JPH11236129A - 入槽スケジュ−ル生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原料槽への原料送給の操業を円滑化。複数の
基点から複数の終点への原料輸送効率の向上。 【解決手段】 １以上の払出し設備，複数の貯槽、およ
び、払出し設備から貯槽に至る搬送路を選択的に形成す
る搬送設備、を含む原料設備の、各槽の在庫量と槽原料
使用速度から、各槽の在庫量が下限領域にある入槽要時
間帯を算出し；それに基づいて、各槽への原料搬送開始
時刻を決定し；それに基づいて、早い開始時刻の原料搬
送作業から搬送路を割当て；異なる槽への同一時刻の原
料搬送作業に同一搬送路が決定されている競合をチェッ
クして、競合時は、早い開始時刻の原料搬送に該搬送路
を割当て、遅い開始時刻の原料搬送の貯槽の在庫量が下
限領域を外れる前の時刻に該搬送路を遅い開始時刻の原
料搬送作業に割当て、これに対応して、前記搬送開始時
刻および割当てを変更し競合を解消する；入槽スケジュ
−ル生成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の原料払出し
設備のそれぞれと複数の原料貯槽との間に、基点（原料
払出し設備）のそれぞれから原料受端である複数の終点
（原料貯槽）のそれぞれに選択的に原料を搬送するため
の、少くとも一部分が複数の基点又は終点に共用の原料
搬送路を有する原料搬送設備が設置された原料設備で
の、原料搬送のスケジュ−リングに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば製鉄原料設備には、原料ヤ−ドに
散在する十余の原料払出し機と、これらが払出した原料
を搬送する百本余のベルトコンベアと、下工程で必要と
される原料を貯留する数十ある原料槽とがあり、原料槽
より次々に原料が下工程に送り出され、在庫量が低下し
た原料槽には、原料払出し機とベルトコンベアで、原料
ヤ−ドにある原料が間欠的に送り込まれる。

【０００３】下工程に支障を来たさぬように、各原料槽
には常時所要の銘柄（混合を含む）の原料が貯留してい
ることが必要であるが、原料槽の上流側においては、原
料払出し機およびベルトコンベアなどの設備休止予定，
原料ヤ−ド上の原料積み場所の変更，払出し場所の変更
などが頻繁に行なわれるので、各原料槽に原料ヤ−ドの
原料を送り込む作業スケジュ−ルの立案は、複雑な知能
労働であり、操業者の経験や知識が重要なものとなって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の操業者による計
画立案方法によると、時々刻々と作業状況が変化する大
規模な原料ヤード設備では考慮すべき項目が多く、計算
すべき項目も多いため、熟練操業者以外では情報の見落
としや判断ミスなどのため計画立案が困難であった。こ
のような問題を解決するために、現在種々の計画方法が
提案されている。例えば、特開平３−２４３５０８号公
報には、知識ベースに基づくヤード積み付け・払出し作
業の自動制御を行なう原料ヤードの最適貯蔵制御装置が
提示され、特開平３−２７９１２４号公報には、ヤード
計画を中心とした搬送事業の競合解消を行なう原料ヤー
ド物流管理の最適化方法が提案されている。又、特開平
４−８９７０９号公報には、知識ベースに基づく槽の在
庫推移をもとに槽への原料供給を立案し、コンベアや移
動機を自動制御する、原料ヤードの最適搬送制御装置が
提示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、原料供給計
画の過程では、同一時刻に同一基点から複数の終点に、
又は、同一時刻に同一搬送路を介して複数の基点のそれ
ぞれから複数の終点のそれぞれに原料を搬送する「競
合」を生ずることがあるが、これに対処する処理方案は
上述の各公報には見当らない。また、入槽開始すべき時
刻が固定的で幅がないため作業の競合を解消することが
困難である。基点／終点間の搬送路を決定する際に、原
料の置き場情報や設備使用状況を考慮していないため効
率的な操業が行えない。そして、計画結果を評価する処
理が無いため、操業者が考えている計画と自動計画処理
が出力した計画との差を埋めることができない。

