WO2009093543A1

WO2009093543A1 - 原材料貯槽への入槽計画作成方法、装置、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体

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Publication number: WO2009093543A1
Application number: PCT/JP2009/050662
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Miyazaki; Hirokazu Kobayashi
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2009-07-30
Also published as: BRPI0907436A2; CN101925527B; BRPI0907436A8; KR101201022B1; JP2009173369A; BRPI0907436B1; KR20100101705A; CN101925527A; JP4308303B1

Abstract

　原材料設備における原材料ヤードから複数の原材料貯槽へ、複数の搬送経路を経て複数の搬送設備で、原材料を搬送するための入槽計画を作成するために、入槽計画作成部（３１）は、上記複数の原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、その補給対象槽への入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化し、更に補給対象槽として抽出されなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出し、プラッキングの関係を数式モデルに定式化する。このようにして定式化された数式モデルに対して、目的関数に基づき最適化問題を解くことにより、原材料貯槽への入槽計画を確定する。

Description

原材料貯槽への入槽計画作成方法、装置、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体

　本発明は、原材料設備における原材料貯槽への入槽計画作成方法、それを実現するための装置、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

　例えば、鉄鋼業等の原材料を加工する工場において、原材料保管場所から原材料貯槽までの入槽作業は、異なる複数の原材料が複数の貯槽で管理され、原材料毎にその使用量が異なり、更に原材料保管場所から原材料貯槽までの搬送経路が複数有る等のために、煩雑な作業となっている。

　これらの状況の中で、原材料貯槽の在庫切れを発生させず、且つ、搬送設備を有効利用することが望まれる。上記のような要望を実現するためには、入槽が必要となる原材料貯槽を適切に見つけ、適切な搬送経路を選択し、適切な開始時刻から終了時刻まで適切な入槽量を入槽処理する作業が必要であるが、これらの作業は、人手で行うと、非常に負荷の高い作業となる。

　また、従来の操業者による計画立案方法では、時々刻々と作業状況が変化する大規模な原材料設備に対して考慮すべき項目や計算すべき項目が多い。このために、熟練作業者以外では、情報の見落としや判断ミス等が多く発生し、正確な計画を立案することが困難であった。また、熟練作業者といえども見落としを起こす場合が多々あった。このような問題を解決するために、現在種々の計画法が提案されている。

　例えば、特許文献１には、知識ベースに基づいたヤード計画に則した自動制御方法が提示されている。特許文献２には、ヤード計画を中心とした搬送作業の競合解消方法が提示されている。特許文献３には、知識ベースに基づいて、鉱石ヤードの搬送効率を最大化するような自動制御方法が提示されている。

　また、特許文献４には、知識ベースに基づいて、石炭ヤードの搬送効率を最大化するような自動制御方法が提示されている。特許文献５には、原材料ヤードにおける受入れ・払出し・搬送設備の競合及び接近競合を避け搬送能率を最大にする自動制御方法が提示されている。

　更に、特許文献６には、ルールにより原材料ヤードにおける受入れ・払出し・搬送設備の競合を避け、その結果を目的関数により評価し、評価値が悪い場合には、条件を変えることで搬送能率を最大にする自動制御方法が提示され、ヤードの搬送効率を最大化にするような自動制御方法が提示されている。

　更にまた、特許文献７には、混合整数計画法に基づいた入槽計画作成方法が提示されている。

特開平３－２４３５０８号公報特開平３－２７９１２４号公報特開平４－８９７０８号公報特開平４－８９７０９号公報特開平６－２６３２３１号公報特開平１１－２３６１２９号公報特開２００２－１７５１０６号公報

　しかしながら、従来の方法においては、熟練操業者の知識やノウハウを知識ベース化し或いはルール化して、原材料貯槽への入槽問題を解決しているものがほとんどであるため、解の最適性に言及されることはなかった。更に、熟練操業者のノウハウをコンピュータ化しただけであるため、搬送設備の選択に対して採り得る全ての搬送経路の組み合せを考慮することができず、最適解が得られる保証はなかった。

　ところで、入槽においては効率的な搬送が求められるため、搬送設備の稼動率の向上が求められる。また、トラブルが発生して一部の搬送設備が故障した場合でも、貯槽の在庫が切れないことが求められる。このため、たとえ原材料貯槽の在庫量が低くなっていない場合でも、搬送設備が使用されていないときには、積極的に早い段階で原材料貯槽への入槽が求められる。

　特許文献７では、混合整数計画法を用いた場合において、在庫量が低くなる原材料貯槽を入槽すべき槽として抽出し、この槽に入槽する仕組みが開示されている。この仕組みでは、原材料貯槽の在庫がなくなることを未然に防ぐことは可能である。

　しかしながら、この仕組みでは、搬送に余裕があるのにも関わらず、原材料貯槽の在庫が多い場合は入槽させることができない。つまり、搬送設備が使用可能であるにも関わらず使用されずに遊んでいる時間が発生する場合もあり、搬送設備の稼働率の向上が図れないという欠点があった。実際の操業において原材料設備における搬送設備の稼動率を向上させるためにプラッキング（設備を運転したまま起点又は終点を切り替え、作業と作業との間の設備の起動停止時間を最小にする手法）を行うことは必須であるが、この仕組みでは、プラッキングが考慮されていないため、搬送設備の稼働率の向上が図れないという欠点があった。

　本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、原材料設備において、原材料貯槽の在庫がなくなることを未然に防ぐことは勿論のこと、搬送設備の稼動率を向上させる原材料貯槽への入槽計画を高速に最適化、立案できるようにすることを目的とする。

　上記目的を達成すべく、本発明の原材料貯槽への入槽計画作成方法は、原材料設備における原材料ヤードから複数の原材料貯槽へ、複数の搬送経路を経て複数の搬送設備で、原材料を搬送するための入槽計画を作成する原材料貯槽への入槽計画作成方法であって、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を立案する上で必要なデータを取り込むデータ取り込みステップと、上記データ取り込みステップで取り込んだデータに基づいて、上記複数の原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出する入槽対象原材料貯槽抽出ステップと、上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽に入槽可能な搬送設備を全て抽出する搬送設備抽出ステップと、上記搬送設備抽出ステップで抽出した搬送設備から搬送経路として選択可能な組み合わせを全て構築する搬送経路組み合わせ構築ステップと、上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出しなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出するプラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出ステップと、上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽に対する搬送経路を構築するプラッキング対応搬送経路追加構築ステップと、上記プラッキング対応搬送経路追加構築ステップで抽出した搬送経路と、上記搬送経路組み合わせ構築ステップで構築した搬送経路組み合わせから、選択可能な組み合わせを全て構築するプラッキング対応搬送経路組み合わせ構築ステップと、上記プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築ステップで構築した搬送経路の組み合わせ毎に、上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽への入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化する数式モデル構築ステップと、上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽と、上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽とのプラッキングの関係を数式モデルに定式化するプラッキング対応数式モデル構築ステップと、上記数式モデル構築ステップ及び上記プラッキング対応数式モデル構築ステップで構築した数式モデルに対して、予め設定した線形又は２次形式の目的関数に基づき最適化問題を解くことにより最適解を求める最適解計算ステップと、上記最適解計算ステップで求めた最適解のうちで最良のものを選択する最良解抽出ステップと、上記最良解抽出ステップで選択した最良の最適解により、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を確定する確定ステップとを有することを特徴とする。

