WO2014002816A1 - 加熱炉抽出順作成装置、加熱炉抽出順作成方法及び鋼板の製造方法 - Google Patents

加熱炉抽出順作成装置、加熱炉抽出順作成方法及び鋼板の製造方法 Download PDF

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WO2014002816A1
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WO
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rolling
heating furnace
extraction order
rolled material
pattern
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PCT/JP2013/066626
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吉成　有介
一浩 中辻
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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Definitions

  • the present invention relates to a heating furnace extraction order for creating a heating furnace extraction order and a rolling schedule of a steel sheet in a steel sheet rolling line having a plurality of heating furnaces, a rough mill (Rough mill), and a finishing mill (Finish mill). It relates to a production device (Equipment of creating the slab extraction order from the heating furnace), a heating furnace extraction order creation method (Algorithm of creating the slab extraction order from the heating furnace), and a steel plate manufacturing method.
  • a thick steel plate having excellent strength and toughness has been demanded, and a thick steel plate has been manufactured by controlled rolling and controlled cooling in which rolling and cooling of a high-temperature steel plate are combined.
  • the slab heated to 1000 ° C or higher is made into a medium thickness by rough rolling, and adjusted cooling is performed to adjust the temperature to the non-recrystallization temperature range.
  • controlled rolling is performed in which the slab that has reached a temperature range near the non-recrystallization temperature range is rolled by final finish rolling.
  • a slab having a thickness of 200 to 300 mm is heated to about 1100 to 1200 ° C., it is roughly rolled to a thickness of about 40 to 60 mm with a roughing mill, and then adjusted to cooling to a non-recrystallization temperature range of 900. Rolling is resumed when the temperature falls below 0 ° C., and rolling is performed until a target final thickness of, for example, 20 mm is reached.
  • controlled cooling is also performed in which cooling is performed from the temperature above the Ar3 transformation point temperature to about 500 ° C. by accelerated cooling after rolling.
  • the steel sheet after rough rolling is subjected to a temperature adjustment cooling device disposed at the subsequent stage of the rough rolling mill.
  • Conditioned cooling is performed, and accelerated cooling is performed by a cooling device for accelerated cooling disposed at the subsequent stage of the finishing mill.
  • Patent Documents 1, 2, 3 and Non-Patent Document 1 describe a method of determining a rolling pass schedule for a plurality of materials to be rolled so that the rolling time is minimized.
  • JP 2010-240663 A Japanese Patent No. 4226516 Japanese Patent No. 2111171
  • none of the above prior art documents describes a technique that takes into account the temperature adjustment of the rolled material in the cooling device, the extraction order from the heating furnace, and the extraction time. That is, none of the techniques described in the above prior art documents can be said to optimize the manufacturing efficiency of the entire plurality of rolled materials.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to extract a heating furnace that can improve the production efficiency of a steel sheet while achieving both the improvement of the rolling efficiency of the steel sheet and the satisfaction of the product quality conditions.
  • An object of the present invention is to provide a sequence creation device, a furnace extraction sequence creation method, and a method for manufacturing a steel sheet.
  • a heating furnace extraction sequence creation device is a steel plate in a rolling line of a steel plate having a plurality of heating furnaces, at least a rough rolling mill, and a finishing rolling mill.
  • a process pattern creation means for creating a plurality of (Process time patterns) a mode creation means for creating a mode (Mode) by combining one process pattern selected for each passing process for each rolled material, and a rolling material Based on the product quality constraint conditions and equipment constraint conditions, a combination of rolling material modes that minimizes the total rolling time is selected, and the selected rolling material mode is selected.
  • the optimum furnace extraction order creation means (Optimization algorithm of the extract order, extract timing, delivery timing from the roughing mill to the finishing mill) that creates the furnace extraction order and rolling schedule of the rolled material based on the matching It is characterized by providing.
  • the optimum heating furnace extraction order creation means an objective function that takes into account the evaluation of the product quality of the rolled material in the total rolling time ( It is characterized by selecting a combination of rolled material modes that minimizes the objective function.
  • the optimum heating furnace extraction order creation means has an evaluation on the product quality of the rolled material as a predetermined weighting factor as an objective function. It is characterized by multiplying.
  • the heating furnace extraction order creation method creates a heating furnace extraction order and a rolling schedule in a steel sheet rolling line having a plurality of heating furnaces and at least a rough rolling mill and a finish rolling mill.
  • a method for creating an extraction order of slabs in a heating furnace wherein each rolling material has a process pattern creating step for creating a plurality of process patterns that combine each process of the passing process and the occupation time of equipment used in the process, and rolling
  • the total rolling time based on the mode creation step that creates a mode by combining the selected process patterns for each passing process for each material, the product quality constraints on the rolled material, and the facility constraints Select the rolling material mode combination that minimizes the rolling material mode, and create the rolling material heating furnace extraction order and rolling schedule based on the selected rolling material mode combination. Characterized in that it comprises the optimum heating furnace extracting order creation step of, a.
  • the heating furnace extraction order creation method according to the fifth invention is the above-described fourth invention, wherein an objective function is added to the optimum heating furnace extraction order creation step in consideration of the evaluation regarding the product quality of the rolled material in the total rolling time. It is characterized by selecting the combination of modes of the rolled material to be minimized.
  • an evaluation relating to the product quality of the rolled material is used as a predetermined weighting factor (Weighting factor). Multiply by the objective function.
  • the steel sheet manufacturing method according to the seventh invention is characterized in that the steel sheets are manufactured based on the heating furnace extraction order determined by the first invention.
  • the steel sheet manufacturing method according to the eighth invention is characterized in that the steel sheets are manufactured based on the heating furnace extraction order determined by the above fourth invention.
  • the steel sheet manufacturing efficiency is improved by making both the improvement of the rolling efficiency of the steel sheet and the satisfaction of the product quality conditions compatible. be able to.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a steel sheet rolling line that is an object of a heating furnace extraction order creation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a heating furnace extraction order creation system that is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining an example of the in-process rolled material.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of in-process rolled material data.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of rolling material specification data.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a heating furnace position.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the specification code master data.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of equipment constraint master data.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of data stored in the pattern DB.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of a heating furnace extraction order creation process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining jobs, process patterns, and modes.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a data structure of a resource.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining the correspondence between Job and Resource.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining the correspondence between Job and Resource.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for a material rolled material.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for an in-process rolled material when the in-process rolled material has not been processed in a roughing mill.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for an in-process rolled material when the in-process rolled material has not completed the process in the cooling device.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for an in-process rolled material when the in-process rolled material has not been processed in the finish rolling mill.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for an in-process rolled material when the in-process rolled material has not completed the process on the finishing mill rear surface table.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the mode creation processing procedure.
  • FIG. 1 is a schematic view for explaining a thick steel plate rolling line targeted by a heating furnace extraction order creation system according to an embodiment of the present invention.
  • a heating furnace 1 that sequentially heats a slab to a predetermined temperature
  • a reverse type rough rolling mill 2 and a rolling material S are provided as resources (equipment).
  • a cooling device 3 for adjusting the temperature by cooling by air cooling or water cooling, a reverse type finishing mill 4, and a finishing mill rear surface table 5 for waiting the rolled material S are provided.
  • the slab heated to a predetermined temperature in the heating furnace 1 is extracted as a rolled material S in a predetermined order at a predetermined time, and is rolled by the rough rolling mill 2 and the finish rolling mill 4.
  • an adjustment rolling process of about 1 to 4 passes for separating the scale and making the rolled material S uniform, a thickness rolling process for obtaining a predetermined sheet thickness, a predetermined sheet width,
  • the adjustment rolling process and the tentering process are performed by the roughing mill 2.
  • the thickness rolling process is mainly performed by the finishing mill 4, but may be performed by the roughing mill 2 in order to adjust the load of the two types of rolling mills.
  • controlled rolling When manufacturing a high-grade thick steel plate with excellent mechanical strength, controlled rolling (CR) and controlled cooling are performed in view of material changes accompanying temperature changes of the rolled material S.
  • the controlled rolled material (CR material) is rolled to a predetermined thickness at a target temperature set based on the material design. That is, it is necessary to control the CR material to a predetermined temperature (CR temperature) while cooling with water or air at a predetermined plate thickness (CR thickness) during rolling.
  • the cooling device 3 when controlling temperature, the cooling device 3 is mainly utilized, However, The finishing mill rear surface table 5 may be utilized according to the operating condition of a rolling line.
  • two cooling devices (31, 32) are disposed between the rough rolling mill 2 and the finish rolling mill 4, and a maximum of two rolled materials S are on standby according to the length of the rolled material S ( Cooling). In addition, a maximum of one rolled material S can be kept on the finishing mill rear surface table 5.
  • the heating furnace extraction order creation system which is one embodiment of the present invention is the rolling steel sheet rolling line shown in FIG. 1, and the extraction order and extraction of the rolling material S from a plurality of heating furnaces arranged upstream of the rolling line.
  • a rolling schedule (passing process schedule) in a downstream roughing mill or finish rolling mill is created in consideration of the time.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a heating furnace extraction order creation system that is an embodiment of the present invention.
  • a heating furnace extraction order creation system 10 according to an embodiment of the present invention includes an in-process rolled material database (DB) 11, a rolled material specification database (DB) 12, and a specification code master database ( DB) 13, equipment constraint master database (DB) 14, parameter database (DB) 15, pattern database (DB) 16, and heating furnace extraction order creation device 100 are provided as main components.
  • the heating furnace extraction order creation device 100 functions as a process pattern creation means, a mode creation means, and an optimum heating furnace extraction order creation means according to the present invention.
  • the in-process rolled material DB 11 stores information on the in-process rolled material as in-process rolled material data.
  • the in-process rolled material will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the time when the rolled material S passes through each resource.
  • the in-process rolled material is a rolled material S that has already been extracted from the heating furnace 1 and has not yet been subjected to a thicknessing process (finish rolling process) in the finishing mill 4 or the like, as shown in FIG. It refers to a rolled material S such as S (-2), S (-1), S (0).
  • S (-2), S (-1), S (0) a rolled material S
  • it shows that it is the rolling material S which precedes, so that the number in a parenthesis is small, and that the number in a parenthesis is 0 or less shows that the rolling material S is a rolling material in process.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating in-process rolled material data.
  • in-process rolled material data includes rolled material ID, heating furnace extraction order, process order, process name, process completion category, process start time, process end time, process end plate width, and process end plate length. , Process end plate thickness, process end plate temperature, process change sign information.
  • the latest schedule and actual data updated by the host computer are recorded.
  • the rolling material ID means unique identification information for specifying the rolling material S.
  • the process order indicates the order of the process scheduled or passed (actual).
  • the process name means the name of the process scheduled or passed.
  • the process completion category indicates whether the corresponding process falls into the planned, executing, or actual category.
  • the process start time means the start time of the corresponding process.
  • the process end time means the end time of the corresponding process.
  • the process completion category is scheduled or being executed, it indicates the scheduled end time, and when the process completion category is actual, the actual end time Indicates.
  • the process end plate width means the plate width of the rolled material S after the end of the corresponding process. If the process completion category is scheduled or being executed, it indicates the planned plate width. The actual board width is shown.
  • the process end plate length means the plate length of the rolled material S after the end of the corresponding process. When the process completion category is scheduled or being executed, the scheduled plate length is indicated. When the process completion category is a record, Shows the actual board length.
  • the process end plate thickness means the plate thickness of the rolled material S after the end of the corresponding process. When the process completion category is scheduled or being executed, the scheduled plate thickness is indicated. When the process completion category is a record, The actual thickness is shown.
  • the process end plate temperature means the temperature of the rolled material S after the end of the corresponding process. When the process completion category is scheduled or being executed, the temperature is the planned temperature. Indicates temperature.