【０００６】本発明は、原料槽への原料送給の操業を円
滑にすることを第１の目的とし、複数の基点のそれぞれ
から複数の終点のそれぞれへの原料輸送効率を向上する
ことを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１） １以上の原料払
出し設備，２以上の原料貯槽、および、各原料払出し設
備から各原料貯槽に至る原料搬送路を選択的に形成する
原料搬送設備、を含む原料設備の、各原料槽の在庫量と
原料払出し速度から、各原料槽の在庫量が下限領域にあ
る入槽要時間帯を算出する手段；各槽の入槽要時間帯に
基づいて、各槽への原料搬送時刻を決定する手段；各槽
への原料搬送時刻に基づいて、早い原料搬送時刻の原料
搬送から、前記原料搬送設備の原料搬送路を割当てる手
段；異なる２以上の原料貯槽への同一時刻の原料搬送作
業に関して、同一原料搬送路が決定されている競合の有
無をチェックして、競合がある場合、早い原料搬送開始
時刻の原料搬送に該原料搬送路を割当て、遅い原料搬送
開始時刻の原料搬送作業の終点原料貯槽の在庫量が下限
領域を外れる前の時刻に該原料搬送路を遅い原料搬送開
始時刻の原料搬送作業に割当て、これに対応して、前記
原料搬送開始時刻および割当てを変更し競合を解消する
手段；を備える入槽スケジュ−ル生成装置。

【０００８】

【発明の実施の形態】（２）前記競合を解消した、各槽
への原料搬送開始時刻および原料搬送路の割当ての評価
値を算出し、評価値が設定範囲を外れると、前記各槽へ
の原料搬送開始時刻および原料搬送路の割当ての少くと
も一部を変更して再度評価値を算出する、評価手段；を
更に備える、入槽スケジュ−ル生成装置。

【０００９】（３）前記入槽要時間帯の算出以下の処理
を、所定周期Ｔｆで繰返す、入槽スケジュ−ル生成装
置。

【００１０】（４）前記入槽要時間帯の算出以下の処理
の、１回の開始毎に計時を開始し計時値が設定値Ｔｅに
達しても処理を終了していないときにはその回の処理を
そこで中止する、入槽スケジュ−ル生成装置。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。第１図は本発明の１実施例に関わる原料輸送作業計
画立案システムの構成概略図である。複数の原料払出し
設備のそれぞれと複数の原料貯槽との間に、基点（原料
払出し設備）のそれぞれから原料受端である複数の終点
（原料貯槽）のそれぞれに選択的に原料を搬送するため
の、少くとも一部分が複数の基点又は終点に共用の、多
数のベルトコンベアでなる原料搬送路を有する原料設備
のプロコン（プロセスコンピュ−タ）１および輸送機器
２から、非定周期的な設備運転信号や設備故障信号、操
業者が日単位で決定する作業計画を収集し、原料プロコ
ン３のデ−タ格納ファイル３９〜４１に書込む。また原
料プロコン３には、製鉄操業管理を行なうビジコン（ビ
ジネスコンピュ−タ）６から、原料ヤ−ドへの原料の積
載情報が与えられ、原料プロコン３はこの情報をデ−タ
格納ファイル３２に書込む。

【００１２】原料プロコン３には、通信装置３９，５１
を介してスケジュ−ル計算機５が接続されており、この
スケジュ−ル計算機５が、定周期で、デ−タ格納ファイ
ル３９のデ−タを、入力デ−タファイル５３に読込み、
この読込みを行なう毎に、入力デ−タファイル５３のデ
−タに対して、「入槽計画」５４，「移動機使用計画」
５５，「ヤ−ド計画」５６および「配合計画」５７を実
行し、それらで決定した計画デ−タ（各スケジュ−ル）
を、原料プロコン３の時系列処理用に編集して出力デ−
タファイル５９に書込み、そして原料プロコン３に転送
してそのデ−タ格納ファイル４０，４１に書込む。