　本発明の原材料貯槽への入槽計画作成装置は、原材料設備における原材料ヤードから複数の原材料貯槽へ、複数の搬送経路を経て複数の搬送設備で、原材料を搬送するための入槽計画を作成する原材料貯槽への入槽計画作成装置であって、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を立案する上で必要なデータを取り込むデータ取り込み手段と、上記データ取り込み手段で取り込んだデータに基づいて、上記複数の原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出する入槽対象原材料貯槽抽出手段と、上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽に入槽可能な搬送設備を全て抽出する搬送設備抽出手段と、上記搬送設備抽出手段で抽出した搬送設備から搬送経路として選択可能な組み合わせを全て構築する搬送経路組み合わせ構築手段と、上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出しなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出するプラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出手段と、上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽に対する搬送経路を構築するプラッキング対応搬送経路追加構築手段と、上記プラッキング対応搬送経路追加構築手段で抽出した搬送経路と、上記搬送経路組み合わせ構築手段で構築した搬送経路組み合わせから、選択可能な組み合わせを全て構築するプラッキング対応搬送経路組み合わせ構築手段と、上記プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築手段で構築した搬送経路の組み合わせ毎に、上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽への入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化する数式モデル構築手段と、上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽と、上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽とのプラッキングの関係を数式モデルに定式化するプラッキング対応数式モデル構築手段と、上記数式モデル構築手段及び上記プラッキング対応数式モデル構築手段で構築した数式モデルに対して、予め設定した線形又は２次形式の目的関数に基づき最適化問題を解くことにより最適解を求める最適解計算手段と、上記最適解計算手段で求めた最適解のうちで最良のものを選択する最良解抽出手段と、上記最良解抽出手段で選択した最良の最適解により、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を確定する確定手段とを備えたことを特徴とする。

　本発明のプログラムは、原材料設備における原材料ヤードから複数の原材料貯槽へ、複数の搬送経路を経て複数の搬送設備で、原材料を搬送するための入槽計画を作成する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を立案する上で必要なデータを取り込むデータ取り込み処理と、上記データ取り込み処理で取り込んだデータに基づいて、上記複数の原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出する入槽対象原材料貯槽抽出処理と、上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽に入槽可能な搬送設備を全て抽出する搬送設備抽出処理と、上記搬送設備抽出処理で抽出した搬送設備から搬送経路として選択可能な組み合わせを全て構築する搬送経路組み合わせ構築処理と、上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出しなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出するプラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出処理と、上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽に対する搬送経路を構築するプラッキング対応搬送経路追加構築処理と、上記プラッキング対応搬送経路追加構築処理で抽出した搬送経路と、上記搬送経路組み合わせ構築処理で構築した搬送経路組み合わせから、選択可能な組み合わせを全て構築するプラッキング対応搬送経路組み合わせ構築処理と、上記プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築処理で構築した搬送経路の組み合わせ毎に、上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽への入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化する数式モデル構築処理と、上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽と、上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽とのプラッキングの関係を数式モデルに定式化するプラッキング対応数式モデル構築処理と、上記数式モデル構築処理及び上記プラッキング対応数式モデル構築処理で構築した数式モデルに対して、予め設定した線形又は２次形式の目的関数に基づき最適化問題を解くことにより最適解を求める最適解計算処理と、上記最適解計算処理で求めた最適解のうちで最良のものを選択する最良解抽出処理と、上記最良解抽出処理で選択した最良の最適解により、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を確定する確定処理とをコンピュータに実行させる。
　本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記本発明のプログラムを記録している。

　本発明によれば、原材料設備において、原材料貯槽の在庫がなくなることを未然に防ぐことは勿論のこと、プラッキングを考慮して搬送設備の稼動率を向上させる原材料貯槽への入槽計画を高速に最適化し、立案することができる。

図１は、原材料ヤードから原材料貯槽に原材料を搬送するプロセスの概要を示す図である。図２は、本実施形態における原材料貯槽への入槽計画作成装置のコンピュータシステムにおける位置付けの一例を説明する図である。図３は、本実施形態の原材料貯槽への入槽計画作成装置の概略構成を示すブロック図である。図４は、本実施形態の原材料貯槽への入槽計画作成装置による処理を示すフローチャートである。図５は、原材料ヤードから原材料貯槽に原材料を搬送させる際の製造プロセスの規模を縮小した簡単な事例を示す図である。図６は、各原材料貯槽の在庫推移計算を説明するための図である。図７Ａは、工程経路割付けパターン検索を説明するための図であり、搬送経路検索用情報テーブルを示す図である。図７Ｂは、工程経路割付けパターン検索を説明するための図であり、検索方法を示すフローチャートである。図８は、数式モデル構築の概要を説明するための図である。図９は、プラッキングの概要を説明するための図である。図１０は、プラッキング対応表を示す図である。図１１Ａは、図１１Ｂのプラッキングを考慮しない手法による立案結果と比較して説明するための図であり、本発明を適用したプラッキングを考慮した手法による立案結果を説明するための図である。図１１Ｂは、図１１Ａの本発明を適用したプラッキングを考慮した手法による立案結果とを比較して説明するための図であり、プラッキングを考慮しない手法による立案結果を説明するための図である。図１２は、プラッキングに対応する数式モデルの定式化方法を示すフローチャートである。図１３は、最適結果の内一番良い評価値を示す組み合わせの抽出を説明するための図である。

