FIG. 2). Reference numeral 23 denotes a node group having nodes related to the cushion chest, and the example of FIG. 4 assumes that there is no delay in the production time of the raw material (pulp). Reference numeral 24 denotes a node for passing the total power flowing out. Reference numeral 25 denotes a node for passing an amount of electric power used in a facility other than the raw material manufacturing facility, but the arc and the node are omitted in FIG.

【0048】このようなネットワークにおいて、ノード
グループ20〜ノードグループ25の間は生産工程の関
係に従ってアークにより結合される。ノードグループ2
1内の各ノードは互いに独立しているので相互にアーク
で結合されることはない。
In such a network, the node groups 20 to 25 are connected by an arc according to the relationship of the production process. Node group 2
The nodes in 1 are independent of each other and are not connected to each other by an arc.

【0049】このようにして、図2の生産設備の工程を
ネットワークで表わすと、図5に示す通りとなる。図5
の最小費用流問題として図5中にA0−1,A0−2〜
A11の各グループで表わした各アークの容量制約と単
位コストの条件は表1のようになる。ここで、注目すべ
きは、原料の貯蔵量や供給する原料量は、原料(パル
プ)製造の電力原単位:EUn を用いて、それに対応する
電力使用量に前以て換算しておく点にある。この処理を
行うことによって最適生産スケジュールをネットワーク
計画法の最小費用流問題として解くことが可能となる。
従来例で述べた製造関連パラメータ(PPg,m,t :紙製品
生産要求量、Hg,n,m:紙製品の原料(パルプ)配合率)
を使用すると、図3のネットワークモデルの最小費用流
問題の総流量は、全て電力量に換算して、表1のA0−
1の式で表すことができる。このネットワークモデルを
最小費用流問題として解くと、単位時間毎の各アークを
流れる流量が求まり、最適生産スケジュールを決定する
ことができる。
The process of the production facility shown in FIG. 2 is represented by a network as shown in FIG. FIG.
In FIG. 5, A0-1, A0-2 to
Table 1 shows the capacity constraint and unit cost condition of each arc represented by each group of A11. Here, it should be noted that the raw material storage amount and the raw material amount to be supplied are converted into the corresponding power consumption in advance using the power consumption unit of raw material (pulp) production: EUn. is there. By performing this processing, the optimal production schedule can be solved as the minimum cost flow problem of the network planning method.
Manufacturing-related parameters described in the conventional example (PPg, m, t: required amount of paper product production, Hg, n, m: raw material (pulp) blending ratio of paper product)
Is used, the total flow rate of the minimum cost flow problem of the network model of FIG.
It can be represented by the following equation (1). If this network model is solved as a minimum cost flow problem, the flow rate flowing through each arc per unit time is determined, and the optimal production schedule can be determined.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】ここで、 Pn,Delay : 新しい生産スケジュールの始めの時
間帯に時間遅れに伴って生産されてくる各原料(パル
プ)量 Pn,Next : 次回の生産スケジュールの始めの時
間帯に時間遅れを伴って先行生産する各原料(パルプ)
予定量 Cn,Start : 生産スケジュール開始時の各原料貯
蔵槽(クッションチェスト)の初期原料貯蔵量 Cn,Final : 生産スケジュール終了時の各原料貯
蔵槽(クッションチェスト)の最終原料貯蔵予定量 Ep : P帯 購入電力の使用量 Eop : OP帯 購入電力の使用量 EN : N帯 購入電力の使用量 EB : 自家発 火力電力の使用量 EH : 自家発 水力電力の使用量 その他のパラメータは従来の技術で説明した記号を使用
している。
Here, P n, Delay : the amount of each raw material (pulp) produced with a time delay in the beginning of the new production schedule P n, Next : in the beginning of the next production schedule Each raw material (pulp) to be produced in advance with a time delay
Planned amount C n, Start : Initial raw material storage amount of each raw material storage tank (cushion chest) at the start of production schedule C n, Final : Planned final raw material storage amount of each raw material storage tank (cushion chest) at the end of production schedule E p: the amount of the P-band power purchased E op: the amount of the OP band purchased electricity E N: usage of the N band purchased power E B: the amount of private power generation thermal power E H: private power generation hydroelectric power usage other Use the symbols described in the prior art.