  • the process change sign means that the process that passes through the process is changed and indicates a code assigned to the originally scheduled process. Note that a record is added for a newly added process.
  • the rolled material specification DB 12 stores information on specifications regarding the in-process rolled material and the material rolled material as rolled material specification data.
  • the rolled material specification data is data corresponding to each rolled material S on a one-to-one basis.
  • the material rolled material is a rolled material S for which a heating furnace extraction time and a passing process schedule are scheduled to be created in the future by the heating furnace extraction order creation device 100 of the present embodiment.
  • the number of rolled material sources handled in the present embodiment is given by referring to data input from the input unit 101 and stored in the parameter DB 15.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating rolling material specification data.
  • the rolling material specification data includes rolling material ID, slab width, slab length, slab thickness, heating furnace extraction temperature, widening rolling width, widening rolling thickness, product width, product length, product thickness,
  • the information includes specification code, CR thickness, CR temperature, finishing temperature, heating furnace position, heating furnace extraction possibility sign, schedule ID, and schedule confirmation sign.
  • the rolled material ID means unique identification information for specifying the rolled material S, as in the in-process rolled material DB11.
  • the slab width means the plate width of the rolled material S.
  • the slab length means the plate length of the rolled material S.
  • the slab thickness means the thickness of the rolled material S.
  • the heating furnace extraction temperature means the temperature of the rolling material S at the time of extraction from the heating furnace 1, and shows the actual temperature when the heating furnace extraction order is 0 or less, and the heating furnace extraction order is larger than 0. In this case, the target temperature is indicated.
  • the tentering width means the sheet width of the rolled material S when the tentering rolling process in the rough rolling mill 2 is completed.
  • the tenter rolling thickness means the thickness of the rolled material S at the completion of the tenter rolling process in the rough rolling mill 2.
  • the product width means the sheet width of the rolled material S when the finish rolling process is completed.
  • the product length means the plate length of the rolled material S when the finish rolling process is completed.
  • the product thickness means the thickness of the rolled material S when the finish rolling process is completed.
  • the specification code means a restriction condition when the passage process schedule is created by the heating furnace extraction order creation device 100, and indicates a corresponding code when there is a special restriction condition. Blank is set. A code corresponding to each specification (constraint condition) is stored in a specification code master DB 13 described later.
  • the CR thickness means the plate thickness of the rolled material S under the adjustment temperature when the rolled material S is a CR material, and 0 is set when the rolled material S is not a CR material.
  • the CR temperature means an adjustment temperature when the rolled material S is a CR material, and 0 is set when the rolled material S is not a CR material.
  • the finishing temperature means the temperature of the rolled material S when the finishing rolling process is completed.
  • the heating furnace position means the position of the corresponding rolled material S in the heating furnace 1.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a heating furnace position.
  • the heating furnace position is data indicating a division in each heating furnace 1, and is indicated by an identification number assigned to each division in ascending order from the extraction side.
  • the heating furnace positions are set in order from the extraction side, 11, 12,.
  • the heating furnace positions are set in order from the extraction side, 11, 12,.
  • 41, 42 in order from the extraction order. ... and the heating furnace position is set.
  • the sign indicating whether or not the heating furnace can be extracted indicates whether or not the corresponding rolled material S can be extracted from the heating furnace 1. For example, 1 is set when extraction is possible, and 0 is set when extraction is not possible.
  • the schedule ID is a code for identifying the corresponding schedule when the heating furnace extraction time and the passing process schedule have already been created for the rolling material S by the heating furnace extraction order creation apparatus 100 of the present embodiment. (Schedule ID), and blank is set when a passing process schedule is not created.
  • the schedule confirmation sign means that, when the heating furnace extraction time and the passing process schedule have already been created for the rolled material S by the heating furnace extraction order creation apparatus 100 of the present embodiment, the corresponding schedule is confirmed. 1 is set when it is confirmed, and 0 is set otherwise.
  • the specification code master DB 13 stores information on the contents of the specification code included in the rolling material specification data described above as specification code master data.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating specification code master data. As shown in FIG. 7, the specification code master data includes a specification code, a non-passable process, a transfer thickness minimum value, and a transfer length maximum value.
  • Spec code means a code for specifying the contents of specifications (constraints).
  • the non-passable process means a process in which the corresponding rolled material S cannot pass. A Resource name described later is set in the non-passable process.
  • the minimum transfer thickness means the minimum value of the thickness of the rolled material S when it is transferred from the roughing mill 2 to the finishing mill 4.
  • the maximum transfer length means the maximum value of the plate length of the rolled material S when it is transferred from the rough rolling mill 2 to the finishing mill 4.
  • the equipment constraint master DB 14 stores information on equipment restrictions on the rolling line as equipment constraint master data.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating facility constraint master data. As shown in FIG. 8, the equipment constraint master data includes the minimum rolling thickness of the rough mill, the maximum rolling length of the rough mill, the rolling length that can wait for two between mills, the maximum cooling temperature difference between the cooling devices, the rolling length that can wait for the rear table, and the rear table. Includes maximum waiting time.
  • equipment blank master data is referred when the blank is set to the specification code in the rolling material specification data mentioned above.
  • the minimum rolling thickness of the rough mill means the minimum value of the thickness of the rolled material S that can be rolled by the roughing mill 2.
  • the rough rolling maximum rolling length means the maximum value of the plate length of the rolled material S that can be rolled by the roughing mill 2.
  • the rolling length capable of waiting for two between mills is the maximum plate length of the rolled material S when the cooling device 3 between the rough rolling mill 2 and the finishing mill 4 can wait for the two rolled materials S.
  • the cooling device maximum cooling temperature difference means the maximum temperature difference that the cooling device 3 can cool.
  • the rear table waitable rolling length means the maximum value of the plate length of the rolled material S that can be made to wait on the finishing mill rear surface table 5.
  • the rear table maximum standby time means the maximum value of the time during which the rolled material S can wait on the finishing mill rear surface table 5.
  • the parameter DB 15 is composed of a relational database or the like, and stores various parameters applied in the heating furnace extraction order creation process described later.
  • the pattern DB 16 stores information on the occupation time of each process through which each rolled material S passes.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating data stored in the pattern DB 16. As shown in FIG. 9, the data stored in the pattern DB 16 includes rolling material ID, pattern ID, process order, process name, occupation time, number of passes, process end plate width, process end plate length, process end plate thickness, Including process end plate temperature.
  • the rolled material ID means unique identification information for specifying the rolled material S, as in the in-process rolled material DB11.
  • Pattern ID means the information which identifies the pattern of the process through which the rolling material S passes, and with respect to a series of passing processes of the same rolling material S, the same pattern ID is provided in pattern DB16.
  • This pattern ID also means a mode ID for specifying a mode to be described later.
  • the process order means the passing order of each process in a series of passing processes to which the same pattern ID is assigned.
  • Process name means the name of each process.
  • the occupation time means the occupation time in the corresponding process, and a value calculated in the heating furnace extraction order creation processing described later is set.
  • the number of passes means the number of passes when one-direction rolling is counted as one pass when the corresponding step is a step in the roughing mill 2 or the finishing mill 4, and a heating furnace extraction order creation described later is created. A value calculated by processing is set.
  • Process end plate width means the plate width of the rolled material S when the corresponding process is completed.
  • the process end plate length means the plate length of the rolled material S when the corresponding process is completed.
  • the process end plate thickness means the plate thickness of the rolled material S when the corresponding process is completed.
  • the process end plate temperature means the temperature of the rolled material S when the corresponding process is completed.
  • the heating furnace extraction order creation device 100 is configured by a general-purpose information processing device such as a workstation or a personal computer.
  • the heating furnace extraction order creation device 100 is configured such that an arithmetic processing unit such as a CPU (not shown) executes a heating furnace extraction order creation program stored in a storage device such as a ROM (not shown), whereby an input unit 101 and a data reading unit 102 are obtained.
  • Function as a pattern creation unit 103, an optimum heating furnace extraction order creation unit 104, and an output unit 105 Function as a pattern creation unit 103, an optimum heating furnace extraction order creation unit 104, and an output unit 105. The functions of these units will be described later.
  • the heating furnace extraction order creation system 10 having such a configuration, it is input in advance at the input unit 101 and stored in the parameter DB 15 at a designated timing such as processing start and end of equipment on the rolling line.
  • the heating furnace extraction order creation apparatus 100 executes the heating furnace extraction order creation processing shown below, so that the rolled material S from the plurality of heating furnaces 1 arranged upstream of the rolling line can be obtained.
  • a rolling schedule (passing process schedule) in the downstream rough rolling mill 2 and finish rolling mill 4 is created in consideration of the extraction order and extraction time.
  • movement of the heating furnace extraction order preparation apparatus 100 at the time of performing this heating furnace extraction order preparation process is demonstrated.
  • step S1 the data reading unit 102 refers to the in-process rolled material DB 11, the rolled material specification DB 12, the specification code master DB 13, and the equipment constraint master DB 14, and in-process rolled material and material rolling scheduled to be manufactured during the planning period. Extract material information.
  • step S1 the process of step S1 is completed and a heating furnace extraction order preparation process progresses to the process of step S2.
  • step S2 the pattern creation unit 103 creates a process pattern for each rolled material S extracted in step S1 by a process pattern creation process described later, and stores it in the pattern DB 16. Thereby, the process of step S2 is completed and a heating furnace extraction order preparation process progresses to the process of step S3.
  • Job Each of the steps through which the rolled material S passes is hereinafter referred to as Job.
  • the raw material rolling material passes, a rough rolling process in the roughing mill 2 (adjusting rolling process and tentering process), a cooling process in the cooling device 31, a cooling process in the cooling device 32, and finish rolling.
  • a rough rolling process in the roughing mill 2 adjusting rolling process and tentering process
  • a cooling process in the cooling device 31 a cooling process in the cooling device 32
  • finish rolling Each of the finishing rolling process in the machine 4 and the passing process of the finishing mill rear surface table 5 corresponds to Job.
  • the rolled material S is rolled through a series of passing steps such as a rough rolling step, a cooling step in the cooling device 31, a cooling step in the cooling device 32, a finish rolling step, a passing step of the finishing mill rear surface table 5, It can be said that the rolled material S has five jobs.
  • the passage process of the raw material rolling material extracted from the heating furnace 1 includes the rough rolling process in the rough rolling mill 2, the cooling process in the cooling device 31, and the cooling in the cooling device 32 in addition to the above-described process example. 7 Jobs in the order of a process, a finishing rolling process in the finishing mill 4, a standby process (such as air cooling) in the finishing mill rear surface table 5, a finishing rolling process in the finishing mill 4, and a passing process in the finishing mill rear table 5. May pass.
  • the rough rolling process in the rough rolling mill 2 the cooling process in the cooling device 31, the cooling process in the cooling device 32, the finishing rolling process in the finishing mill 4, the cooling process in the cooling device 32, and the finishing mill 4
  • the seven jobs are passed in the order of the finishing rolling process at, and the passing process of the finishing mill rear surface table 5.
  • Process pattern means the occupation time according to each operation pattern of the process (Job) which can pass about each rolling material S, as shown in FIG.
  • step S2 a plurality of process patterns are created for the same process of each rolled material S with selectable occupation times.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a data structure of Resource.
  • the Resource is configured by associating a facility name, a code indicating the Resource name, and a Resource capacity (the number of jobs that can be processed simultaneously), and is stored in an appropriate storage unit.
  • Resource is set in the above-described non-passable process of the specification code master DB 13.
  • the facility name “dummy” shown in FIG. 12 is set to match the number of jobs when comparing a plurality of passing processes for the same rolled material S.