【００１３】原料プロコン３は、スケジュ−ル計算機５
が新たなスケジュ−ルを転送して来る毎に、それをＣＲ
Ｔディスプレイ４３の画面上に表示すると共に、現在実
行中（消化中）のスケジュ−ルもＣＲＴディスプレイ４
３に表示する。現在実行中および未来のスケジュ−ルに
対してオペレ−タは操作ボ−ドを介して介入し変更を行
なうことができる。消化したスケジュ−ル（介入があっ
た場合には介入に従った実績を含む）は作業実績として
デ−タファイル３９に書込み、オペレ−タ指示に応答し
てプリンタ４６でプリントアウトする。

【００１４】図２に、スケジュ−ル計算機５が定周期で
実行する「入槽計画」５４の概要を示す。その１回の実
行の最初には、計算機５は、「入槽計画」５４を定周期
で実行するためのＴｆ時限のタイマと、１回の「入槽計
画」５４の処理時間が設定時間を越えるとそこでその回
の「入槽計画」５４の処理を中止するためのＴｅ時限
（Ｔｅ＜Ｔｆ）のタイマをスタ−トして、各タイマのタ
イムオ−バに応答する内部割込処理を許可する（ステッ
プＳ１）。なお、以下において、ステップＮｏ．表記で
は、「ステップ」という語を省略して、ステップＮｏ．
記号のみを記す。各タイマＴｆ，Ｔｅをスタ−トすると
計算機５は、原料プロコン３のデ−タファイル３９か
ら、原料設備の現状デ−タを入力デ−タファイル５３に
読込む（Ｓ２）。そして、原料設備の原料槽それぞれ
の、現在の在庫量Ｌｎと槽原料使用速度Ｖ（単位時間当
りの払出し量）に基づいて、各原料槽への入槽（原料搬
送）要時間帯を算出する（Ｓ３）。

【００１５】図３は、入槽要時間帯を決定する機能の説
明図である。各原料槽の現在庫レベルＬｎと、操業者が
管理している槽在庫下限領域の上限値Ｌ２および下限値
Ｌ１と、現在の槽原料使用速度Ｖから、各槽の上限値到
達時刻Ｔ２および下限値到達時刻Ｔ１を求める。入槽開
始時刻を下限レベル到達時刻Ｔ１として計画を立ててど
の槽の在庫も下限値Ｌ１以上に維持するように下限レベ
ル到達時刻Ｔ１のみに基づいて各槽への原料搬送作業を
立案することは現実的に不可能であるため、下限値Ｌ１
と上限値Ｌ２を基準に入槽開始時刻に選択幅をもたせた
入槽要時間帯Ｔ２〜Ｔ１を決定する（Ｓ３）。

【００１６】計算機５は次に、搬送設備の原料輸送機器
の配備，現在の設備使用状況、原料の置き場情報、設備
故障状況や未来の設備修理予定をもとに、原料槽をグル
ープ化し、グループ単位で入槽要時間帯の競合解消を行
い、入槽作業を行う順序すなわち各原料槽への原料供給
時刻および使用搬送路を決定する（Ｓ４，Ｓ５）。

【００１７】図４〜図７は、入槽作業を行う順序を決定
する機能の説明図である。最初に、入槽するために使用
する起点から終点までのベルトコンベアの組み合わせを
系統と定義した時、系統の干渉状態をもとに槽をグルー
プ化する。図４の（ａ）では、原料槽群中のＡ槽への原
料搬送系統とＢ槽への系統が全干渉するためＡ槽とＢ槽
は同一グループとする。図４の（ｂ）ではＡ槽への系統
とＢ槽への系統が一部干渉するためＡ槽とＢ槽は同一グ
ループとする。図４の（ｃ）ではＡ槽への系統とＢ槽へ
の系統が非干渉であるためＡ槽とＢ槽は同一グループと
しない。