【0052】図6は最適生産スケジュールを求めるため
の製品の生産条件をガントチャートにまとめたものであ
る。図6のとで挟まれる時刻の生産条件が図3の
とで挟まれるネットワークの状態に対応する。図6の
生産条件に基づいて、製品の種類、生産量が入力データ
として事前に定められ、最適生産スケジュール作成装置
に与えられる。
FIG. 6 is a Gantt chart summarizing product production conditions for obtaining an optimal production schedule. The production condition at the time sandwiched between the two in FIG. 6 corresponds to the state of the network sandwiched between the two in FIG. Based on the production conditions shown in FIG. 6, the type of the product and the production amount are determined in advance as input data, and given to the optimal production schedule creation device.

【0053】図7〜図9は本発明の方法により、求めら
れた最適解(図7は各原料の生産量、図8はクッション
チェストの貯蔵量、図9は電力使用量)を、時間を横軸
にしてグラフで表わしたものである。
FIGS. 7 to 9 show the optimum solution (FIG. 7 is the production amount of each raw material, FIG. 8 is the storage amount of the cushion chest, and FIG. 9 is the electric power consumption) obtained by the method of the present invention. This is represented by a graph on the horizontal axis.

【0054】次に、本発明を適用した最適生産スケジュ
ール作成装置を図10を使用して説明する。図10は最
適生産スケジュール作成装置のシステム構成の一例を示
す。最適生産スケジュール作成装置にはパーソナルコン
ピュータやワークステーション等の汎用コンピュータを
使用する。図10において、CPU1はシステム全体の
動作制御を司るほか、スケジュール作成に関わり、生産
設備の総電力量を最小とする製造要素(パラメータ)の
値を取得する。
Next, an optimum production schedule creating apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows an example of the system configuration of the optimum production schedule creation device. A general-purpose computer such as a personal computer or a workstation is used as the optimal production schedule creation device. In FIG. 10, the CPU 1 controls the operation of the entire system, and is involved in the creation of a schedule, and acquires the value of a manufacturing element (parameter) that minimizes the total power amount of the production equipment.

【0055】システムメモリ2は、CPU1が実行する
システム処理を規定したプログラム、およびシステム処
理に使用するデータなどを格納するROM、およびCP
U1の演算に使用するデータを一時格納するRAM等か
ら構成されている。ハードディスク記憶装置(HD)3
は、上記ROMに記憶されているシステムプログラム以
外のシステムプログラムや本発明に関わる生産スケジュ
ール作成のためのプログラムを記憶する。また、図2の
フローチャートにおける条件の値、固定設定値、作成済
みの生産スケジュール、生産スケージュールを可視表示
するための情報をも記憶している。
The system memory 2 includes a ROM that stores a program that defines system processing to be executed by the CPU 1, data used for system processing, and a CP.
It is composed of a RAM and the like for temporarily storing data used for the operation of U1. Hard Disk Storage (HD) 3
Stores a system program other than the system program stored in the ROM and a program for creating a production schedule according to the present invention. Also, information for visually displaying condition values, fixed set values, created production schedules, and production schedules in the flowchart of FIG. 2 is stored.

【0056】入力インタフェース4はキーボード5やマ
ウスのようなポインティングデバイス(以下、マウス)
6からの入力情報をCPU1に転送する。キーボード5
およびマウス6からも生産スケジュールの作成に使用す
るデータを入力できる。
The input interface 4 is a pointing device (hereinafter, a mouse) such as a keyboard 5 and a mouse.
6 is transferred to the CPU 1. Keyboard 5
Also, data used for creating a production schedule can be input from the mouse 6.