　以下、本発明を適用できる実施の形態について図面に基づき説明する。
　本実施形態の原材料貯槽への入槽計画作成装置では、原材料ヤードから複数の原材料貯槽までの選択可能な搬送路を用いて、ヤード積みつけ銘柄、ヤード在庫量推移、原材料の原材料貯槽からの切出し量、設備レイアウト等の原材料物流制約の下で、原材料貯槽の在庫切れを発生させず、且つ、搬送設備の稼動率が向上するように、原材料貯槽への入槽計画を最適化する。なお、原材料貯槽毎に切出し量が異なり、且つ、入槽を開始しようとする時点で入槽条件、例えば該当原材料貯槽の在庫レベル等が異なるとする。そのために、入槽すべき量、入槽を終了すべきレベルを状況に応じて適切に決定する必要がある。

　図１に、原材料ヤードから原材料貯槽に原材料を搬送するプロセスの概要を示す。原材料ヤードから入槽すべき原材料貯槽への原材料の搬送には、複数のリクレーマ（原材料をヤードからベルトコンベアに移動させる設備）とベルトコンベア系列との組み合わせが選択可能である。リクレーマは、各々異なる切出し能力を持つ。また、搬送路の選択自由度が大きく、適切なリクレーマとベルトコンベア系列とを選択し、適切な時間稼動させる必要がある。

　このような制約の中で、全ての原材料貯槽の在庫を確保し、効率的な搬送を実現した原材料入槽計画を作成するには、入槽順、入槽開始及び終了時刻、リクレーマ稼動開始時刻、リクレーマ稼動終了時刻は勿論のこと、原材料ヤードに原材料が積み付けられている山、原材料ヤード、使用すべきリクレーマ（使用リクレーマ）、搬送すべきベルトコンベア系列（搬送ベルトコンベア系列）、入槽量についても正確に決定する必要がある。

　最初に、図２を用いて本実施形態における原材料貯槽への入槽計画作成装置のコンピュータシステムにおける位置付けの一例を説明する。図２に示すように、原材料貯槽への入槽計画を作成する際には、まず、条件設定および取込み部３０で、入槽計画を立案する上で必要となるデータ、具体的には設備レイアウト、原材料受入計画、原材料使用計画、在庫計画、設備使用計画、設備能力、設備現況、工程現況、在庫現況、設備稼働・故障現況及び操業者からの操業前提条件といった制約条件、能力条件、前提条件を、操業者が設定或いはプロセスコンピュータ（プロコン）３４又はビジネスコンピュータ（ビジコン）３５より取り込む。

　本実施形態の原材料貯槽への入槽計画作成装置である原材料貯槽への入槽計画作成部３１は、条件設定および取込み部３０により設定された制約条件、能力条件、前提条件を満たすように、原材料ヤードの原材料貯槽への入槽計画、例えば入槽順、入槽開始／終了時刻、リクレーマ稼動開始／終了時刻、払出し山、原材料ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベア系列、入槽量を求める。

　この原材料貯槽への入槽計画作成部３１では、以下に詳しく述べるように、ＬＰ（線形計画法）、ＭＩＰ（混合整数計画法）、ＱＰ（２次計画法）等の数理計画法、又は、タブサーチ、ＧＡ等と数理計画法の組み合わせと、全搬送経路の組み合わせ構築機能の組み合せにより、原材料ヤードから原材料貯槽までの入槽計画を作成する。

　原材料貯槽への入槽計画作成部３１で求められた原材料貯槽への入槽計画（例えば入槽順、入槽開始／終了時刻、リクレーマ稼動開始／終了時刻、払出し山、原材料ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベア系列、入槽量）は、表示部３２に与えられ、例えばガントチャート形式、原材料貯槽在庫推移グラフ形式、或いは入槽時刻一覧等の帳票で表示される。

　操業者評価部３３では、求められた原材料貯槽への入槽計画を様々な観点（例えば在庫推移、リクレーマでの同一銘柄連続払出し性等）から操業者が評価し、満足のいく結果でなければ必要に応じて入槽順、入槽開始／終了時刻、払出し山、使用リクレーマ等を修正する。そして、原材料貯槽への入槽計画作成部３１で原材料貯槽への入槽計画を作成し直す。この際には、必要に応じて、指定した処理のみに対して、入槽時刻の固定や、払出し山、使用リクレーマ指定等の固定ができるようになっている。

　次に、上記原材料貯槽への入槽計画作成部３１によって行われる処理の詳細を説明する。原材料貯槽への入槽計画作成部３１は、ヤード配置、工程経路、入槽銘柄等の設定条件、物流制約の下、原材料貯槽毎の在庫量と原材料貯槽からの原材料払出し速度とから、原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算する。そして、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出し、更に上記抽出された原材料貯槽に対してプラッキング可能な原材料貯槽を追加抽出する。そして、原材料貯槽における在庫荷切れの回避、搬送設備の効率運転のために設定した所定の目的関数を最良にする入槽順、入槽開始／終了時刻、リクレーマ稼動開始／終了時刻、払出し山、原材料ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベア系列、入槽量を決定する。このとき、計画確定時刻は、原材料貯槽への入槽計画作成開始での時刻から２時間或いは３時間程度経過した時刻等の適切な値とする。

　上記で説明した原材料貯槽への入槽計画作成部３１の概要を説明する。図３は、本実施形態の原材料貯槽への入槽計画作成部３１の概略構成を示すブロック図である。また、図４は、本実施形態の原材料貯槽への入槽計画作成部３１による処理を示すフローチャートである。

　図５は、原材料ヤードから原材料貯槽に原材料を搬送させる際の製造プロセスの規模を縮小した簡単な事例を示す。この事例では、原材料ヤード１には原材料Ａ（山１）、Ｂ（山２）、Ｃ（山３）が、原材料ヤード２には原材料Ｂ（山４）が、原材料ヤード３には原材料Ｂ（山５）がそれぞれ積み付けられている。

　原材料ヤード１の山１～３の払出しにはＮｏ．１リクレーマが使用でき、原材料ヤード２の山４の払出しにはＮｏ．２リクレーマが使用でき、原材料ヤード３の山５の払出しにはＮｏ．３リクレーマを使用できる。

　そして、Ｎｏ．１リクレーマを使用した場合には、ベルトコンベア系列１、２、３のいずれかで原材料が搬送される。Ｎｏ．２リクレーマを使用した場合には、ベルトコンベア系列４で原材料が搬送される。Ｎｏ．３リクレーマを使用した場合には、ベルトコンベア系列５、６のいずれかで原材料が搬送される。

　また、ベルトコンベア系列１で搬送された原材料は、原材料貯槽１に入槽される。ベルトコンベア系列２、４、５で搬送された原材料は、原材料貯槽２に入槽される。ベルトコンベア系列３で搬送された原材料は、原材料貯槽３に入槽される。ベルトコンベア系列６で搬送された原材料は、原材料貯槽４に入槽される。