  • one occupation time is selected for Job at each Resource.
  • a series of passing processes in which one process pattern selected for each Job at each Resource is combined is hereinafter referred to as a mode.
  • the creation of a passing process schedule is formulated as a known multi-mode resource-constrained project scheduling problem (RCPSP) (Multi-Mode Resource Constrained Project Scheduling Problem) to obtain an optimal solution.
  • RPSP resource-constrained project scheduling problem
  • Job and Resource is not necessarily one-to-one, and one Job may occupy a plurality of Resources.
  • 13 and 14 are conceptual diagrams for explaining the correspondence between Job and Resource.
  • the sheet length of the rolled material S is equal to or less than the maximum sheet length that can wait between the rough rolling mill 2 and the finish rolling mill 4 (see the equipment constraint master DB 14), as shown in FIG.
  • One rolling device S can be made to stand by one by one cooling device 3. That is, there is a one-to-one correspondence between Job and Resource.
  • the plate length of the rolled material S is larger than the maximum value of the plate length that can stand by two between the rough rolling mill 2 and the finish rolling mill 4, as shown in FIG. In this case, one rolled material S is put on standby.
  • the correspondence between Job and Resource is one-to-two.
  • the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 determines the number of jobs (number of steps in the passing process) for each rolled material S based on the process pattern for each rolled material S stored in the pattern DB 16 in step S2. And a plurality of modes (combination of process patterns) are created. Thereby, the process of step S3 is completed and a heating furnace extraction order preparation process progresses to the process of step S4.
  • the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 applies the constraint condition described later, and the optimum combination of modes for all the rolled materials S (the processing order of the rolled materials S and the optimum for each rolled material S). Mode).
  • the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 sets an objective function to be described later, and evaluates the objective function under the constraint condition, thereby optimizing the combination of the modes with the shortest total rolling time. Select as Thereby, the process of step S4 is completed and a heating furnace extraction order preparation process progresses to the process of step S5.
  • step S5 the output unit 105 outputs a passing process schedule corresponding to the selected optimum mode to a display device such as a liquid crystal display (not shown), and information on the passing process schedule corresponding to the selected mode. Is output to the host system. Thereby, the process of step S5 is completed and a series of heating furnace extraction order creation processes are completed.
  • Process pattern creation process The process of creating the process pattern stored in the pattern DB 16 in the above step S2 (process pattern creation process) will be described with reference to FIGS.
  • the process pattern creation process branches depending on whether the rolled material S extracted in step S1 is a material rolled material or an in-process rolled material. Further, in the process pattern creation process, when the rolled material S is an in-process rolled material (identified by the rolled material ID of the in-process rolled material data), which resource (rough rolling machine 2, cooling device 3, finishing rolling machine 4) is determined.
  • the process branches depending on whether the process in the finishing mill rear surface table 5) is incomplete (in-process process process in which the process completion classification of in-process rolled material data is being executed, or the process scheduled most recently).
  • the occupation time uses a value calculated by a host system pass schedule creation program, a water cooling calculation program, an air cooling calculation program, or the like.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for the material rolled material.
  • the pattern creating unit 103 first occupies and passes the rough rolling mill 2 until the tenter rolling process is completed in the rough rolling mill 2. The number of passes in the rough rolling mill 2 as a number is calculated, and an initial value 0 is set in the pattern ID (step S101).
  • the pattern creation unit 103 increments the number of passes in the rough rolling mill 2 by 1 (step S105), and calculates the occupation time in the rough rolling mill 2 based on the number of passes (step S106). Furthermore, the pattern creating unit 103 sets whether or not the sheet thickness and the sheet length of the rolled material S satisfy the minimum rolling thickness of the rough mill, the CR thickness, and the rolling length that can wait between two mills, or the final sign described later is set. It is determined whether or not there is (step S107).
  • the pattern The creation unit 103 returns the process pattern creation process to the process of step S102 and creates the next pattern.
  • the process pattern creation process for a series of material source rolled materials ends.
  • the pattern creating unit 103 determines whether or not the plate thickness at the completion of rolling in the rough rolling machine 2 satisfies the CR thickness (step S111). .
  • the plate thickness at the completion of rolling in the rough rolling mill 2 satisfies the CR thickness (step S111, Yes)
  • the cooling time in the two cooling devices (31, 32) for satisfying the CR temperature is calculated.
  • Step S111 the pattern creation unit 103 performs rolling until the CR thickness is satisfied in the finish rolling mill 4, It is determined whether or not the temperature of the rolled material S at the completion of rolling satisfies the CR temperature (step S121).
  • the pattern creating unit 103 includes two cooling devices (31, 31) for satisfying the CR temperature. The cooling time in 32) is calculated (step S122), and the occupation time of the finishing mill 4 is calculated (step S123).
  • step S121 When the temperature of the rolling material S at the time of completion of rolling in the finishing mill 4 does not satisfy the CR temperature in step S121 (No in step S121), the pattern creating unit 103 performs the CR temperature during rolling in the finishing mill 4. And the cooling time in the two cooling devices (31, 32) for satisfying the CR thickness is calculated (step S131), and it is determined whether there is a possible solution (step S132).
  • the pattern creating unit 103 calculates the cooling time at the finishing mill rear surface table 5 by air cooling for satisfying the CR temperature during rolling by the finishing mill 4 (step S139), and whether there is a possible solution. Determination is made (step S140). If there is no possible solution (No at Step S140), the pattern creating unit 103 proceeds to the process at Step S105.
  • step S140 If there is a possible solution in step S140 (step S140, Yes), the pattern creation unit 103 calculates the occupation time of the finish rolling mill 4 from the CR thickness to the product thickness under the calculated conditions.
  • FIG. 16 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for an in-process rolled material when the in-process rolled material is not completed in the roughing mill 2.
  • the pattern creating unit 103 first has a track record of the process in the roughing mill 2. The time from the start time to the current time (already rolled time) is calculated (step S201).
  • the pattern creation unit 103 determines whether or not the schedule of the process in the rough rolling mill 2 has been confirmed (step S202), and if not confirmed (No in step S202), the rough rolling mill It is determined whether or not the tentering step in step 2 is completed (step S203).
  • the tenter rolling process is not completed (step S203, No)
  • the actual value of the number of passes of rolling in the rough rolling mill 2 is set as the number of passes
  • the occupation time is calculated based on the number of passes
  • (Calculated occupation time-already rolling time) is set as the occupation time
  • an initial value 0 is set in the pattern ID (step S204).
  • the pattern creation 103 advances the processing to step S102 of the process pattern creation processing procedure (see FIG. 15) for the material rolled material.
  • step S202 When the schedule of the process in the roughing mill 2 is confirmed in the process of step S202 (step S202, Yes), the pattern creation unit 103 sets the final pass number as the pass number and sets the final sign. . Further, the pattern creation unit 103 calculates the occupation time based on the number of passes, sets (calculated occupation time ⁇ already rolling time) as the occupation time, and sets the initial value 0 to the pattern ID (step S211). ). Thereafter, the pattern creation 103 advances the processing to step S102 of the process pattern creation processing procedure (see FIG. 15) for the material rolled material.
  • the pattern creating unit 103 occupies time and the number of passes until the tenth rolling process in the rough rolling mill 2 is completed. And calculate.
  • the pattern creation unit 103 sets the calculated number of passes as the number of passes, sets (calculated occupation time-already rolling time) as the occupation time, and sets an initial value 0 to the pattern ID (step S221). . Thereafter, the pattern creation 103 advances the processing to step S102 of the process pattern creation processing procedure (see FIG. 15) for the material rolled material.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the process pattern creation processing procedure for the in-process rolled material when the in-process rolled material has not completed the process in the cooling device 3.
  • the pattern creating unit 103 first performs a cooling process or a standby process from the current time. The time until the scheduled process end time (cooling occupation time) is calculated as the occupation time, and the pattern ID is set to the initial value 0 (step S301).
  • the pattern creating unit 103 determines whether the plate thickness at the completion of cooling satisfies the CR thickness (step S311). If the plate thickness at the completion of cooling satisfies the CR thickness (step S311, Yes), it is determined whether or not the temperature at the completion of cooling satisfies the CR temperature (step S312).
  • the pattern creating unit 103 determines that the CR temperature when the temperature at the completion of cooling is equal to or higher than the CR temperature (No at step S321).
  • step S321 when the temperature at the time of cooling completion is lower than CR temperature by the process of step S321 (step S321, Yes), the pattern preparation part 103 outputs an error display (step S322), and a series of cooling devices 3 perform.
  • the process pattern creation process is completed for the in-process rolled material for which the above process is incomplete.
  • step S311 When the plate thickness at the time of completion of cooling does not satisfy the CR thickness in the process of step S311 (step S311, No), the pattern creating unit 103 performs rolling until the CR thickness is satisfied by the finish rolling mill 4, and at the time of completion of rolling. It is determined whether or not the temperature of the rolled material S satisfies the CR temperature (step S331). When the temperature of the rolled material S at the completion of rolling in the finish rolling mill 4 satisfies the CR temperature (step S331, Yes), the pattern creating unit 103 calculates the occupation time of the finish rolling mill 4 (step S332).
  • step S331, No When the temperature of the rolling material S at the time of completion of rolling in the finish rolling mill 4 does not satisfy the CR temperature (step S331, No), the pattern creating unit 103 performs the CR temperature and the CR thickness during rolling in the finish rolling mill 4.
  • the cooling time in the two cooling devices (31, 32) for satisfying the above is calculated again (step S341), and it is determined whether there is a possible solution (step S342).
  • step S342 the pattern creation unit 103 calculates the occupation time of the finishing mill 4 under the calculated conditions (step S343), and increments the pattern ID by one,
  • process pattern process order, process name, occupation time
  • (3, finish rolling, Xx seconds) is stored in the pattern DB 16 (step S344).
  • step S348 Cooling in xx seconds), (3, finish rolling, xx seconds), (4, cooling in cooling device 31, xx seconds), (5, cooling in cooling device 32, xx seconds), (6, finish rolling, xx seconds) is stored in the pattern DB 16 (step S348). Even when there is no possible solution in step S342 (step S342, No), the pattern creation unit 103 advances the process to step S345.
  • the pattern creation unit 103 calculates the cooling time in the finishing mill rear surface table 5 by air cooling for satisfying the CR temperature during rolling in the finishing mill 4 (step S349), and determines whether there is a possible solution. Determination is made (step S350). If there is no possible solution (No at Step S350), the pattern creating unit 103 completes the process pattern creating process for the in-process rolled material for which the process in the series of cooling devices 3 has not been completed.
  • step S350 If there is a possible solution in the process of step S350 (step S350, Yes), the occupation time of the finishing mill 4 from the CR thickness to the product thickness is calculated under the calculated conditions (step S351).
  • FIG. 18 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for an in-process rolled material when the in-process rolled material is incomplete in the process at the finishing mill 4.
  • the pattern creating unit 103 first ends the process of the finish rolling process from the current time. The time until the scheduled time is calculated as the occupation time, and the pattern ID is set to the initial value 0 (step S401).
  • the pattern generation unit 103 has the pattern if there is a schedule of the cooling process in the cooling device (31, 32) (step S403, Yes).
  • the process pattern creation process for the material is completed.
  • the process pattern creation process for the in-process rolled material in which the processes in the series of finishing mills 4 are not completed is completed.
  • the pattern creating unit 103 determines the finishing rolling process from the current time.
  • the time until the scheduled process interruption time is calculated as the occupation time (step S421).
  • the scheduled process interruption time is calculated as the time until the CR thickness is satisfied when the rolled material S is a CR material.
  • the pattern creating unit 103 includes the finish rolling mill 4 from the scheduled process interruption time to the product thickness including the cooling time by the predetermined cooling device 3.