【0057】出力インタフェース7はシステムメモリ2
に格納された表示情報、印刷情報を表示装置(以下、C
RT)8やプリンタ9に転送する。CRT8やプリンタ
9にはスケジュール作成結果や、時系列の電力使用量の
推移を可視表示する。通信インタフェース10はLAN
11と接続し、他のシステムから送られるデータを受信
したり、作成した生産スケジュールを他システムに送信
する。
The output interface 7 is the system memory 2
Display information and print information stored in the display device (hereinafter, C)
RT) 8 and the printer 9. The CRT 8 and the printer 9 visually display the schedule creation result and the transition of the power consumption in time series. Communication interface 10 is LAN
11 to receive data sent from another system or to send the created production schedule to another system.

【0058】このようなシステム構成で実行される生産
スケジュールの作成に関わる処理を図11で説明する。
なお、この処理手順は一例であり、ユーザの使用形態に
応じて、所望のものとすることができる。
FIG. 11 shows a process related to creating a production schedule executed in such a system configuration.
Note that this processing procedure is an example, and the processing procedure can be any desired one according to the usage pattern of the user.

【0059】CPU1はキーボード5から動作指示を受
け付けると、その動作指示の内容を識別して、指示に応
じた処理を行う。図2および表1に示す生産設備の各種
パラメータの条件の値、設定値は予め用意しておいて、
製品の生産時期、生産量、および上記パラメータに関連
するデータを入力することにより、HD3に記憶されて
いるデータを更新する(ステップS1→S2→S1
0)。原料生産設備の台数、クッションチェスト等の台
数は通常、値を固定設定しておくとよいが、ネットワー
クモデル上では可変設定可能である。このため、ネット
ワークモデルの条件の値だけでなく、設備の台数等の値
も変更可能なようにプログラムを組むとよい。
When receiving an operation instruction from the keyboard 5, the CPU 1 identifies the content of the operation instruction and performs a process according to the instruction. The condition values and set values of various parameters of the production equipment shown in FIG. 2 and Table 1 are prepared in advance,
The data stored in the HD 3 is updated by inputting data relating to the production time and production amount of the product and the above-mentioned parameters (step S1 → S2 → S1).
0). The number of raw material production facilities, the number of cushion chests, and the like are generally preferably set to fixed values, but can be variably set on a network model. For this reason, it is preferable to construct a program so that not only the value of the condition of the network model but also the value of the number of facilities can be changed.

【0060】キーボード5から入力された動作指示がス
ケジュール作成の指示の場合にはCPU1は上述したネ
ットワークモデルの電力コストが最小となるパス(ノー
ドの経路)を既知の解法を使用して決定し、また、その
ときの各パラメータの値をHD3に記憶する(ステップ
S1→S2→S3→S31)。加えて、もし修正の必要
があればユーザはキーボード5およびマウス6を使用し
て対話形式で自動作成されたスケジュールの修正を行う
(ステップS32)。
When the operation instruction input from the keyboard 5 is an instruction to create a schedule, the CPU 1 determines a path (node path) that minimizes the power cost of the network model using a known solution, Also, the values of the respective parameters at that time are stored in the HD 3 (steps S 1 → S 2 → S 3 → S 31). In addition, if there is a need for modification, the user modifies the automatically created schedule interactively using the keyboard 5 and mouse 6 (step S32).

【0061】この後、作成スケジュールの出力形態、た
とえば、印刷出力、表示出力等や、フォーマット形態、
たとえば、図7〜図9のような形態の指示を受け、出力
を行う。
After that, the output form of the creation schedule, for example, print output, display output, etc., the format form,
For example, receiving an instruction in a form as shown in FIGS.

【0062】ここで、同一問題を、一般的に良く使われ
る『線形計画法(LP)』を用いた最適化手法で求めた
場合と、『ネットワーク計画法』で計算した場合のコン
ピュータの処理時間について表2で比較する。
Here, the processing time of the computer when the same problem is obtained by the optimization method using the commonly used “linear programming (LP)” and when it is calculated by the “network programming” Are compared in Table 2.