　更に、原材料貯槽１には原材料Ａが、原材料貯槽２には原材料Ｂが、原材料貯槽３には原材料Ａが、原材料貯槽４には原材料Ｂがそれぞれ入槽される必要がある。ここで、原材料ヤードから払い出す原材料と原材料貯槽に入槽される原材料は、同一の原材料でなくてはならない。

　以下、図３のブロック図及び図４のフローチャートを参照し、図５の搬送プロセスを例にして、本実施形態の原材料貯槽への入槽計画作成方法の一例を説明する。
（１）入力データ、初期値、条件の設定（図４のステップＳ２０１）
　入力データ取込み部１０１において、原材料貯槽への入槽計画を立案する上で必要となるデータ（原材料使用計画、在庫計画、設備使用計画、設備能力、設備現況、工程現況、在庫現況、設備稼働・故障現況及び操業者からの操業前提条件といった制約条件、能力条件、前提条件）をオンラインにて取り込む。また、必要に応じて操業者が修正を加える。

（２）補給レベルを切る原材料貯槽の抽出（図４のステップＳ２０２）
　入槽対象原材料貯槽抽出部１０２において、原材料貯槽毎の在庫量と原材料貯槽からの原材料払出し速度とから、原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を補給対象槽として抽出する。図６には、各原材料貯槽１～４の在庫推移計算の例を示す。

　このとき、計画確定時刻は、入槽計画開始時刻から２時間或いは３時間程度経過した適切な値とし、必要に応じてステップＳ２０１で変更可能であるものとする。また、補給レベルは、原材料貯槽毎に個別の値を設定できるものとし、必要に応じてステップＳ２０１で変更可能であるものとする。本実施形態では、この補給レベルを７０％程度とする。図６に示す例では、原材料貯槽２、３、４が補給対象槽として抽出され、原材料貯槽１は、現時刻では補給が必要でないとみなされ、補給対象槽から外される。

（３）抽出した各原材料貯槽の選択可能な全搬送設備の抽出（図４のステップＳ２０３）
　搬送設備抽出部１０３において、ステップＳ２０２で抽出した補給対象槽に対して、図７Ａ、図７Ｂに示すように搬送経路を検索し、各原材料貯槽に入槽可能な全搬送設備を全て抽出する。

　各原材料貯槽の選択可能な搬送経路の抽出処理の詳細を以下に示す。まず、物流構造、原材料ヤード・山の配置（原材料の銘柄）、原材料貯槽に入槽される原材料（銘柄）、原材料ヤードで使用できるリクレーマ、リクレーマで使用可能なベルトコンベア系列、原材料貯槽に入槽可能なベルトコンベア系列が記載された搬送経路検索用情報テーブル６１を条件設定および取込み部３０により取り込む。

　原材料貯槽２を例に挙げて説明する。ステップＳ６１（ｓｔｅｐ１）では、原材料貯槽２を搬送経路検索用情報テーブル６１の起点設備から検索する。次に、ステップＳ６２（ｓｔｅｐ２）では、原材料貯槽２に入槽される銘柄Ｂと一致する銘柄を工程経路検索用情報テーブル６１の山銘柄から検索する。

　次に、ステップＳ６３（ｓｔｅｐ３）では、検索した山銘柄に対応する原材料ヤードと、リクレーマとの組を検索する。ここでは、原材料ヤード１とＮｏ．１リクレーマの組、原材料ヤード２とＮｏ．２リクレーマの組、及び原材料ヤード３とＮｏ．３リクレーマの組が使用可能であることが分かる。

　次に、ステップＳ６４（ｓｔｅｐ４）では、工程経路検索用情報テーブル６１において、検索した起点設備の列と検索した山銘柄との交わる場所から使用可能なベルトコンベア系列を検索する。原材料ヤード１とＮｏ．１リクレーマの組を使用する場合にはベルトコンベア系列２が使用可能であり、原材料ヤード２とＮｏ．２リクレーマの組を使用する場合にはベルトコンベア系列４が使用可能であり、原材料ヤード３とＮｏ．３リクレーマの組を使用する場合には、ベルトコンベア系列５が使用可能であることが分かる。

　以上より、原材料貯槽２への搬送経路としては、（原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列２）、（原材料ヤード２、Ｎｏ．２リクレーマ、ベルトコンベア系列４）、（原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列５）の３つの搬送経路を抽出することになる。

（４）全搬送経路の組み合わせの構築（図４のステップＳ２０４）
　全ての原材料貯槽に対して搬送経路の抽出が終了したら、ステップＳ６５（ｓｔｅｐ５）に移り、搬送経路組み合わせ構築部１０４において、全ての補給対象槽に対して導かれた使用可能な搬送経路に関して、搬送経路の割付けパターンを構築する。

　この例では、原材料貯槽２、３、４が補給対象槽となっているので、搬送経路は以下のようになる。
（イ）原材料貯槽２に対しては（原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列２）、（原材料ヤード２、Ｎｏ．２リクレーマ、ベルトコンベア系列４）、（原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列５）
（ロ）原材料貯槽３に対しては（原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）
（ハ）原材料貯槽４に対しては（原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）

　したがって、搬送経路の全割付けパターン、すなわち搬送経路として選択可能な組み合わせとしては、以下の３つのパターンを導出する。
　第１の割付けパターンは、
（原材料貯槽２、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列２）
（原材料貯槽３、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）
（原材料貯槽４、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）
となる。

　第２の割付けパターンは、
（原材料貯槽２、原材料ヤード２、Ｎｏ．２リクレーマ、ベルトコンベア系列４）
（原材料貯槽３、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）
（原材料貯槽４、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）
となる。

　第３の割付けパターンは、
（原材料貯槽２、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列５）
（原材料貯槽３、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）
（原材料貯槽４、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）
となる。

（５）プラッキングに対応する原材料貯槽の抽出（図４のステップＳ２０５）
　プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出部１０５において、ステップＳ２０２で抽出しなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出する。

　ここで、プラッキング（Plucking）とは、設備を運転したまま起点（リクレーマ）又は終点（原材料貯槽）を切り替え、作業と作業との間の設備の起動停止時間を最小にするための手法である。図９に、プラッキングの概要を示す。本実施形態では、槽上プラッキング、Ａ型同種プラッキング、Ａ型異種プラッキングによる操業を想定している。槽上プラッキングとは、同一系統で、輸送中のまま終点の入庫槽のみ切り替えるものである。Ａ型同種プラッキングとは、起点が同じで終点が異なる系統で、原材料を流したまま分岐点を切り替えるものである。Ａ型異種プラッキングは、起点が同じで終点が異なる系統で、分岐点迄の荷を一旦払って切り替えるものである。なお、搬送設備にＹ型、Ｘ型、Ｂ型が実装されている場合、それを組み込むことも可能である。