  • the pattern creation unit 103 calculates the occupation time of the finishing mill 4 from the scheduled process interruption time to the product thickness including the cooling (standby) time by the predetermined air cooling (step S425), and sets the pattern ID to 1
  • (process order, process name, occupation time) (1, finish rolling, xx seconds), (2, standby on the finishing mill rear table, xx seconds), (3, finish rolling, Xx seconds) is stored in the pattern DB 16 (step S426), and the process pattern creation process for the in-process rolled material in which the processes in the series of finishing mills 4 are incomplete is completed.
  • the pattern creation unit 103 calculates the cooling (standby) time at the finishing mill rear surface table 5 by air cooling to satisfy the CR temperature after the rolling interruption at the finishing mill 4 (step S434), and there is a possible solution. It is determined whether or not (step S435). If there is no possible solution (step S435, No), the pattern creating unit 103 completes the process pattern creating process for the in-process rolled material for which the processes in the series of finishing mills 4 are incomplete.
  • step S435 If there is a possible solution in the process of step S435 (step S435, Yes), the pattern creation unit 103 calculates the occupation time of the remaining finishing mill 4 up to the product thickness (step S436), and sets the pattern ID to 1.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a process pattern creation processing procedure for the in-process rolled material when the in-process rolled material has not been processed in the finishing mill rear surface table 5.
  • the pattern creating unit 103 first starts the finishing mill rear surface table 5 from the current time. The time until the scheduled end time of the standby process is calculated as the occupation time, and the pattern ID is set to the initial value 0 (step S501).
  • the process pattern creation process for a certain in-process rolled material is completed.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the mode creation processing procedure. As shown in FIG. 20, the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 extracts a process pattern for the rolled material S from the pattern DB 16 for each rolled material ID (step S601).
  • the rolling material ID is represented as SlabID
  • the pattern ID is represented as PatternID
  • the process order is represented as ProcNo
  • the job identification information is represented as JobID
  • the job mode identification information is represented as ModeID.
  • the data indicating the job j mode k of the rolled material i is Slab [i].
  • [j] [k] is defined as a Resource occupied by Jobj's mode k of the rolled material i.
  • Slab [i] [j] [k] .Tim is defined as the resource occupation time occupied in the job j mode k of the rolled material i.
  • the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 refers to the process order (ProcNo) for the process pattern whose pattern ID is the PatternID (step S610).
  • step S611 rough rolling
  • step S612 when the constraint condition regarding rough rolling is satisfied (step S612, Yes), the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 sets the following expression (1).
  • Step S613 The JobID is incremented by 1 (Step S614). If all the ProcNos are not referred to for the PatternID (Step S615, No), the ProcNo is incremented by 1 (Step S616). Return to processing.
  • step S612 No the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 advances the process to step S619 described later.
  • step S611, No, and step S621, Yes when the restrictions regarding cooling are satisfied (step S622, Yes), between two cooling devices (31, 32) If it is possible to wait for two rolled materials S (step S623, Yes), the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 sets the following equation (2) (step S624), and increments JobID by 1 (step S614). When all the ProcNos are not referred to for the PatternID (Step S615, No), ProcNo is incremented by 1 (Step S616), and the process returns to Step S611.
  • step S625 the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 sets the following expression (3) (step S625).
  • CLRN means that both cooling devices are secured.
  • the JobID is incremented by 1 (step S614), and if all the ProcNos are not referred to for the PatternID (step S615, No), the ProcNo is incremented by 1 (step S616), and the process returns to step S611. .
  • the optimal heating furnace extraction order preparation part 104 advances a process to step S619 mentioned later.
  • step S621 finish rolling (step S621, No, and step S631, Yes)
  • the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 sets the following expression (4) (step S632) and increments JobID by 1 (step S632).
  • step S614 If not all ProcNos are referenced for the PatternID (step S615, No), ProcNo is incremented by 1 (step S616), and the process returns to step S611.
  • step S631, No, and step S641, Yes when the restriction conditions regarding standby in the finishing mill rear surface table 5 are satisfied (step S642, Yes), the optimum heating furnace extraction order is created.
  • the unit 104 sets the following expression (5) (step S643), increments the JobID by 1 (step S614), and if not all ProcNos are referenced for the PatternID (step S615, No), ProcNo Is incremented by 1 (step S616), and the process returns to step S611.
  • step S643 increments the JobID by 1
  • step S615 the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 advances the process to step S619 described later.
  • the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 outputs an error display (step S644), and in step S619 described later. Proceed to processing.
  • step S617 the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 sets the following expression (6) (step S617).
  • step S619 When all PatternIDs are referred to in the process of step S619 (step S619, Yes), the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 completes a series of mode creation processes.
  • StartTime indicates the start time of the first job of the rolled material extracted in the C_order [II] th, and Slab [C_order [II]] [1 ] [].
  • EndTime indicates the end time of the first job of the C_order [II] -th extracted rolled material.
  • Mode selection condition constraint Since the identification information (ModeID) of the mode selected with the same rolled material is the same for different jobs, it is necessary to satisfy the constraint given by the following equation (11).
  • Mode (Slab [i] [] [k]) indicates that the same mode k is selected in all Jobs of Slab [i].
  • the objective function when optimizing the combination of modes in the process of step S4 will be described.
  • the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 sets the total rolling time given by the following equation (12) as an objective function, and selects a combination of modes in which the objective function (total rolling time) is the shortest as an optimal solution.
  • first_slab is the rolling material ID of the first rolling material in the order
  • first_mode is the mode ID of the mode selected by the first job of the first rolling material
  • last_slab is the rolling material ID of the rolling material whose order is the last
  • last_mode is the mode ID of the mode selected in last_job.
  • Slab [last_slab] [last_job] [last_mode] .EndTime indicates the end time of the last job of the rolling material whose order is the last