【0063】『ネットワーク計画法』の方が、計算時間
において2〜3倍、高速に計算することが可能で、さら
に、1/3〜1/7倍のコンピュータ使用メモリしか必
要としておらず、比較的小さなコンピュータで実用時間
内での計算が可能であることが判る。また、『ネットワ
ーク計画法』は、対象の計算規模が大きくなればなる
程、処理速度の面での効果を発揮する手法として知られ
ており、問題規模に対して計算時間は、『LP』ではお
およそ(制約式の数)3 ×(未知数の数)に比例して増
大していくのに対して、『ネットワーク計画法』では、
それ以下であることが判っている。
The "network planning method" can perform calculations two to three times faster in the calculation time, and requires only 1/3 to 1/7 times the memory used by the computer. It can be seen that calculations can be performed within practical time with a small computer. Also, the "network planning method" is known as a method that exerts an effect in terms of processing speed as the calculation scale of the target increases, and the calculation time for the problem scale is "LP". While the number increases roughly in proportion to (the number of constraint equations) 3 × (the number of unknowns), the “network planning method”
It has been found to be less than that.

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】この種の大規模な最適問題に対して、『ネ
ットワーク計画法』を使用すれば、高速計算が可能とな
り、実用時間内での計算実行が可能となることが判る。
本実施例の他に次の例を実施できる。
It can be seen that the use of the "network planning method" for such a large-scale optimal problem enables a high-speed calculation and a calculation execution within a practical time.
The following example can be implemented in addition to this embodiment.

【0066】1)作成した原料生産スケジュールによる
紙製品生産量と当初の計画の紙製品生産量とは一致しな
いことが多い。そこで、これまでに得られた生産実績
と、スケジュールの生産計画量との誤差を計算し、その
誤差を考慮して、新規スケジュールを作成する際の基礎
データとすることもできる。
1) In many cases, the paper product production amount based on the prepared raw material production schedule does not match the originally planned paper product production amount. Therefore, an error between the production results obtained so far and the production plan amount of the schedule can be calculated, and the error can be considered as basic data for creating a new schedule.

【0067】2)ネットワークモデル図3や図4の形態
で表示すると、生産設備の内容を知ることができる。ま
た、キーボード5からの指示でネットワークモデルに関
して現在設定されている値を表示させるようにしてもよ
い。
2) Network Model When displayed in the form of FIG. 3 or FIG. 4, the contents of the production equipment can be known. Further, a value currently set for the network model may be displayed by an instruction from the keyboard 5.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1〜5の
発明によれば、生産設備をネットワーク形態にモデル化
することによりネットワーク計画法の解法を使用した迅
速な生産スケジュールの作成が可能となる。また、
(紙)製品の生産スケジュールに関連させて、時間経過
に伴う、電力単価等のパラメータの変化を考慮した最適
生産スケジュールを作成することができる。
As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, it is possible to quickly create a production schedule using a solution of a network planning method by modeling a production facility in a network form. Becomes Also,
It is possible to create an optimal production schedule that takes into account changes in parameters such as the unit price of electric power over time in association with the production schedule of (paper) products.

【0069】特に、請求項1の発明によれば、パラメー
タを同一種のパラメータの数値に換算することにより、
ネットワーク計画法の最小費用流問題としてモデル化で
き、処理時間を短縮できる。
In particular, according to the first aspect of the present invention, by converting a parameter into a numerical value of the same kind of parameter,
It can be modeled as a minimum cost flow problem in network planning, and processing time can be reduced.

【0070】請求項2,3,4の発明によれば、製造コ
ストの中の電力コストの占める割合が比較的大きく、電
力供給手段が数種類あり電力単価が時刻によって変化す
るような紙パルプ製造設備の生産スケジュールに好適
な、最適生産スケジュール自動作成方法と装置を提供で
きる。
According to the second, third, and fourth aspects of the present invention, a paper pulp manufacturing facility in which the power cost accounts for a relatively large proportion of the manufacturing cost, there are several types of power supply means, and the power unit price changes with time. It is possible to provide an optimum production schedule automatic creation method and apparatus suitable for the production schedule.