　図１０には、図５の搬送プロセスでのプラッキング対応表を示す。図５の搬送プロセスにおいて、先に実行するＪＯＢ（先行ＪＯＢ）と後から実行するＪＯＢ（後行ＪＯＢ）のプラッキング対応を考えると、図１０に示すようになる。なお、一回の入槽作業開始から入槽作業終了までに発生するリクレーマ作業、搬送作業、入槽作業の一連の作業を一つのまとまりとして捉えたものを一つの「ＪＯＢ」とする。例えば先行ＪＯＢがＮｏ．１リクレーマから原材料貯槽１へ入槽するＪＯＢである場合、後行ＪＯＢとしてＮｏ．１リクレーマから原材料貯槽２へ入槽するＪＯＢ、及び、Ｎｏ．１リクレーマから原材料貯槽３へ入槽するＪＯＢがそれぞれ同種／異種プラッキングが可能である。

　図６に示す例では、補給レベルを切る原材料貯槽として原材料貯槽２～４が抽出され（ステップＳ２０２）、原材料貯槽１は抽出されない。ここで、その抽出されなかった原材料貯槽１は、原材料貯槽３と同種プラッキング可能であるので（図１０を参照）、プラッキングに対応する原材料貯槽として抽出されることになる。

　なお、プラッキングに対応する原材料貯槽を必ずしも全て抽出しなくてもよい。例えば在庫量が非常に多い場合（在庫量が予め設定された量を超えている場合）、その原材料貯槽については、本ステップＳ２０６でプラッキングに対応する原材料貯槽として抽出可能であっても、抽出しないようにする。

（６）プラッキングに対応する搬送経路の構築（図４のステップＳ２０６）
　プラッキング対応搬送経路追加構築部１０６において、ステップＳ２０５で抽出したプラッキングに対応する原材料貯槽（図６の例では原材料貯槽１）に対して、搬送経路を検索する。原材料貯槽１への搬送経路としては、（原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列１）を抽出することになる。

（７）プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築（図４のステップＳ２０７）
　プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築部１０７において、プラッキング対応搬送経路追加構築部１０６で抽出した搬送経路と、搬送経路組み合わせ構築部１０４で構築した搬送経路組み合わせから、選択可能な組み合わせを全て構築する。

　ステップＳ２０４において、搬送経路の割付けパターンは３パターンあり、プラッキング対応により追加抽出する原材料貯槽１の搬送経路は、（原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列１）の１パターンであるので、搬送経路の割付パターンは１パターンとなる。したがって、上記搬送経路割付け３パターンと、プラッキング対応による搬送経路割付け１パターンを考慮すると、全割付パターンは３×１＝３で、３パターンとなる。

　上記結果より、最終的には全割付パターン以下の３つの割付けパターンが発生する。
　第１の割付けパターンは、
（原材料貯槽１、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列１）
（原材料貯槽２、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列２）
（原材料貯槽３、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）
（原材料貯槽４、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）
である。

　第２の割付けパターンは、
（原材料貯槽１、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列１）
（原材料貯槽２、原材料ヤード２、Ｎｏ．２リクレーマ、ベルトコンベア系列４）
（原材料貯槽３、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）
（原材料貯槽４、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）
である。

　第３の割付けパターンは、
（原材料貯槽１、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列１）
（原材料貯槽２、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列５）
（原材料貯槽３、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）
（原材料貯槽４、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）
である。

（８）組み合わせ毎の数式モデルの定式化（図４のステップＳ２０８）
　数式モデル構築部１０８において、導出された全ての割付けパターンに対して、それぞれの設定条件、物流制約、物流状況に基づき、入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化する。ここでは、上記第１の割付けパターンと上記第２の割付けパターンと上記第３の割付けパターンとに対して数式モデルを定式化する場合を説明する。

　図８に、数式モデルを構築する際の概念図を示す。図８に示すように、一つのＪＯＢ内での工程間の制約を記述した工程間制約モデルと、ＪＯＢ間での干渉をモデル化したＪＯＢ間制約モデルとにより数式モデルが構築される。

　工程間制約モデルでは、リクレーマの稼動開始時刻、同終了時刻をそれぞれｔ_s、ｔ_eとし、ベルトコンベア系列の搬送開始時刻、同終了時刻をそれぞれｔ＿ｂｃ_s、ｔ＿ｂｃ_eとし、入槽開始時刻、同終了時刻をそれぞれｔ＿Ｒ_s、ｔ＿Ｒ_eとすると、工程間には一定時間のずれ（ｌ，ｍ，ｎ，ｐを定数とする）がある。この場合の制約は、以下の（１）式～（４）式で表される。
　　ｔ＿ｂｃ_s＝ｔ_s＋ｌ・・・（１）式
　　ｔ＿ｂｃ_e＝ｔ_e＋ｍ・・・（２）式
　　ｔ＿Ｒ_s＝ｔ_s＋ｎ・・・（３）式
　　ｔ＿Ｒ_e＝ｔ_e＋ｐ・・・（４）式

　また、原材料貯槽の入槽開始時の槽在庫レベルをＲ（ｔ_s）とし、入槽終了時の槽在庫レベルをＲ（ｔ_e）とすると、原材料貯槽への入槽量及び切出し量が時間に関わらず一定である場合の制約は、以下の（５）式及び（６）式で表される。
　　Ｒ（ｔ_s）＝ａｔ_s＋ｂ・・・（５）式
　　Ｒ（ｔ_e）＝ｃｔ_e＋ｄ・・・（６）式

　ここで、上記（５）式及び（６）式において、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、時刻と槽在庫レベルとの間の関係を表す定数である。また、入槽開始時刻は入槽終了時刻より早くないといけないので、以下の（７）式の関係が成立する。
　　ｔ_s＜ｔ_e・・・（７）式

　更に、原材料貯槽の入槽開始時の槽在庫レベルＲ（ｔ_s）は、一般に操業管理の都合上、ある最低レベルＲ_sL（管理下限値）以上である必要がある。また、原材料貯槽の入槽終了時の槽在庫レベルＲ（ｔ_e）は、ある最高レベルＲ_eU（管理上限値）以下である必要がある。したがって、以下の（８）式及び（９）式が成立する。
　　Ｒ_sL≦Ｒ(ｔ_s)・・・（８）式
　　Ｒ(ｔ_e)≦Ｒ_eU・・・（９）式