  • Slab [first_slab] [1] [first_mode] .StartTime is the first in the order The start time of the first job of the rolled material is shown.
  • step S3 an optimal solution that takes into account the quality evaluation of the rolled material S can be selected.
  • Slab [i] [j] [k] .ModeValue is prepared as an evaluation value, and before the step S619 in FIG. Thickness, plate temperature, and the like are stored in the parameter DB 15 via the input unit 101.
  • a numerical value of 0 or less is given to a mode including these, and a value larger than 0 is defined for other modes.
  • a step is added and the evaluation value is added to the objective function.
  • the objective function of each mode combination is calculated by multiplying the above equation (12) by a predetermined weighting factor of each mode, and the mode in which this objective function is minimized Is selected as the optimal solution.
  • This weighting factor may be stored in advance in the parameter DB 15 via the input unit 101.
  • the heating furnace extraction order creation device 100 determines the heating furnace extraction time of the rolling material S and the occupation time of each process of the passing process, thereby determining the heating furnace extraction order. And a passing process schedule taking into account the extraction time.
  • the passing process schedule taking into account the heating furnace extraction order and extraction time is a multimode / RCPSP problem, such as IBM ILOG Scheduler, Nupt by Mathematical Systems Inc., OptSeq by LogOpt Inc. It can be solved using a general-purpose RCPSP solver.
  • the pattern creation unit 103 occupies each process of the passing process and the equipment of the process for each rolling material S.
  • a plurality of process patterns combining time are created, and the optimum heating furnace extraction order creation unit 104 creates a mode by combining the process patterns selected one by one for each passing process for each rolling material, and product quality Extraction of rolling material S from a plurality of heating furnaces arranged upstream of the rolling line by selecting a combination of modes that minimizes the total rolling time based on the above constraint conditions and equipment constraint conditions
  • a rolling schedule (passing process schedule) in the downstream roughing mill 2 and finish rolling mill 4 is created in consideration of the order and extraction time.
  • the heating furnace extraction order creation device, the heating furnace extraction order creation method and the steel sheet manufacturing method according to the present invention are a steel sheet rolling line having a plurality of heating furnaces, rough rolling mills, and finish rolling mills. It is suitable for processing to create the heating furnace extraction order and rolling schedule of steel sheets.

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Abstract

　パターン作成部１０３が、圧延材ごとに通過工程の各工程と当該工程に用いられる設備の占有時間とを組み合わせた工程パターンを複数作成し、最適加熱炉抽出順作成部１０４が、圧延材ごとに通過工程の各工程について１つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモードを作成し、圧延材の製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となる圧延材のモードの組み合わせを選定し、選定された圧延材のモードの組み合わせに基づいて圧延材の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する。これにより、鋼板の圧延能率の向上と製品品質条件の充足とを両立させて鋼板の製造能率を向上させることができる。

Description

加熱炉抽出順作成装置、加熱炉抽出順作成方法及び鋼板の製造方法
　本発明は、複数の加熱炉と粗圧延機(Rough　mill)と仕上圧延機(Finish　mill)とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する加熱炉抽出順作成装置(Equipment　of　creating　the　slab　extraction　order　from　the　heating　furnace)、加熱炉抽出順作成方法(Algorithm　of　creating　the　slab　extraction　order　from　the　heating　furnace)及び鋼板の製造方法に関するものである。
　近年、強度や靭性に優れた厚鋼板が求められ、高温の鋼板の圧延と冷却とを組み合わせた制御圧延や制御冷却により厚鋼板が製造されている。一般に、高強度かつ高靭性の厚鋼板を製造するには、１０００℃以上に加熱されたスラブを粗圧延により中程度の板厚にし、未再結晶温度域に温度を調整するための調整冷却を経て、未再結晶温度域の近傍の温度域になったスラブを最終の仕上圧延により圧延する制御圧延（ＣＲ）が行なわれる。
　例えば、板厚２００～３００ｍｍのスラブを１１００～１２００℃程度にまで加熱した後、粗圧延機で板厚４０～６０ｍｍ程度にまで粗圧延し、その後、調整冷却により未再結晶温度域である９００℃以下になった時点で圧延を再開し、例えば２０ｍｍといった目標の最終板厚になるまで圧延する。
　また一般に、強度を高めるために、上記制御圧延に加えて、圧延後に加速冷却によりＡｒ３変態点温度以上の温度から５００℃程度にまで冷却する制御冷却も行なわれる。
　上記粗圧延機と仕上圧延機とにおいて制御圧延(Control　rolling)や制御冷却(Control　cooling)を行なう際には、粗圧延機の後段に配設した温度調整用の冷却装置で粗圧延後に鋼板の調整冷却を行い、仕上圧延機の後段に配設した加速冷却用の冷却装置で加速冷却を行なっている。
　なお、厚鋼板の圧延能率を向上させるための技術が多数開示されている。例えば、特許文献１，２，３および非特許文献１には、圧延時間が最短になるように、複数の被圧延材の圧延パススケジュールを決定する方法が記載されている。
特開２０１０－２４０６６３号公報 特許第４２２６５１６号公報 特許第２１１１１７１号公報
野村真佐子、「混合整数計画法を用いた厚板圧延スケジュールの決定方法」、日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会、１９９３
　上記のとおり、近年、強度や靭性に優れた厚鋼板が求められる傾向にあり、制御圧延の条件は厳しさを増している。すなわち、圧延能率の向上のみならず、圧延能率の向上と製品品質条件の充足とを両立させる技術が求められている。そのためには、製造中のスラブの温度調整のスケジュールを含めた厚鋼板の製造効率の最適化が必要となり、粗圧延機と仕上圧延機との負荷を調整するだけでなく、加熱炉からの抽出順や抽出時刻までを考慮した圧延スケジュールを作成する必要がある。
　しかしながら、上記先行技術文献のいずれにも、冷却装置での圧延材の温度調整や、加熱炉からの抽出順や抽出時刻を考慮した技術は記載されていない。つまり、上記先行技術文献に記載の技術は、いずれも、複数の圧延材全体の製造効率を最適化する技術ということはできない。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、鋼板の圧延能率の向上と製品品質条件の充足とを両立させて鋼板の製造能率を向上させることができる加熱炉抽出順作成装置、加熱炉抽出順作成方法及び鋼板の製造方法を提供することにある。
　上記課題を解決し、目的を達成するために、第一の発明に係る加熱炉抽出順作成装置は、複数の加熱炉と少なくとも粗圧延機と仕上圧延機とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉内スラブの抽出順と圧延スケジュールとを作成する加熱炉抽出順作成装置であって、圧延材ごとに通過工程の各工程と当該工程に用いられる設備の占有時間とを組み合わせた工程パターン(Process　time　pattern)を複数作成する工程パターン作成手段と、圧延材ごとに通過工程の各工程について１つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモード(Mode)を作成するモード作成手段と、圧延材の製品品質上の制約条件(Constraint　condition)と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となる圧延材のモードの組み合わせを選定し、選定された圧延材のモードの組み合わせに基づいて圧延材の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する最適加熱炉抽出順作成手段(Optimization　algorithm　of　the　extract　order,　extract　timing,　delivery　timing　from　the　roughing　mill　to　the　finishing　mill)と、を備えることを特徴とする。
　また、第二の発明に係る加熱炉抽出順作成装置は、上記の第一の発明において、最適加熱炉抽出順作成手段に、総圧延時間に圧延材の製品品質に関する評価を加味した目的関数(Objective　function)を最小とする圧延材のモードの組み合わせを選定することを特徴とする。
　また、第三の発明に係る加熱炉抽出順作成装置は、上記の第二の発明において、最適加熱炉抽出順作成手段に、圧延材の製品品質に関する評価を所定の重み係数として、目的関数に掛け合わせることを特徴とする。
　また、第四の発明に係る加熱炉抽出順作成方法は、複数の加熱炉と少なくとも粗圧延機と仕上圧延機とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する加熱炉内スラブの抽出順作成方法であって、圧延材ごとに通過工程の各工程と当該工程に用いられる設備の占有時間とを組み合わせた工程パターンを複数作成する工程パターン作成ステップと、圧延材ごとに通過工程の各工程について１つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモードを作成するモード作成ステップと、圧延材の製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となる圧延材のモードの組み合わせを選定し、選定された圧延材のモードの組み合わせに基づいて圧延材の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する最適加熱炉抽出順作成ステップと、を含むことを特徴とする。
　また、第五の発明に係る加熱炉抽出順作成方法は、上記の第四の発明において、最適加熱炉抽出順作成ステップに、総圧延時間に圧延材の製品品質に関する評価を加味した目的関数を最小とする圧延材のモードの組み合わせを選定することを特徴とする。
　また、第六の発明に係る加熱炉抽出順作成方法は、上記の第五の発明において、最適加熱炉抽出順作成ステップに、圧延材の製品品質に関する評価を所定の重み係数(Weighting　factor)として、目的関数に掛け合わせることを特徴とする。
　また、第七の発明に係る鋼板の製造方法は、上記の第一の発明によって決定された加熱炉抽出順に基づいて鋼板を製造することを特徴とする。
　また、第八の発明に係る鋼板の製造方法は、上記の第四の発明によって決定された加熱炉抽出順に基づいて鋼板を製造することを特徴とする。
　本発明に係る加熱炉抽出順作成装置、加熱炉抽出順作成方法及び鋼板の製造方法によれば、鋼板の圧延能率の向上と製品品質条件の充足とを両立させて鋼板の製造能率を向上させることができる。
図１は、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムの対象である鋼板の圧延ラインを説明するための模式図である。 図２は、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムの構成を示すブロック図である。 図３は、仕掛中圧延材の一例を説明するための概念図である。 図４は、仕掛中圧延材データの一例を示す図である。 図５は、圧延材仕様データの一例を示す図である。 図６は、加熱炉位置を説明するための図である。 図７は、仕様コードマスタデータの一例を示す図である。 図８は、設備制約マスタデータの一例を示す図である。 図９は、パターンＤＢに格納されるデータの一例を示す図である。 図１０は、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は、Ｊｏｂ、工程パターン、モードを説明するための概念図である。 図１２は、Ｒｅｓｏｕｒｃｅのデータ構成の一例を示す図である。 図１３は、ＪｏｂとＲｅｓｏｕｒｃｅとの対応関係を説明するための概念図である。 図１４は、ＪｏｂとＲｅｓｏｕｒｃｅとの対応関係を説明するための概念図である。 図１５は、材源圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。 図１６は、仕掛中圧延材が粗圧延機での工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。 図１７は、仕掛中圧延材が冷却装置での工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。 図１８は、仕掛中圧延材が仕上圧延機での工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。 図１９は、仕掛中圧延材が仕上ミル後面テーブルでの工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。 図２０は、モード作成処理手順を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムについて説明する。