【0071】なお、計画作成の担当者の能力にも依る
が、最適化された運転スケジュールは、人間系で作られ
たスケジュールと比較して、本文で説明した実施例を実
際に適用した場合、プラント運転総電力コストの3%程
度の削減が期待できることもシミュレーションにより判
っている。最適スケジュールが自動作成できるようにな
ることにより、担当者の能力や体調に左右されることな
く、常に、安定して運転電力コストの削減を実現でき
る。また、請求項5の発明によれば、製造設備の変更に
対処することができる。
It should be noted that, depending on the ability of the person in charge of planning, the optimized operation schedule is compared with a schedule created by a human system, and when the embodiment described in the text is actually applied, Simulations have also shown that a reduction of about 3% in total plant operating power costs can be expected. Since the optimal schedule can be automatically created, the operating power cost can always be stably reduced without being affected by the ability and physical condition of the person in charge. Further, according to the invention of claim 5, it is possible to cope with a change in manufacturing equipment.

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

【図1】ネットワークおよび最小費用流問題を説明する
ための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a network and a minimum cost flow problem.

【図2】生産設備の構成を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating a configuration of a production facility.

【図3】生産設備に対応するネットワークモデルを示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a network model corresponding to a production facility.

【図4】ネットワークモデルの一部を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a part of a network model.

【図5】表1の制約を持つアークのネットワーク上の位
置を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing positions of arcs having the restrictions shown in Table 1 on a network.

【図6】最適生産スケジュールを求めるための製品の生
産条件(前提条件)の内容の一部を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a part of contents of production conditions (preconditions) of a product for obtaining an optimal production schedule.

【図7】最適生産スケジュールの計算結果の一部(原料
生産量)を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a part (raw material production amount) of a calculation result of an optimal production schedule.

【図8】最適生産スケジュールの計算結果の一部(貯蔵
槽の貯蔵量)を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a part (storage amount of a storage tank) of a calculation result of an optimal production schedule.

【図9】最適生産スケジュールの計算結果の一部(電力
使用量)を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a part (power consumption) of a calculation result of an optimal production schedule.

【図10】最適生産スケジュール作成装置のシステム構
成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a system configuration of an optimum production schedule creation device.

【図11】最適生産スケジュール作成装置の処理手順を
示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of the optimum production schedule creating device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU 2 システムメモリ 3 HD 4 入力インタフェース 5 キーボード 6 マウス 7 出力インタフェース 8 CRT 9 プリンタ 10 通信インターフェース 11 LAM 12 原料(パルプ)生産設備 13 原料貯蔵設備(クッションチェスト) 14 ブレンドチェスト 15 製品工程 16 製品 20〜25 ノードグループ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CPU 2 System memory 3 HD4 Input interface 5 Keyboard 6 Mouse 7 Output interface 8 CRT 9 Printer 10 Communication interface 11 LAM 12 Raw material (pulp) production equipment 13 Raw material storage equipment (cushion chest) 14 Blend chest 15 Product process 16 Product 20 ~ 25 node groups