　ＪＯＢ間制約モデルでは、例えば上記第２の割付けパターン（原材料貯槽１、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列１）、（原材料貯槽２、原材料ヤード２、Ｎｏ．２リクレーマ、ベルトコンベア系列４）、（原材料貯槽３、原材料ヤード１、Ｎｏ．１リクレーマ、ベルトコンベア系列３）、（原材料貯槽４、原材料ヤード３、Ｎｏ．３リクレーマ、ベルトコンベア系列６）の場合、原材料貯槽１へ入槽するＪＯＢ（第１のＪＯＢ）と、原材料貯槽３へ入槽するＪＯＢ（第３のＪＯＢ）とでは、Ｎｏ．１リクレーマをどちらも使用する必要があるが、この設備（Ｎｏ．１リクレーマ）を同時刻に使用することはできない（これを時間的な干渉と称する）。

　第１のＪＯＢのＮｏ．１リクレーマの稼動開始時刻をｔ_s1、稼動終了時刻をｔ_e1とし、第３のＪＯＢのＮｏ．１リクレーマの稼動開始時刻をｔ_s3、稼動終了時刻をｔ_e3とすると、以下の（１０）式及び（１１）式で表される制約が生じる。
　第１のＪＯＢが第３のＪＯＢよりも早く処理される場合：ｔ_s3≧ｔ_e1・・・（１０）式
　第３のＪＯＢが第１のＪＯＢよりも早く処理される場合：ｔ_s1≧ｔ_e3・・・（１１）式

　ここで、上記（１０）式及び（１１）式に、第１のＪＯＢの処理が行われる時刻と、第３のＪＯＢの処理が行われる時刻とのずれ時間より十分大きな正の実数Ｍ、及び０又は１の整数変数Ｉを導入すると、上記（１０）式及び（１１）式は場合分けを必要とせず、上記（１０）式及び（１１）式に相当する制約は、以下の（１２）式及び（１３）式で表すことが可能になる。
　　ｔ_s3－ｔ_e1＋ＭＩ≧０・・・（１２）
　　ｔ_s1－ｔ_e3＋Ｍ（１－Ｉ）≧０・・・（１３）

　更に、これらの式を変形すると、数式モデルは、以下の（１４）式～（１６）式で表される簡単な線形式及び整数制約式として構築することができる。
　　ＡＸ≦Ｂ・・・（１４）
　　Ｘｍｉｎ≦Ｘ≦Ｘｍａｘ・・・（１５）
　　∃ｘ:整数 for [ｘ|ｘ ∈Ｘ]・・・（１６）

　なお、上記（１４）式～（１６）式において、Ｘは、各設備の稼動開始・終了時刻及び原材料貯槽在庫、整数変数Ｉを行列表現したものである。Ａ、Ｂは、所定の行列式である。Ｘｍｉｎ及びＸｍａｘは、それぞれ各設備の稼動開始最早時刻及び最遅時刻と、原材料貯槽の在庫レベルの下限レベル及び上限レベルとを行列表現したものである。（１６）式に対応する整数制約となるＸの要素はＩ（ＩはＸの部分集合）である。

（９）プラッキングに対応する数式モデルの定式化（図４のステップＳ２０９）
　プラッキング対応数式モデル構築部１０９において、ステップＳ２０５で抽出したプラッキングに対応する原材料貯槽に対して、プラッキングの関係を数式モデルに定式化する。図１２は、プラッキングに対応する数式モデルの定式化方法を示すフローチャートである。

　上述したように、図６に示す在庫推移の場合、プラッキングに対応する原材料貯槽として原材料貯槽１が抽出される例を考える。

　ステップＳ７１では、プラッキング対象をグループ化する。原材料貯槽１がプラッキングに対応する原材料貯槽として抽出された場合、図１０に示すプラッキング対応表にあるように、原材料貯槽２、３それぞれとグループ化することができる。以下では、原材料貯槽１と原材料貯槽３とをグループ化する場合を説明する。

　次に、ステップＳ７２では、ステップＳ７１でグループ化した原材料貯槽を維持日数の少ない順にソートする。維持日数とは、在庫量が補給レベルに達するまでの時間であり、図６の例では、原材料貯槽３→原材料貯槽１の順にソートすることになる。

　次に、ステップＳ７３では、プラッキングの関係、ここでは原材料貯槽３→原材料貯槽１の順にプラッキングする関係を数式モデルに定式化する。定式化に際しては、以下に述べる２つの方法が考えられる。

　一例として、必ずプラッキングする定式化を説明する。原材料貯槽１の入槽開始時刻、同終了時刻（変数）をそれぞれｔ＿Ｒ_s1、ｔ＿Ｒ_e1とし、原材料貯槽３の入槽開始時刻、同終了時刻（変数）をそれぞれｔ＿Ｒ_s3、ｔ＿Ｒ_e3とする。また、原材料貯槽３と原材料貯槽１の入槽時間差（変数）をａ３１とし、原材料貯槽３と原材料貯槽１のプラッキングに要する時間（定数）をｃ３１とする。この場合、プラッキングの関係は、以下の（１７）式及び（１８）式で表される。
　　ｔ＿Ｒ_s1＝ｔ＿Ｒ_e3＋ａ３１・・・（１７）
　　ａ３１＝ｃ３１・・・（１８）

　他の例として、可能な限りプラッキングする定式化を説明する。この場合、プラッキングの関係は、以下の（１９）式及び（２０）式で表される。
　　ｔ＿Ｒ_s1＝ｔ＿Ｒ_e3＋ａ３１・・・（１９）
　　ａ３１≧０・・・（２０）

　そして、ステップＳ７４では、全グループを考慮したかどうかを判定し、まだグループ化していないものがあればステップＳ７１に戻り、全てグループ化していれば本処理を終了する。

（１０）各数式モデルを目的関数に基づき最適化（図４のステップＳ２１０）
　最適解計算部１１０において、上記構築された線形及び整数制約式で成る数式モデル式のそれぞれに対して、原材料貯槽の入槽を開始するレベル又は時刻、及び入槽を終了するレベル又は時刻を変数として含む線形又は２次形式として表現された目的関数に基づき、ＬＰ（線形計画法）、ＭＩＰ（混合整数計画法）、ＱＰ（２次計画法）等の数理計画法、又は、タブサーチ、ＧＡ（遺伝的アルゴニズム）等と数理計画法との組み合わせ方法により最適化問題として問題を解く。これにより、入槽順、入槽開始／終了時刻、リクレーマ稼動開始／終了時刻、払出し山、原材料ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベア系列、入槽量を導出する。