〔鋼板の圧延ラインについて〕
　始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムが作成する圧延スケジュールの対象である厚鋼板の圧延ラインについて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムが対象とする厚鋼板の圧延ラインを説明するための模式図である。図１に示すように、厚鋼板の圧延ラインには、リソース（設備）として、上流から順にスラブを所定の温度に加熱する加熱炉１と、リバース式の粗圧延機２と、圧延材Ｓを空冷または水冷により冷却して温度調整を行なう冷却装置３と、リバース式の仕上圧延機４と、圧延材Ｓを待機させるための仕上ミル後面テーブル５とが配設されている。
　加熱炉１で所定の温度に加熱されたスラブは、圧延材Ｓとして所定の時刻に所定の順番で抽出され、粗圧延機２および仕上圧延機４により圧延される。圧延の工程には、スケールの剥離および圧延材Ｓの均一化を図る１～４パス程度の調整圧延工程と、所定の板厚を得るために行なう厚さ出し圧延工程と、所定の板幅を得るために圧延材Ｓを厚さ出し圧延と直交する方向にターニングして行なう幅出し圧延工程との３工程がある。調整圧延工程と幅出し工圧延程とは、粗圧延機２で行なわれる。厚さ出し圧延工程は、主に仕上圧延機４で行われるが、２種の圧延機の負荷を調整するために粗圧延機２で行なう場合もある。
　機械強度に優れた高級厚鋼板を製造する場合には、圧延材Ｓの温度変化に伴う材質変化を図って制御圧延（ＣＲ）や制御冷却が行なわれる。制御圧延材（ＣＲ材）は、材質設計に基づいて設定された目標温度にて所定の厚さまで圧延される。すなわち、ＣＲ材に対しては、圧延の途中に、所定の板厚（ＣＲ厚）で水や空気による冷却を行ないながら所定の温度（ＣＲ温度）に制御する必要がある。なお、温度を制御する際には、主に冷却装置３が利用されるが、圧延ラインの稼動状況に応じて仕上ミル後面テーブル５が利用される場合もある。また、粗圧延機２および仕上圧延機４との間には２台の冷却装置（３１，３２）が配設され、圧延材Ｓの長さに応じて最大２本の圧延材Ｓを待機（冷却）させることができる。また、仕上ミル後面テーブル５には最大１本の圧延材Ｓを待機させることができる。
　本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムは、図１に示す厚鋼板の圧延ラインにおいて、圧延ラインの上流に配設された複数の加熱炉からの圧延材Ｓの抽出順や抽出時刻を考慮しつつ下流の粗圧延機や仕上圧延機での圧延スケジュール（通過工程スケジュール）を作成する。
〔加熱炉抽出順作成システムの構成〕
　次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムの構成について説明する。
　図２は、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システムの構成を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成システム１０は、仕掛中圧延材データベース（ＤＢ）１１と、圧延材仕様データベース（ＤＢ）１２と、仕様コードマスタデータベース（ＤＢ）１３と、設備制約マスタデータベース（ＤＢ）１４と、パラメータデータベース（ＤＢ）１５と、パターンデータベース（ＤＢ）１６と、加熱炉抽出順作成装置１００と、を主な構成要素として備える。加熱炉抽出順作成装置１００は、本発明に係る工程パターン作成手段、モード作成手段、最適加熱炉抽出順作成手段として機能する。
　仕掛中圧延材ＤＢ１１は、仕掛中圧延材に関する情報を仕掛中圧延材データとして格納する。ここで、図３を参照して、仕掛中圧延材について説明する。図３は、圧延材Ｓが各リソースを通過する時刻を例示した図である。仕掛中圧延材とは、既に加熱炉１から抽出され、かつ、仕上圧延機４等での厚さ出し工程（仕上圧延工程）が未完了である圧延材Ｓのことであり、図３に示すＳ（－２）、Ｓ（－１）、Ｓ（０）のような圧延材Ｓをいう。ここで、括弧内の数字が小さいほど先行する圧延材Ｓであることを示し、括弧内の数字が０以下であることはその圧延材Ｓが仕掛中圧延材であることを示す。
　図４は、仕掛中圧延材データを例示する図である。図４に示すように、仕掛中圧延材データは、圧延材ＩＤ、加熱炉抽出順、工程順、工程名、工程完了区分、工程開始時刻、工程終了時刻、工程終了板幅、工程終了板長、工程終了板厚、工程終了板温、工程変更サインの情報を含む。なお、各項目には上位コンピュータによりデータ更新された最新の予定および実績のデータが記録されている。
　圧延材ＩＤとは、圧延材Ｓを特定するための固有の識別情報を意味する。加熱炉抽出順とは、該当の圧延材Ｓが加熱炉に装入された順序（＝加熱炉から抽出される順序）を示し、昇順に早く抽出されることを意味する。工程順とは、通過予定もしくは通過した(実績の）工程の順序を示す。工程名とは、通過予定もしくは通過した工程の名称を意味する。工程完了区分とは、該当の工程が予定、実行中、実績のいずれの区分に該当するかを示す。
　工程開始時刻とは、該当の工程の開始時刻を意味し、工程完了区分が予定の場合には、予定の開始時刻を示し、工程完了区分が実行中もしくは実績の場合には、実績の開始時刻を示す。工程終了時刻とは、該当の工程の終了時刻を意味し、工程完了区分が予定もしくは実行中の場合には、予定の終了時刻を示し、工程完了区分が実績の場合には、実績の終了時刻を示す。
　工程終了板幅とは、該当の工程の終了後の圧延材Ｓの板幅を意味し、工程完了区分が予定もしくは実行中の場合は予定の板幅を示し、工程完了区分が実績の場合は実績の板幅を示す。工程終了板長とは、該当の工程の終了後の圧延材Ｓの板長を意味し、工程完了区分が予定もしくは実行中の場合は予定の板長を示し、工程完了区分が実績の場合は実績の板長を示す。工程終了板厚とは、該当の工程の終了後の圧延材Ｓの板厚を意味し、工程完了区分が予定もしくは実行中の場合は予定の板厚を示し、工程完了区分が実績の場合は実績の板厚を示す。工程終了板温とは、該当の工程の終了後の圧延材Ｓの温度を意味し、工程完了区分が予定もしくは実行中の場合は予定の温度を示し、工程完了区分が実績の場合は実績の温度を示す。
　工程変更サインとは、仕掛途中で通過する工程が変更されたことを意味し、当初の予定の工程に付与されるコードを示す。なお、新たに追加された工程については、レコードが追加される。
　圧延材仕様ＤＢ１２は、仕掛中圧延材および材源圧延材に関する仕様の情報を圧延材仕様データとして格納する。圧延材仕様データは、各圧延材Ｓに１対１に対応するデータである。ここで、材源圧延材とは、本実施の形態の加熱炉抽出順作成装置１００により、今後、加熱炉抽出時刻や通過工程スケジュールが作成される予定の圧延材Ｓのことである。本実施の形態で取り扱う材源圧延材の本数は、入力部１０１から入力され、パラメータＤＢ１５に格納されるデータを参照することによって、与えられるものとする。
　図５は、圧延材仕様データを例示する図である。図５に示すように、圧延材仕様データは、圧延材ＩＤ、スラブ幅、スラブ長、スラブ厚、加熱炉抽出温度、幅出圧延幅、幅出圧延厚、製品幅、製品長、製品厚、仕様コード、ＣＲ厚、ＣＲ温度、仕上温度、加熱炉位置、加熱炉抽出可否サイン、スケジュールＩＤ、スケジュール確定サインの情報を含む。
　圧延材ＩＤとは、上記の仕掛中圧延材ＤＢ１１と同様に、圧延材Ｓを特定するための固有の識別情報を意味する。スラブ幅とは、圧延材Ｓの板幅を意味する。スラブ長とは、圧延材Ｓの板長を意味する。スラブ厚とは、圧延材Ｓの板厚を意味する。加熱炉抽出温度とは、加熱炉１から抽出する際の圧延材Ｓの温度を意味し、先述の加熱炉抽出順が０以下の場合は実績の温度を示し、加熱炉抽出順が０より大きい場合には目標の温度を示す。
　幅出圧延幅とは、粗圧延機２における幅出し圧延工程完了時の圧延材Ｓの板幅を意味する。幅出圧延厚とは、粗圧延機２における幅出し圧延工程完了時の圧延材Ｓの板厚を意味する。製品幅とは、仕上圧延工程完了時の圧延材Ｓの板幅を意味する。製品長とは、仕上圧延工程完了時の圧延材Ｓの板長を意味する。製品厚とは、仕上圧延工程完了時の圧延材Ｓの板厚を意味する。
　仕様コードとは、加熱炉抽出順作成装置１００で通過工程スケジュールを作成する場合の制約条件を意味し、特殊な制約条件がある場合に、対応するコードを示し、特に制約条件がない場合にはブランクが設定される。なお、各仕様（制約条件）に対応するコードは、後述する仕様コードマスタＤＢ１３に格納される。
　ＣＲ厚とは、圧延材ＳがＣＲ材の場合に、調整温度下での圧延材Ｓの板厚を意味し、圧延材ＳがＣＲ材ではない場合には０が設定される。ＣＲ温度とは、圧延材ＳがＣＲ材の場合の調整温度を意味し、圧延材ＳがＣＲ材ではない場合には０が設定される。仕上温度とは、仕上圧延工程完了時の圧延材Ｓの温度を意味する。
　加熱炉位置とは、該当の圧延材Ｓの加熱炉１内での位置を意味する。図６は、加熱炉位置を説明するための図である。図６に示すように、加熱炉位置は、各加熱炉１内での区分を示すデータであり、各区分に抽出側から昇順に付与された識別番号で示される。例えば、１号炉については抽出側から順に１１，１２，・・・と加熱炉位置が設定されている。同様に、２号炉については抽出順から順に２１，２２，・・・、３号炉については抽出順から順に３１，３２，・・・、４号炉については抽出順から順に４１，４２，・・・と加熱炉位置が設定されている。
　加熱炉抽出可否サインとは、該当の圧延材Ｓを加熱炉１から抽出可能か否かを示し、例えば、抽出可能な場合は１、不可能な場合は０が設定される。スケジュールＩＤとは、該当の圧延材Ｓについて既に本実施の形態の加熱炉抽出順作成装置１００により、加熱炉抽出時刻や通過工程スケジュールが作成されている場合に、該当するスケジュールを識別するコード（スケジュールＩＤ）を意味し、通過工程スケジュールが作成されていない場合にはブランクが設定される。スケジュール確定サインとは、該当の圧延材Ｓについて既に本実施の形態の加熱炉抽出順作成装置１００により、加熱炉抽出時刻や通過工程スケジュールが作成されている場合に、該当するスケジュールが確定されていることを意味し、確定されている場合に１が設定され、その他の場合には０が設定される。
　仕様コードマスタＤＢ１３は、前述した圧延材仕様データに含まれる仕様コードの内容に関する情報を仕様コードマスタデータとして格納する。図７は、仕様コードマスタデータを例示する図である。図７に示すように、仕様コードマスタデータは、仕様コードと、通過不可工程と、移送厚最小値と、移送長最大値を含む。
　仕様コードとは、仕様（制約条件）の内容を特定するためのコードを意味する。通過不可工程とは、該当の圧延材Ｓが通過することができない工程を意味する。通過不可工程には、後述するＲｅｓｏｕｒｃｅ名が設定される。移送厚最小値とは、粗圧延機２から仕上圧延機４に移送する際の圧延材Ｓの板厚の最小値を意味する。移送長最大値とは、粗圧延機２から仕上圧延機４に移送する際の圧延材Ｓの板長の最大値を意味する。
　設備制約マスタＤＢ１４は、圧延ライン上の設備の制約に関する情報を設備制約マスタデータとして格納する。図８は、設備制約マスタデータを例示する図である。図８に示すように、設備制約マスタデータは、粗ミル最小圧延厚、粗ミル最大圧延長、ミル間２本待機可能圧延長、冷却装置最大冷却温度差、後面テーブル待機可能圧延長、後面テーブル最大待機時間を含む。なお、前述した圧延材仕様データにおいて仕様コードにブランクが設定されている場合に、設備制約マスタデータが参照される。
　粗ミル最小圧延厚とは、粗圧延機２にて圧延できる圧延材Ｓの板厚の最小値を意味する。粗ミル最大圧延長とは、粗圧延機２にて圧延できる圧延材Ｓの板長の最大値を意味する。ミル間２本待機可能圧延長とは、粗圧延機２と仕上圧延機４との間の冷却装置３に２本の圧延材Ｓを待機させることができる場合の圧延材Ｓの板長の最大値を意味する。冷却装置最大冷却温度差とは、冷却装置３が冷却できる温度差の最大値を意味する。後面テーブル待機可能圧延長とは、仕上ミル後面テーブル５で待機させることができる圧延材Ｓの板長の最大値を意味する。後面テーブル最大待機時間とは、仕上ミル後面テーブル５で圧延材Ｓを待機させることができる時間の最大値を意味する。
　パラメータＤＢ１５は、リレーショナルデータベース等で構成され、後述する加熱炉抽出順作成処理において適用される各種パラメータを格納する。
　パターンＤＢ１６は、各圧延材Ｓが通過する各工程の占有時間に関する情報を格納する。図９は、パターンＤＢ１６に格納されるデータを例示する図である。図９に示すように、パターンＤＢ１６に格納されるデータは、圧延材ＩＤ、パターンＩＤ、工程順、工程名、占有時間、パス数、工程終了板幅、工程終了板長、工程終了板厚、工程終了板温を含む。
　圧延材ＩＤとは、仕掛中圧延材ＤＢ１１と同様、圧延材Ｓを特定するための固有の識別情報を意味する。パターンＩＤとは、圧延材Ｓが通過する工程のパターンを識別する情報を意味し、同一の圧延材Ｓの一連の通過工程に対しては、パターンＤＢ１６内で同一のパターンＩＤが付与される。このパターンＩＤは、後述するモードを特定するモードＩＤをも意味する。工程順とは、同一のパターンＩＤが付与された一連の通過工程における各工程の通過順を意味する。
　工程名とは、各工程の名称を意味する。占有時間とは、該当する工程での占有時間を意味し、後述する加熱炉抽出順作成処理で算出される値が設定される。パス数とは、該当する工程が粗圧延機２または仕上圧延機４における工程の場合に、１方向の圧延を１パスと計上する際のパスの数を意味し、後述する加熱炉抽出順作成処理で算出される値が設定される。
　工程終了板幅とは、該当する工程が完了した際の圧延材Ｓの板幅を意味する。工程終了板長とは、該当する工程が完了した際の圧延材Ｓの板長を意味する。工程終了板厚とは、該当する工程が完了した際の圧延材Ｓの板厚を意味する。工程終了板温とは、該当する工程が完了した際の圧延材Ｓの温度を意味する。
　加熱炉抽出順作成装置１００は、ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの汎用の情報処理装置によって構成されている。加熱炉抽出順作成装置１００は、図示しないＣＰＵなどの演算処理装置が図示しないＲＯＭなどの記憶装置に記憶されている加熱炉抽出順作成プログラムを実行することによって、入力部１０１、データ読込部１０２、パターン作成部１０３、最適加熱炉抽出順作成部１０４、および出力部１０５として機能する。これら各部の機能については後述する。
〔加熱炉抽出順作成処理〕
　このような構成を有する加熱炉抽出順作成システム１０では、予め入力部１０１で入力され、パラメータＤＢ１５に格納された、圧延ライン上の設備の処理開始、終了等の指定されたタイミングでの、上位システムによる起動指示により、加熱炉抽出順作成装置１００において、以下に示す加熱炉抽出順作成処理を実行することによって、圧延ラインの上流に配設された複数の加熱炉１からの圧延材Ｓの抽出順や抽出時刻を考慮しつつ下流の粗圧延機２や仕上圧延機４での圧延スケジュール（通過工程スケジュール）を作成する。以下、図１０に示すフローチャートを参照して、この加熱炉抽出順作成処理を実行する際の加熱炉抽出順作成装置１００の動作について説明する。
　ステップＳ１の処理では、データ読込部１０２が、仕掛中圧延材ＤＢ１１、圧延材仕様ＤＢ１２、仕様コードマスタＤＢ１３、設備制約マスタＤＢ１４を参照し、計画期間に製造予定の仕掛中圧延材および材源圧延材に関する情報を抽出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、加熱炉抽出順作成処理はステップＳ２の処理に進む。
　ステップＳ２の処理では、パターン作成部１０３が、後述する工程パターン作成処理により、ステップＳ１で抽出された各圧延材Ｓについての工程パターンを作成し、パターンＤＢ１６に格納する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、加熱炉抽出順作成処理はステップＳ３の処理に進む。
　ここで、図１１を参照して、Ｊｏｂ、工程パターン、モードについて説明する。圧延材Ｓが通過する工程のそれぞれを、以下、Ｊｏｂと呼ぶ。例えば、一般に材源圧延材が通過する、粗圧延機２での粗圧延工程（調整圧延工程と幅出し工圧延程）、冷却装置３１での冷却工程、冷却装置３２での冷却工程、仕上圧延機４での仕上圧延工程、仕上ミル後面テーブル５の通過工程のそれぞれがＪｏｂに相当する。例えば、圧延材Ｓが粗圧延工程、冷却装置３１での冷却工程、冷却装置３２での冷却工程、仕上圧延工程、仕上ミル後面テーブル５の通過工程という一連の通過工程を経て圧延される場合、当該圧延材Ｓは５つのＪｏｂを持つということができる。
　なお、一般に、加熱炉１から抽出された材源圧延材の通過工程は、上記工程例の他、粗圧延機２での粗圧延工程、冷却装置３１での冷却工程、冷却装置３２での冷却工程、仕上圧延機４での仕上圧延工程、仕上ミル後面テーブル５での待機工程（空冷冷却など）、仕上圧延機４での仕上圧延工程、仕上ミル後面テーブル５の通過工程という順に７つのＪｏｂを通過する場合がある。また、粗圧延機２での粗圧延工程、冷却装置３１での冷却工程、冷却装置３２での冷却工程、仕上圧延機４での仕上圧延工程、冷却装置３２での冷却工程、仕上圧延機４での仕上圧延工程、仕上ミル後面テーブル５の通過工程という順に７つのＪｏｂを通過する場合もある。