【００１８】図５のように終点（原料槽）への系統が３
つ以上に分岐し、起点（原料払出し設備）も複数選択で
きる場合のグループ分けは複雑である。図６にグループ
分けの例を示す。図６の（ａ）は系統を起点側，終点側
の２つに分割でき、起点側で選択できる系統の数が終点
側で選択できる系統の数より大きいあるいは同じ時であ
る。このときは終点単位でグループ分けをする。図６の
（ｂ）では起点側で選択できる系統の数が終点側で選択
できる系統の数より小さい時である。このときは起点側
で選択できる系統数分グループ分けする。図６の（ｂ）
の場合では２グループに分ける。図６の（ｃ）のように
３つ以上に系統を分割できる時は終点に最も近い分岐点
で起点側系統と終点側系統との２つに分割して考え、起
点側を分岐数の最小数の系統と終点側系統の組み合わせ
として考える。図６の（ｄ）のように途中で分岐した系
統が下流で別の系統に合流している場合には、分岐点１
で起点側，終点側で分割して考え、下流側の入槽系統選
択時において操業条件や優先度を考慮する必要がある。
これらのグループ分けは操業によって固定化する場合と
オンラインで変化させる方法が考えられる。

【００１９】次に計算機５は、グループ内において、競
合する入槽時間の競合解消を行う（Ｓ６）。図７の
（ａ）は、１つのグループ内での入槽要時間帯を示して
いる。図７の（ｂ）ではこの入槽要時間帯をもとに槽
Ａ，槽Ｂ，槽Ｃ，槽Ｄの入槽作業の競合を解消した解の
一例である。ここでは、槽Ａ，槽Ｂ，槽Ｃ，については
槽に在庫が一杯となる満槽レベルまで入槽作業を行って
いるが、槽Ｄについては満槽レベルに到達するまで作業
を行うと槽Ｃの入槽開始時刻が入槽要時間帯Ｔ２〜Ｔ１
から外れてしまう。すなわち槽Ｃの在庫量が下限値Ｌ１
未満になってしまう。これを解消するため、次に槽Ｃへ
の入槽作業を開始するタイミングが入槽要時間帯から外
れないように入槽作業を割り付けていく。すなわち各槽
の入槽作業開始時刻を決定する。図７の（ｃ）は、図７
の（ｂ）にて決定した入槽作業から予測される槽Ａ〜Ｄ
の槽在庫推移を表す。

【００２０】次に計算機５は、評価関数を用いて各作業
の入槽開始時刻が最適であるか評価する（Ｓ７）。も
し、最適でないと評価したときは、Ｓ４〜Ｓ６の処理を
繰り返す（Ｓ８，Ｓ１０）。

【００２１】図８は、入槽作業開始時刻を決定し、評価
関数を用いて各作業の入槽開始時刻が最適であるか評価
する機能の説明図であり、競合解消した２つの作業の関
係を示す。一方の作業をＩ、他方をＪとしたとき以下の
ように整理する。

【００２２】Ｔｅｉ＝Ｔｓｉ＋Ｔｉ Ｔｅｊ＝Ｔｓｊ＋Ｔｊ Ｔｓｉ−Ｔｅｊ＋Ｍｉｊ×Ｉｉｊ≧０ Ｔｓｊ−Ｔｅｉ＋Ｍｉｊ×（１−Ｉｉｊ）≧０ ｔｓｉ≦Ｔｓｉ≦ｔｅｉ ｔｓｊ≦Ｔｓｊ≦ｔｅｊ ｔｓｉ：作業ｉの入槽要時間帯で最も早い時刻 ｔｅｉ：作業ｉの入槽要時間帯で最も遅い時刻 Ｔｓｉ：作業ｉの作業開始時刻 Ｔｅｉ：作業ｉの作業終了時刻 Ｔｔｉ：作業ｉの作業開始目標時刻 Ｔｉ：作業ｉの作業時間 ｔｓｊ：作業ｊの入槽要時間帯で最も早い時刻 ｔｅｊ：作業ｊの入槽要時間帯で最も遅い時刻 Ｔｓｊ：作業ｊの作業開始時刻 Ｔｅｊ：作業ｊの作業終了時刻 Ｔｔｊ：作業ｊの作業開始目標時刻 Ｔｊ：作業ｊの作業時間 Ｍｉｊ：非常に大きな定数 Ｉｉｊ：作業ｉが作業ｊより先行する時１、作業ｊが作
業ｉより先行する時０となる変数 全ての作業について、上記のように２つの作業間の関係
式として整理し、下記の条件式が設定値以下になるよう
な各作業の作業開始時刻を求める。