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 製造に影響を与える複数の製造要素をそ
の種類毎にパラメータとして数値化し、該パラメータの
組み合わせにより定まる評価基準が最適となるパラメー
タの値をコンピュータにより決定して生産スケジュール
を作成する最適生産スケジュールの自動作成方法におい
て、 前記複数の製造要素の中の相互に関連する製造要素をネ
ットワークの形態で接続したネットワークモデルを想定
し、 該ネットワークモデル上で、前記評価基準が最適となる
パスおよびそのときのパラメータの値を取得するため
に、ネットワーク計画法の最小費用流問題の解法を使用
し、該最小費用流問題を解くために、前記複数の製造要
素に対応するパラメータの値を同一種のパラメータの数
値に換算して、前記最適となるパスおよびそのときのパ
ラメータの値を単位時間毎に取得し、 当該取得したパスおよびパラメータの値に基づいて、生
産スケジュールを作成することを特徴とする最適生産ス
ケジュールの自動作成方法。
1. A production schedule is created by quantifying a plurality of manufacturing elements that affect manufacturing as parameters for each type, and determining, by a computer, parameter values that optimize an evaluation criterion determined by a combination of the parameters. In the method for automatically creating an optimal production schedule, a network model in which interconnected manufacturing elements among the plurality of manufacturing elements are connected in a network form is assumed, and a path on the network model where the evaluation criterion is optimal. In order to obtain the value of the parameter at that time, the solution of the minimum cost flow problem of the network programming is used, and in order to solve the minimum cost flow problem, the values of the parameters corresponding to the plurality of manufacturing elements are the same. Converted to a kind of parameter numerical value, the optimal path and the parameter at that time Acquires every unit time, based on the value of the acquired path and parameters, automatically creating the optimal production schedule, characterized in that to create the production schedule.
【請求項2】 請求項1に記載の最適生産スケジュール
の自動作成方法において、前記評価基準はコスト最小で
あることを特徴とする最適生産スケジュールの自動作成
方法。
2. The automatic production schedule creation method according to claim 1, wherein said evaluation criterion has a minimum cost.
【請求項3】 請求項1に記載の最適生産スケジュール
作成方法において、前記製造は紙パルプの製造であり、
当該紙パルプの製造において、原料(パルプ)は複数種
類用意され、該原料をブレンドして複数種の製品(紙)
を製造し、前記原料はその種類毎に貯蔵槽に貯蔵可能で
あり、電力単価が異なる複数種の電力が選択的に供給さ
れる製造工程において、生産予定の製品の生産時期、生
産量を入力データとして与え、前記評価基準を電力最小
コストとし、前記同一種のパラメータを電力使用量とし
て計算し、単位時間毎の原料生産量と電力使用量と貯蔵
槽の貯蔵量を取得し、最適生産スケジュールを作成する
ことを特徴とする最適生産スケジュールの自動作成方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the production is paper pulp.
In the production of the paper pulp, a plurality of types of raw materials (pulp) are prepared, and the raw materials are blended to produce a plurality of types of products (paper).
The raw material can be stored in a storage tank for each type, and in a manufacturing process in which a plurality of types of power having different power unit prices are selectively supplied, a production time and a production amount of a product to be produced are input. Given as data, the evaluation criterion is the power minimum cost, the same type of parameter is calculated as power consumption, raw material production per unit time, power consumption and storage capacity of the storage tank are obtained, and the optimal production schedule Automatic creation method of the optimal production schedule characterized by creating.
【請求項4】 製造に影響を与える複数の製造要素をそ
の種類毎のパラメータとして数値化し、該パラメータの
組み合わせにより定まる評価基準が最適となるパラメー
タの値をコンピュータにより決定して生産スケジュール
を作成する最適生産スケジュール作成装置において、 前記複数の製造要素の中の相互に関連する製造要素をネ
ットワークの形態で接続したネットワークモデルを予め
定めておき、 該ネットワークモデル上で、前記評価基準が最適となる
パスおよびそのときのパラメータの値を取得するため
に、ネットワーク計画法の最小費用流問題の解法を使用
し、該最小費用流問題を解くために、前記複数の製造要
素に対応するパラメータの値を同一種のパラメータの数
値に換算して、前記最適となるパスおよびそのときのパ
ラメータの値を単位時間毎に取得する第1の情報処理手
段と、 当該取得したパスおよびパラメータの値に基づいて、生
産スケジュールを作成する第2の情報処理手段とを具え
たことを特徴とする最適生産スケジュール作成装置。
4. A production schedule is created by quantifying a plurality of production factors affecting production as parameters for each type, and determining, by a computer, parameter values that optimize an evaluation criterion determined by a combination of the parameters. In the optimal production schedule creation device, a network model in which interconnected manufacturing elements among the plurality of manufacturing elements are connected in a network form is determined in advance, and a path on the network model where the evaluation criterion is optimal. In order to obtain the value of the parameter at that time, the solution of the minimum cost flow problem of the network programming is used, and in order to solve the minimum cost flow problem, the values of the parameters corresponding to the plurality of manufacturing elements are the same. Converted to a kind of parameter numerical value, the optimal path and the parameter at that time Optimum production, comprising: first information processing means for acquiring a value for each unit time; and second information processing means for creating a production schedule based on the acquired path and parameter values. Schedule creation device.
【請求項5】 請求項4に記載の最適生産スケジュール
作成装置において、前記ネットワークモデルの構造を可
変設定可能とすることを特徴とする最適生産スケジュー
ル作成装置。
5. The optimum production schedule creation device according to claim 4, wherein the structure of the network model can be variably set.
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