　工程パターンとは、図１１に示すように、各圧延材Ｓについて通過し得る工程（Ｊｏｂ）それぞれの操業パターンに応じた占有時間を意味する。ステップＳ２においては、各圧延材Ｓの同一工程について、選択し得る占有時間により複数の工程パターンが作成される。
　各Ｊｏｂが占有するリソース（設備）を特定する情報を、以下、Ｒｅｓｏｕｒｃｅと呼ぶ。図１２は、Ｒｅｓｏｕｒｃｅのデータ構成を例示した図である。図１２に示すように、Ｒｅｓｏｕｒｃｅは、設備名とＲｅｓｏｕｒｃｅ名を示すコードとＲｅｓｏｕｒｃｅ容量（同時にＪｏｂを処理できる数）とを対応付けて構成され、適当な記憶部に記憶される。Ｒｅｓｏｕｒｃｅは、前述した仕様コードマスタＤＢ１３の通過不可工程に設定される。なお、図１２に示す設備名「ダミー」は、同一の圧延材Ｓについての複数の通過工程を比較する際に、Ｊｏｂ数を合わせるために設定されるものである。
　また、各圧延材Ｓの一連の通過工程において、各ＲｅｓｏｕｒｃｅでのＪｏｂについて１つの占有時間（工程パターン）が選択される。図１１に示すように、各圧延材Ｓについて、各ＲｅｓｏｕｒｃｅでのＪｏｂにつき１つ選択された工程パターンを組み合わせた一連の通過工程を、以下、モードと呼ぶ。本実施の形態では、通過工程スケジュールの作成を、既知のマルチモード・資源制約付きプロジェクトスケジューリング問題（ＲＣＰＳＰ）(Multi-Mode　Resource　Constrained　Project　Scheduling　Problem)として定式化して最適解を得る。
　なお、ＪｏｂとＲｅｓｏｕｒｃｅとの対応関係は１対１とは限らず、１つのＪｏｂが複数のＲｅｓｏｕｒｃｅを占有する場合もある。図１３および１４は、ＪｏｂとＲｅｓｏｕｒｃｅとの対応関係を説明するための概念図である。例えば、圧延材Ｓの板長が粗圧延機２と仕上圧延機４との間で２本待機できる板長の最大値（設備制約マスタＤＢ１４参照）以下の場合には、図１３に示すように、１台の冷却装置３に１枚ずつ圧延材Ｓを待機させることができる。すなわち、ＪｏｂとＲｅｓｏｕｒｃｅとの対応関係は１対１である。一方、圧延材Ｓの板長が粗圧延機２と仕上圧延機４との間で２本待機できる板長の最大値より大きい場合には、図１４に示すように、２台の冷却装置３に１枚の圧延材Ｓを待機させることになる。ＪｏｂとＲｅｓｏｕｒｃｅとの対応関係は１対２である。
　ステップＳ３の処理では、最適加熱炉抽出順作成部１０４が、ステップＳ２においてパターンＤＢ１６に格納された各圧延材Ｓについての工程パターンに基づいて、各圧延材ＳについてＪｏｂ数（通過工程の工程数の最大値）を決定し、複数のモード（工程パターンの組み合わせ）を作成する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、加熱炉抽出順作成処理はステップＳ４の処理に進む。
　ステップＳ４の処理では、最適加熱炉抽出順作成部１０４が、後述する制約条件を適用して、全圧延材Ｓについて最適なモードの組み合わせ（圧延材Ｓの処理順と各圧延材Ｓについての最適なモード）を選定する。その手段として、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、後述する目的関数を設定し、この目的関数を制約条件のもとで評価することにより、総圧延時間が最短となるモードの組み合わせを最適解として選定する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、加熱炉抽出順作成処理はステップＳ５の処理に進む。
　ステップＳ５の処理では、出力部１０５が、選定された最適なモードに対応した通過工程スケジュールを図示しない液晶ディスプレイなどの表示装置に出力すると共に、この選定されたモードに対応した通過工程スケジュールに関する情報を上位システムに出力する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の加熱炉抽出順作成処理は終了する。
［工程パターン作成処理］
　上記ステップＳ２においてパターンＤＢ１６に格納される工程パターンを作成する処理（工程パターン作成処理）について、図１５～１９を参照して説明する。工程パターン作成処理は、ステップＳ１で抽出された圧延材Ｓが材源圧延材か仕掛中圧延材かにより分岐する。さらに、工程パターン作成処理は、圧延材Ｓが仕掛中圧延材の場合に（仕掛中圧延材データの圧延材ＩＤにより識別する）、どのリソース（粗圧延機２、冷却装置３、仕上圧延機４、仕上ミル後面テーブル５）での工程が未完了であるか（仕掛工程＝仕掛圧延材データの工程完了区分が実行中である工程、または直近に予定される工程）により分岐する。なお、以下の処理において、占有時間（粗圧延機２および仕上げ圧延機のメタルイン時間とターン等のミル外時間を含んだ占有時間、冷却装置３での冷却時間、仕上ミル後面テーブル５での待機時間）は、上位システムのパススケジュール作成プログラムや水冷計算プログラム、空冷計算プログラムなどにより算出される値を利用する。
　図１５は、材源圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。図１５に示すように、圧延材Ｓが材源圧延材の場合に、パターン作成部１０３は、まず、粗圧延機２で幅出し圧延工程が完了するまでの粗圧延機２の占有時間とパス数としての粗圧延機２でのパス数とを算出するとともに、パターンＩＤに初期値０を設定する（ステップＳ１０１）。
　圧延材ＳがＣＲ材ではない場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ１０３）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、（粗圧延機での）粗圧延、××秒）、（２、（仕上圧延機での）仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ１０４）。
　次に、パターン作成部１０３は、粗圧延機２でのパス数を１繰り上げて（ステップＳ１０５）、このパス数に基づいて粗圧延機２での占有時間を算出する（ステップＳ１０６）。さらに、パターン作成部１０３は、圧延材Ｓの板厚や板長が粗ミル最小圧延厚、ＣＲ厚、ミル間２本待機可能圧延長を満たすか否か、あるいは後述する最終サインが設定されている否かを判定する（ステップＳ１０７）。圧延材Ｓの板厚や板長が粗ミル最小圧延厚、ＣＲ厚、ミル間２本待機可能圧延長を満たす場合、あるいは最終サインが設定されてない場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、工程パターン作成処理をステップＳ１０２の処理に戻戻し、次のパターンを作成する。一方、操業上の制約である圧延材Ｓの板厚や板長が粗ミル最小圧延厚、ＣＲ厚、ミル間２本待機可能圧延長を満たさない場合、あるいは最終サインがある場合には（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、一連の材源圧延材についての工程パターン作成処理は終了する。
　圧延材ＳがＣＲ材の場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、粗圧延機２での圧延完了時の板厚がＣＲ厚を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１１）。粗圧延機２での圧延完了時の板厚がＣＲ厚を満たす場合には（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、ＣＲ温度を満たすための２台の冷却装置（３１，３２）での冷却時間を算出し（ステップＳ１１２）、仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ１１３）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、粗圧延、××秒）、（２、冷却装置３１での冷却、××秒）、（３、冷却装置３２での冷却、××秒）、（４、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ１１４）。その後、パターン作成部１０３は、ステップＳ１０５の処理に進める。
　ステップＳ１１１で粗圧延機２での圧延完了時の板厚がＣＲ厚を満たさない場合には（ステップＳ１１１，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４でＣＲ厚を満たすまで圧延すると、圧延完了時の圧延材Ｓの温度がＣＲ温度を満たすか否かを判定する（ステップＳ１２１）。仕上圧延機４での圧延完了時の圧延材Ｓの温度がＣＲ温度を満たす場合には（ステップＳ１２１，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、ＣＲ温度を満たすための２台の冷却装置（３１，３２）での冷却時間を算出し（ステップＳ１２２）、仕上圧延機４の占有時間を算出する（ステップＳ１２３）。そして、パターン作成部１０３は、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、粗圧延、××秒）、（２、冷却装置３１での冷却、××秒）、（３、冷却装置３２での冷却、××秒）、（４、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ１２４）。その後、パターン作成部１０３は、ステップＳ１０５の処理に進める。
　ステップＳ１２１で仕上圧延機４での圧延完了時の圧延材Ｓの温度がＣＲ温度を満たさない場合には（ステップＳ１２１，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４で圧延中にＣＲ温度およびＣＲ厚を満たすための２台の冷却装置（３１，３２）での冷却時間を算出し（ステップＳ１３１）、可能解があるか否かを判定する（ステップＳ１３２）。可能解がある場合には（ステップＳ１３２，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、算出された条件のもとで仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ１３３）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、粗圧延、××秒）、（２、冷却装置３１での冷却、××秒）、（３、冷却装置３２での冷却、××秒）、（４、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ１３４）。
　次に、パターン作成部１０３は、ＣＲ厚を満たすまでの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ１３５）、仕上圧延機４で圧延中にＣＲ温度を満たすための２台の冷却装置（３１，３２）での冷却時間を算出し（ステップＳ１３６）、ＣＲ厚から製品厚になるまでの仕上圧延機４の占有時間を算出する（ステップＳ１３７）。そして、パターン作成部１０３は、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、粗圧延、××秒）、（２、仕上圧延、××秒）、（３、冷却装置３２での冷却、××秒）、（４、冷却装置３２での冷却、××秒）、（５、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ１３８）。なお、ステップＳ１３２で可能解がない場合にも（ステップＳ１３２，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、ステップＳ１３５に処理を進める。
　続いて、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４で圧延中にＣＲ温度を満たすための空冷による仕上ミル後面テーブル５での冷却時間を算出し（ステップＳ１３９）、可能解があるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。可能解がない場合には（ステップＳ１４０，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、ステップＳ１０５の処理に進める。
　ステップＳ１４０で可能解がある場合には（ステップＳ１４０，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、算出された条件のもとでＣＲ厚から製品厚になるまでの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ１４１）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、粗圧延、××秒）、（２、仕上圧延、××秒）、（３、仕上ミル後面テーブルでの待機、××秒）、（４、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ１４２）。その後、パターン作成部１０３は、ステップＳ１０５の処理に進める。
　図１６は、仕掛中圧延材が粗圧延機２での工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。図１６に示すように、圧延材Ｓが仕掛中圧延材であって粗圧延機２での工程が未完了である場合に、パターン作成部１０３は、まず、粗圧延機２での工程の実績の開始時間から現在時刻までの時間（既圧延時間）を算出する（ステップＳ２０１）。
　次に、パターン作成部１０３は、粗圧延機２での工程の予定が確定しているか否かを判定し（ステップＳ２０２）、確定していない場合には（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、粗圧延機２での幅出し圧延工程が完了しているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。幅出し圧延工程が完了していない場合には（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、粗圧延機２での圧延のパス数の実績値をパス数として設定し、パス数にもとづいて占有時間を算出し、（算出された占有時間－既圧延時間）を占有時間として設定するとともに、パターンＩＤに初期値０を設定する（ステップＳ２０４）。その後、パターン作成１０３は、材源圧延材についての工程パターン作成処理手順（図１５参照）のステップＳ１０２に処理を進める。
　ステップＳ２０２の処理で粗圧延機２での工程の予定が確定している場合には（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、最終パス数をパス数として設定するとともに最終サインを設定する。また、パターン作成部１０３は、パス数にもとづいて占有時間を算出し、（算出された占有時間－既圧延時間）を占有時間として設定するとともに、パターンＩＤに初期値０を設定する（ステップＳ２１１）。その後、パターン作成１０３は、材源圧延材についての工程パターン作成処理手順（図１５参照）のステップＳ１０２に処理を進める。
　ステップＳ２０３の処理で幅出し圧延工程が完了している場合には（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、粗圧延機２での幅出し圧延工程の完了時までの占有時間とパス数とを算出する。パターン作成部１０３は、算出されたパス数をパス数として設定し、（算出された占有時間－既圧延時間）を占有時間として設定するとともに、パターンＩＤに初期値０を設定する（ステップＳ２２１）。その後、パターン作成１０３は、材源圧延材についての工程パターン作成処理手順（図１５参照）のステップＳ１０２に処理を進める。
　図１７は、仕掛中圧延材が冷却装置３での工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。図１７に示すように、圧延材Ｓが仕掛中圧延材であって冷却装置３での工程が未完了である場合には、パターン作成部１０３は、まず、現在時刻から冷却工程あるいは待機工程の工程終了予定時刻までの時間（冷却占有時間）を占有時間として算出するとともに、パターンＩＤを初期値０に設定する（ステップＳ３０１）。