【００２３】 Ｆ（Ｔｓｎ）＝ΣＷｎ×｜Ｔｓｎ−Ｔｔｎ｜ Ｗｎ：作業ｎの重みづけ Ｔｓｎ：作業ｎの作業開始時刻 Ｔｔｎ：作業ｎの作業開始目標時刻。

【００２４】そして算出したＦ（Ｔｓｎ）が設定値以下
であるかをチェックして、設定値を越えるときには、Ｆ
（Ｔｓｎ）を大きくしているパラメ−タを、大きい値の
ものから摘出して、それが小さくなるように変更して
（Ｓ１０）、上記Ｓ４〜Ｓ８を再実行する。これ（Ｓ４
〜Ｓ８，Ｓ１０）を、Ｆ（Ｔｓｎ）が設定値以下となる
まで繰返す。この繰返しの間にタイマＴｅがタイムオ−
バすると計算機５はそこでこの処理を中止し、その旨の
デ−タを原料プロコン３に転送し、次の「入槽計画」５
４の実行タイミングになる（タイマＴｆのタイムオ−
バ）を待ち、その間「移動機使用計画」５５，「ヤ−ド
計画」５６および「配合計画」５７を実行する。タイマ
Ｔｅがタイムオ−バするまでにＦ（Ｔｓｎ）が設定値以
下になったときには、決定したスケジュ−ル（各槽への
原料供給開始時刻および使用系統）を原料プロコン３に
転送し（Ｓ９）、次の「入槽計画」５４の実行タイミン
グになる（タイマＴｆのタイムオ−バ）を待ち、その間
「移動機使用計画」５５，「ヤ−ド計画」５６および
「配合計画」５７を実行する。

【００２５】なお、以上においては「入槽計画」５４の
処理に視点を置いてデ−タ処理を説明したが、実際に
は、タイマＴｆがタイムオ−バすると、それを再セット
すると共に、原料プロコン３から現状デ−タを読込ん
で、現状デ−タに基づいて「入槽計画」５４，「移動機
使用計画」５５，「ヤ−ド計画」５６および「配合計
画」５７をこの順に実行し、これらで立案したスケジュ
−ル又は処理中止を「出力デ−タ編集」５８で原料プロ
コン３で使用するデ−タ群に編集して出力デ−タファイ
ル５９に格納し、この出力デ−タファイル５９のデ−タ
を原料プロコン３に転送する。上述の「入槽計画」５４
（図２）の最後の「リタ−ン」は、「移動機使用計画」
５５の処理に進むことを意味する。また上述のようにタ
イマＴｅのタイムオ−バに応答して「入槽計画」５４を
中止すると、同様に「移動機使用計画」５５の処理に進
む。

【００２６】「移動機使用計画」５５，「ヤ−ド計画」
５６および「配合計画」５７のいずれにおいても、それ
に進入した最初に、タイマＴｅと同様な処理続行の可否
を定めるための各タイマをスタ−トして該タイマのタイ
ムオ−バにより処理を中止する割込処理を許可する。こ
のようなタイマ割込処理が設定されているので、「入槽
計画」５４，「移動機使用計画」５５，「ヤ−ド計画」
５６および「配合計画」５７が一連のものとしてＴｆ周
期で繰り返される。