　例えば、上記最適化計算において、準最適な解を形成するレベルで良い場合は、ＧＡを用い、各ＪＯＢの整数変数Ｉを遺伝子として形成する。そして、ＧＡにより形成された整数変数Ｉは、決定された値として、後はＬＰ問題として上記問題を解くことができる。また、最適解を得ることが望まれるレベルである場合は、混合整数計画問題として上記問題を解くことができる。

　ここで、目的関数に関して線形式を用いた場合の例を示す。本実施形態では、原材料貯槽の在庫を切らさずに、搬送機器の効率運転を目的とするので、目的関数は、全てのＪＯＢによる入槽量合計が最も多くなる程良い値を得る関数とする。また、ステップＳ２０９で可能な限りプラッキングする定式化を行った場合に、入槽時間差（変数）ａｉｉ´（原材料貯槽ｉ→原材料貯槽ｉ´の順にプラッキング）はできるだけ小さい程、プラッキングを実行する計画となるため、入槽時間差（変数）ａｉｉ´は出来るだけ小さい程良い値を得る関数とする。

　目的関数を式で表すと、以下の（２１）式を得る。なお、図５の搬送プロセスでは、４つの原材料貯槽に対してＪＯＢを考慮するため、第１のＪＯＢ（ＪＯＢ１）～第４のＪＯＢ（ＪＯＢ４）が必要となる。

　ｗ・ａｉｉ´は、ステップＳ２０９で可能な限りプラッキングする定式化を行った場合に、（２０）式で表されるａｉｉ´に重みｗを乗算したものである。

　以上の定式化した式（数式モデル）を混合整数計画法にて解くことにより、数式モデル毎に最適解が得られる。

（１１）最適結果の内一番良い評価値を示す組み合わせの抽出（図４のステップＳ２１１）
　以上により、数式モデル毎に最適解が得られるが、最良解抽出部１１１において、これら最適解の評価値を比較し、最も評価値の値が良い（入槽量合計が最も多くなる）解を選ぶ。これにより、入槽順、入槽開始／終了時刻、リクレーマ稼動開始／終了時刻、払出し山、原材料ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベア系列、入槽量も同時に決定できる。

　この動作の詳細を図１３に従って説明する。ここでは、全てのＪＯＢによる入槽量の合計が最も多くなる程良いとした目的関数を用いているとする。図１３に示す在庫推移の場合、全てのＪＯＢによる入槽量の合計値は、第１の割付けパターンでは１９０ｔ、第２の割付けパターンでは２４０ｔ、第３の割付けパターンでは２３０ｔである。よって、目標関数の値が最も大きい第２の割付けパターンが選択される。

　この結果、原材料貯槽１は原材料ヤード１から払出しを行う。Ｎｏ．１リクレーマの稼動開始時刻は２５分、稼動終了時刻は５５分である。ベルトコンベア系列１の搬送開始時刻は２６分、搬送終了時刻は５６分である。入槽開始時刻は２７分、入槽終了時刻は５７分である。

　原材料貯槽２は、原材料ヤード２から払出しを行う。Ｎｏ．２リクレーマの稼動開始時刻は２７分、稼動終了時刻は５７分である。ベルトコンベア系列４の搬送開始時刻は２８分、搬送終了時刻は５８分である。入槽開始時刻は２９分、入槽終了時刻は５９分である。

　原材料貯槽３は、原材料ヤード１から払出しを行う。Ｎｏ．１リクレーマの稼動開始時刻は３分、稼動終了時刻は２５分である。ベルトコンベア系列３の搬送開始時刻は４分、搬送終了時刻は２６分である。入槽開始時刻は５分、入槽終了時刻は２７分である。

　原材料貯槽４は、原材料ヤード３から払出しを行う。Ｎｏ．３リクレーマの稼動開始時刻は３０分、稼動終了時刻は３８分である。ベルトコンベア系列６の搬送開始時刻は３１分、搬送終了時刻は３９分である。入槽開始時刻は３２分、入槽終了時刻は４０分である。

（１２）入槽計画の確定（図４のステップＳ２１２）
　確定部１１２において、ステップＳ２１１で決定した入槽順、入槽開始／終了時刻、リクレーマ稼動開始／終了時刻、払出し山、原材料ヤード、使用リクレーマ、搬送ベルトコンベア系列、入槽量により、入槽計画を確定する。また、プラッキングに対応する原材料貯槽がある場合、確定した入槽開始／終了時刻を用いて、プラッキングを実施するよう入槽計画を確定する。

　以下、図１１を参照して、プラッキングを考慮しない手法による立案結果と、本実施形態の手法による立案結果との比較を行う。図１１Ｂに示すように、プラッキングを考慮しない手法では、図示した入槽計画作成範囲で原材料貯槽１への入槽が行われず、Ｎｏ．１リクレーマに無駄な空き時間が発生する。また、次回に原材料貯槽１への入槽が行われるときに、無駄な段取り時間が発生してしまう。

　それに対して、本実施形態の手法では、図１１Ａに示すように、原材料貯槽１への入槽を行うプラッキングを実施することにより、段取り、払い出し機器の移動時間を削減することができ、搬送設備の稼動率を大幅に向上させることができる。

　以上述べたように、在庫量が少ない原材料貯槽は勿論、プラッキングをも実施するので、在庫切れの発生を防ぐことができる。

　なお、以上の実施形態では、本発明を原材料貯槽への入槽計画作成装置に適用する場合について説明したが、原材料物流制御装置に適用することも可能である。この場合は、作成した原材料貯槽への入槽計画に基づいて実プラントの制御装置等に指示を与える。このようにすれば、実プラントは、最適な入槽順、入槽開始及び終了時刻、入槽量、リクレーマ稼動開始時刻、リクレーマ稼動終了時刻は勿論のこと、払出し山、原材料ヤード、使用すべきリクレーマ、搬送すべきベルトコンベア系列、入槽原材料貯槽に従って原材料ヤード操業を実行する。

　なお、上述の原材料貯槽への入槽計画作成部３１は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等からなるマイクロコンピュータによって構成されており、例えばパーソナルコンピュータ等の計算機によって実現することができる。

（本発明の他の実施形態）
　上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置或いはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ或いはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。

　また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

　また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。

　更に、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。

　本発明の構成によれば、原材料設備において、原材料貯槽の在庫がなくなることを未然に防ぐことは勿論のこと、プラッキングを考慮して搬送設備の稼動率を向上させる原材料貯槽への入槽計画を高速に最適化、立案することができる。