【００２７】原料プロコン３に転送されたデ−タはＣＲ
Ｔディスプレイ４３に表示される。タイマのタイムオ−
バに応答して処理（５４，５５，５６，５７）を中止し
た場合は、中止した処理（スケジュ−リング）が難かし
いことを意味する。この場合、操業者がこの処理中止に
応じて入槽時間の条件をゆるめたり、入槽事業順序を変
更したり、搬送設備，槽在庫量，槽原料使用速度などの
現状デ−タが変化したりすると、そのデ−タが計算機５
に転送され、次回の処理では、処理が完了するようにな
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上のように原料供給作業の
立案を行うため、操業状況が的確に反映され、原料槽へ
の原料送給の操業が円滑になり、１以上の基点から複数
の終点のそれぞれへの原料輸送効率が向上し、適切な原
料搬送操業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例のシステム構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 図１に示すスケジュ−ル計算機５の、「入槽
計画」５４の概要を示すフロ−チャ−トである。

【図３】 図１に示す実施例が管理対象とする原料設備
の中の原料槽の在庫量の変化を示すグラフである。

【図４】 図１に示す実施例が管理対象とする原料設備
の基点（原料払出し設備），搬送路および終点（原料
槽）の組合せ態様を示すブロック図である。

【図５】 図１に示す実施例が管理対象とする原料設備
の基点と終点との間の原料搬送路の分布の一部を示す系
統図である。

【図６】 図１に示す実施例が管理対象とする原料設備
の基点と終点との間の原料搬送路の分岐点の態様を示す
系統図である。

【図７】 図１に示す実施例の、１グル−プにグル−プ
化した原料槽群の入槽要時間帯，入槽時間および槽在庫
量推移を、それぞれ（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示す
タイムチャ−トである。

【図８】 図１に示す実施例のスケジュ−ル計算機５
が、「スケジュ−ルの評価」Ｓ７において参照する時刻
の分布を示すタイムチャ−トである。

フロントページの続き (72)発明者 竹 内 正 宏 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 山 下 義 徳 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 宮 崎 裕 之 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 塩 田 久 仁 夫 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１以上の原料払出し設備，２以上の原料貯
   槽、および、各原料払出し設備から各原料貯槽に至る原
   料搬送路を選択的に形成する原料搬送設備、を含む原料
   設備の、各原料槽の在庫量と原料払出し速度から、各原
   料槽の在庫量が下限領域にある入槽要時間帯を算出する
   手段；各槽の入槽要時間帯に基づいて、各槽への原料搬
   送時刻を決定する手段；各槽への原料搬送時刻に基づい
   て、早い原料搬送時刻の原料搬送から、前記原料搬送設
   備の原料搬送路を割当てる手段；異なる２以上の原料貯
   槽への同一時刻の原料搬送作業に関して、同一原料搬送
   路が決定されている競合の有無をチェックして、競合が
   ある場合、早い原料搬送開始時刻の原料搬送に該原料搬
   送路を割当て、遅い原料搬送開始時刻の原料搬送作業の
   終点原料貯槽の在庫量が下限領域を外れる前の時刻に該
   原料搬送路を遅い原料搬送開始時刻の原料搬送作業に割
   当て、これに対応して、前記原料搬送開始時刻および割
   当てを変更し競合を解消する手段；を備える入槽スケジ
   ュ−ル生成装置。
2. 【請求項２】前記競合を解消した、各槽への原料搬送開
   始時刻および原料搬送路の割当ての評価値を算出し、評
   価値が設定範囲を外れると、前記各槽への原料搬送開始
   時刻および原料搬送路の割当ての少くとも一部を変更し
   て再度評価値を算出する、評価手段；を更に備える、請
   求項１記載の入槽スケジュ−ル生成装置。
3. 【請求項３】前記入槽要時間帯の算出以下の処理を、所
   定周期で繰返す、請求項１又は請求項２記載の入槽スケ
   ジュ−ル生成装置。
4. 【請求項４】前記入槽要時間帯の算出以下の処理の、１
   回の開始毎に計時を開始し計時値が設定値に達しても処
   理を終了していないときにはその回の処理をそこで中止
   する、請求項３記載の入槽スケジュ−ル生成装置。