Claims

　原材料設備における原材料ヤードから複数の原材料貯槽へ、複数の搬送経路を経て複数の搬送設備で、原材料を搬送するための入槽計画を作成する原材料貯槽への入槽計画作成方法であって、
　上記複数の原材料貯槽への入槽計画を立案する上で必要なデータを取り込むデータ取り込みステップと、
　上記データ取り込みステップで取り込んだデータに基づいて、上記複数の原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出する入槽対象原材料貯槽抽出ステップと、
　上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽に入槽可能な搬送設備を全て抽出する搬送設備抽出ステップと、
　上記搬送設備抽出ステップで抽出した搬送設備から搬送経路として選択可能な組み合わせを全て構築する搬送経路組み合わせ構築ステップと、
　上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出しなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出するプラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出ステップと、
　上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽に対する搬送経路を構築するプラッキング対応搬送経路追加構築ステップと、
　上記プラッキング対応搬送経路追加構築ステップで抽出した搬送経路と、上記搬送経路組み合わせ構築ステップで構築した搬送経路組み合わせから、選択可能な組み合わせを全て構築するプラッキング対応搬送経路組み合わせ構築ステップと、
　上記プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築ステップで構築した搬送経路の組み合わせ毎に、上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽への入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化する数式モデル構築ステップと、
　上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽と、上記入槽対象原材料貯槽抽出ステップで抽出した原材料貯槽とのプラッキングの関係を数式モデルに定式化するプラッキング対応数式モデル構築ステップと、
　上記数式モデル構築ステップ及び上記プラッキング対応数式モデル構築ステップで構築した数式モデルに対して、予め設定した線形又は２次形式の目的関数に基づき最適化問題を解くことにより最適解を求める最適解計算ステップと、
　上記最適解計算ステップで求めた最適解のうちで最良のものを選択する最良解抽出ステップと、
　上記最良解抽出ステップで選択した最良の最適解により、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を確定する確定ステップとを有することを特徴とする原材料貯槽への入槽計画作成方法。
　上記最適化の計算を混合整数計画法又は２次計画法で行うことを特徴とする請求項１に記載の原材料貯槽への入槽計画作成方法。
　上記最適化の計算をタブサーチ又はＧＡ等のヒューリスティックな手法で行うことを特徴とする請求項１に記載の原材料貯槽への入槽計画作成方法。
　原材料設備における原材料ヤードから複数の原材料貯槽へ、複数の搬送経路を経て複数の搬送設備で、原材料を搬送するための入槽計画を作成する原材料貯槽への入槽計画作成装置であって、
　上記複数の原材料貯槽への入槽計画を立案する上で必要なデータを取り込むデータ取り込み手段と、
　上記データ取り込み手段で取り込んだデータに基づいて、上記複数の原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出する入槽対象原材料貯槽抽出手段と、
　上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽に入槽可能な搬送設備を全て抽出する搬送設備抽出手段と、
　上記搬送設備抽出手段で抽出した搬送設備から搬送経路として選択可能な組み合わせを全て構築する搬送経路組み合わせ構築手段と、
　上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出しなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出するプラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出手段と、
　上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽に対する搬送経路を構築するプラッキング対応搬送経路追加構築手段と、
　上記プラッキング対応搬送経路追加構築手段で抽出した搬送経路と、上記搬送経路組み合わせ構築手段で構築した搬送経路組み合わせから、選択可能な組み合わせを全て構築するプラッキング対応搬送経路組み合わせ構築手段と、
　上記プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築手段で構築した搬送経路の組み合わせ毎に、上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽への入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化する数式モデル構築手段と、
　上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽と、上記入槽対象原材料貯槽抽出手段で抽出した原材料貯槽とのプラッキングの関係を数式モデルに定式化するプラッキング対応数式モデル構築手段と、
　上記数式モデル構築手段及び上記プラッキング対応数式モデル構築手段で構築した数式モデルに対して、予め設定した線形又は２次形式の目的関数に基づき最適化問題を解くことにより最適解を求める最適解計算手段と、
　上記最適解計算手段で求めた最適解のうちで最良のものを選択する最良解抽出手段と、
　上記最良解抽出手段で選択した最良の最適解により、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を確定する確定手段とを備えたことを特徴とする原材料貯槽への入槽計画作成装置。
　原材料設備における原材料ヤードから複数の原材料貯槽へ、複数の搬送経路を経て複数の搬送設備で、原材料を搬送するための入槽計画を作成する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
　上記複数の原材料貯槽への入槽計画を立案する上で必要なデータを取り込むデータ取り込み処理と、
　上記データ取り込み処理で取り込んだデータに基づいて、上記複数の原材料貯槽毎の槽在庫推移を計算し、計画確定時刻までに在庫量が所定の補給レベルを切る原材料貯槽を抽出する入槽対象原材料貯槽抽出処理と、
　上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽に入槽可能な搬送設備を全て抽出する搬送設備抽出処理と、
　上記搬送設備抽出処理で抽出した搬送設備から搬送経路として選択可能な組み合わせを全て構築する搬送経路組み合わせ構築処理と、
　上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出しなかった原材料貯槽から、プラッキングに対応する原材料貯槽を抽出するプラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出処理と、
　上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽に対する搬送経路を構築するプラッキング対応搬送経路追加構築処理と、
　上記プラッキング対応搬送経路追加構築処理で抽出した搬送経路と、上記搬送経路組み合わせ構築処理で構築した搬送経路組み合わせから、選択可能な組み合わせを全て構築するプラッキング対応搬送経路組み合わせ構築処理と、
　上記プラッキング対応搬送経路組み合わせ構築処理で構築した搬送経路の組み合わせ毎に、上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽への入槽作業群の関係、制約を線形式及び整数制約式からなる数式モデルに定式化する数式モデル構築処理と、
　上記プラッキング対応入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽と、上記入槽対象原材料貯槽抽出処理で抽出した原材料貯槽とのプラッキングの関係を数式モデルに定式化するプラッキング対応数式モデル構築処理と、
　上記数式モデル構築処理及び上記プラッキング対応数式モデル構築処理で構築した数式モデルに対して、予め設定した線形又は２次形式の目的関数に基づき最適化問題を解くことにより最適解を求める最適解計算処理と、
　上記最適解計算処理で求めた最適解のうちで最良のものを選択する最良解抽出処理と、
　上記最良解抽出処理で選択した最良の最適解により、上記複数の原材料貯槽への入槽計画を確定する確定処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
　請求項５に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。