　圧延材ＳがＣＲ材ではない場合には（ステップＳ３０２，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ３０３）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、冷却装置３１での冷却、××秒）、（２、冷却装置３２での冷却、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ３０４）、一連の冷却装置３での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　圧延材ＳがＣＲ材である場合には（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、冷却完了時の板厚がＣＲ厚を満たすか否かを判定する（ステップＳ３１１）。冷却完了時の板厚がＣＲ厚を満たす場合には（ステップＳ３１１，Ｙｅｓ）、冷却完了時の温度がＣＲ温度を満たすか否かを判定する（ステップＳ３１２）。冷却完了時の温度がＣＲ温度を満たす場合は（ステップＳ３１２，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ３１３）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、冷却装置３１での冷却、××秒）、（２、冷却装置３２での冷却、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ３１４）、一連の冷却装置３での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　ステップＳ３１２で冷却完了時の温度がＣＲ温度を満たさない場合（ステップＳ３１２，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、冷却完了時の温度がＣＲ温度以上の場合には（ステップＳ３２１，Ｎｏ）、ＣＲ温度を満たすまで冷却時間を延長し（ステップＳ３２３）、仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ３２４）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、冷却装置３１での冷却、××秒）、（２、冷却装置３２での冷却、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ３２５）、一連の冷却装置３での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。なお、ステップＳ３２１の処理で冷却完了時の温度がＣＲ温度より低い場合には（ステップＳ３２１，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、エラー表示を出力して（ステップＳ３２２）、一連の冷却装置３での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　ステップＳ３１１の処理で冷却完了時の板厚がＣＲ厚を満たさない場合には（ステップＳ３１１，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４でＣＲ厚を満たすまで圧延すると、圧延完了時の圧延材Ｓの温度がＣＲ温度を満たすか否かを判定する（ステップＳ３３１）。仕上圧延機４での圧延完了時の圧延材Ｓの温度がＣＲ温度を満たす場合には（ステップＳ３３１，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ３３２）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、冷却装置３１での冷却、××秒）、（２、冷却装置３２での冷却、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ３３３）、一連の冷却装置３での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　仕上圧延機４での圧延完了時の圧延材Ｓの温度がＣＲ温度を満たさない場合には（ステップＳ３３１，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４で圧延中にＣＲ温度およびＣＲ厚を満たすための２台の冷却装置（３１，３２）での冷却時間を再度算出し（ステップＳ３４１）、可能解があるか否かを判定する（ステップＳ３４２）。可能解がある場合には（ステップＳ３４２，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、算出された条件のもとで仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ３４３）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、冷却装置３１での冷却、××秒）、（２、冷却装置３２での冷却、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ３４４）。
　次に、パターン作成部１０３は、ＣＲ厚を満たすまでの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ３４５）、仕上圧延機４で圧延中にＣＲ温度を満たすための２台の冷却装置（３１，３２）での冷却時間を算出し（ステップＳ３４６）、ＣＲ厚から製品厚になるまでの仕上圧延機４の占有時間を算出する（ステップＳ３４７）。そして、パターン作成部１０３は、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、冷却装置３１での冷却、××秒）、（２、冷却装置３２での冷却、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）、（４、冷却装置３１での冷却、××秒）、（５、冷却装置３２での冷却、××秒）、（６、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ３４８）。なお、ステップＳ３４２で可能解がない場合にも（ステップＳ３４２，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、ステップＳ３４５に処理を進める。
　続いて、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４で圧延中にＣＲ温度を満たすための空冷による仕上ミル後面テーブル５での冷却時間を算出し（ステップＳ３４９）、可能解があるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。可能解がない場合には（ステップＳ３５０，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、一連の冷却装置３での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　ステップＳ３５０の処理で可能解がある場合には（ステップＳ３５０，Ｙｅｓ）、算出された条件のもとでＣＲ厚から製品厚になるまでの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ３５１）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、冷却装置３１での冷却、××秒）、（２、冷却装置３２での冷却、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）、（４、仕上ミル後面テーブルでの待機、××秒）、（５、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ３５２）、一連の冷却装置３での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　図１８は、仕掛中圧延材が仕上圧延機４での工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。図１８に示すように、圧延材Ｓが仕掛中圧延材であって仕上圧延機４での工程が未完了である場合に、パターン作成部１０３は、まず、現在時刻から仕上圧延工程の工程終了予定時刻までの時間を占有時間として算出するとともに、パターンＩＤを初期値０に設定する（ステップＳ４０１）。
　仕上圧延工程の予定が確定している場合には（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、パターン生成部１０３は、冷却装置（３１，３２）での冷却工程の予定があれば（ステップＳ４０３，Ｙｅｓ）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）、（２、冷却装置３１での冷却、××秒）、（３、冷却装置３２での冷却、××秒）、（４、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ４０４）、一連の仕上圧延機４での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　ステップＳ４０３の処理で冷却装置（３１，３２）での冷却工程の予定がなく（ステップＳ４０３，Ｎｏ）、仕上ミル後面テーブル５での待機工程の予定がある場合には（ステップＳ４０５，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）、（２、仕上ミル後面テーブルでの待機、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ４０６）、一連の仕上圧延機４での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　ステップＳ４０５の処理で仕上ミル後面テーブル５での待機工程の予定がない場合には（ステップＳ４０５，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ４０７）、一連の仕上圧延機４での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　仕上圧延工程の予定が確定していない場合には（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、冷却装置（３１，３２）での冷却や仕上ミル後面テーブル５での待機の予定がなければ（ステップＳ４１１，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ４１２）、一連の仕上圧延機４での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　ステップＳ４１１の処理で冷却装置（３１，３２）での冷却や仕上ミル後面テーブル５での待機の予定があれば（ステップＳ４１１，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、現在時刻から仕上圧延工程の既定の工程中断予定時刻までの時間を占有時間として算出する（ステップＳ４２１）。ここで工程中断予定時刻は、圧延材ＳがＣＲ材の場合にはＣＲ厚を満たすまでの時間として算出される。
　圧延材ＳがＣＲ材ではない場合には（ステップＳ４２２，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、既定の冷却装置３による冷却時間を含めた、工程中断予定時刻から製品厚までの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ４２３）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）、（２、冷却装置３１での冷却、××秒）、（３、冷却装置３２での冷却、××秒）、（４、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ４２４）。
　続いて、パターン作成部１０３は、既定の空冷による冷却（待機）時間を含めた、工程中断予定時刻から製品厚までの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ４２５）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）、（２、仕上ミル後面テーブルでの待機、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ４２６）、一連の仕上圧延機４での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　圧延材ＳがＣＲ材である場合には（ステップＳ４２２，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４での圧延中断後にＣＲ温度を満たすための冷却装置（３１，３２）での冷却時間を算出し（ステップＳ４３１）、製品厚までの残りの仕上圧延機４の占有時間を算出する（ステップＳ４３２）。そして、パターン作成部１０３は、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）、（２、冷却装置３１での冷却、××秒）、（３、冷却装置３２での冷却、××秒）、（４、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納する（ステップＳ４３３）。
　続いて、パターン作成部１０３は、仕上圧延機４での圧延中断後にＣＲ温度を満たすための空冷による仕上ミル後面テーブル５での冷却（待機）時間を算出し（ステップＳ４３４）、可能解があるか否かを判定する（ステップＳ４３５）。可能解がない場合には（ステップＳ４３５，Ｎｏ）、パターン作成部１０３は、一連の仕上圧延機４での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　ステップＳ４３５の処理で可能解がある場合には（ステップＳ４３５，Ｙｅｓ）、パターン作成部１０３は、製品厚までの残りの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ４３６）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上圧延、××秒）、（２、仕上ミル後面テーブルでの待機、××秒）、（３、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ４３７）、一連の仕上圧延機４での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
　図１９は、仕掛中圧延材が仕上ミル後面テーブル５での工程が未完了である場合の仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理手順を示すフローチャートである。図１９に示すように、圧延材Ｓが仕掛中圧延材であって仕上ミル後面テーブル５での工程が未完了である場合に、パターン作成部１０３は、まず、現在時刻から仕上ミル後面テーブル５での待機工程の工程終了予定時刻までの時間を占有時間として算出するとともに、パターンＩＤを初期値０に設定する（ステップＳ５０１）。
　パターン作成部１０３は、製品厚までの残りの仕上圧延機４の占有時間を算出し（ステップＳ５０２）、パターンＩＤを１繰り上げるとともに、工程パターンとして（工程順、工程名、占有時間）＝（１、仕上ミル後面テーブルでの待機、××秒）、（２、仕上圧延、××秒）をパターンＤＢ１６に格納して（ステップＳ５０３）、一連の仕上ミル後面テーブル５での工程が未完了である仕掛中圧延材についての工程パターン作成処理を完了する。
［モード作成処理］
　上記ステップＳ３において各圧延材Ｓについて複数のモードを作成する処理（モード作成処理）について、図２０を参照して説明する。図２０は、モード作成処理手順を示すフローチャートである。図２０に示すように、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、パターンＤＢ１６から圧延材Ｓについての工程パターンを圧延材ＩＤごとに抽出する（ステップＳ６０１）。
　ここで、圧延材ＩＤをSlabID、パターンＩＤをPatternID、工程順をProcNo、Ｊｏｂの識別情報をJobID、Ｊｏｂのモードの識別情報をModeIDと表す。また、圧延材ＩＤがi、圧延材のもつＪｏｂの識別情報がj、Ｊｏｂのもつモードの識別情報がkの場合に、圧延材iのもつＪｏｂjのモードkを示すデータとして、Slab[i][j][k]を定義する。また、Slab[i][j][k].R[]は、圧延材iのＪｏｂjのモードkで占有されるＲｅｓｏｕｒｃｅと定義する。また、Slab[i][j][k].Timは、圧延材iのＪｏｂjのモードkで占有されるＲｅｓｏｕｒｃｅの占有時間と定義する。
　最適加熱炉抽出順作成部１０４は、取り出した工程パターンのデータを、パターンＩＤ（PatternID）を第１優先キー、工程順（ProcNo）を第２優先キーとして昇順にソートする（ステップＳ６０２）。また、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、初期値として、PatternID＝１、ProcNo＝１、JobID＝１、ModeID＝１を設定する（ステップＳ６０３）。
　次に、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、パターンＩＤが当該PatternIDの工程パターンについて、工程順（ProcNo）を参照する（ステップＳ６１０）。
　工程名＝粗圧延では（ステップＳ６１１，Ｙｅｓ）、粗圧延に関する制約条件を満たしている場合には（ステップＳ６１２，Ｙｅｓ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、次式（１）を設定し（ステップＳ６１３）、JobIDを１繰り上げるとともに（ステップＳ６１４）、当該PatternIDについて、全てのProcNoについて参照していない場合には（ステップＳ６１５，Ｎｏ）、ProcNoを１繰り上げて（ステップＳ６１６）、ステップＳ６１１の処理に戻る。なお、粗圧延に関する制約条件を満たしていない場合には（ステップＳ６１２，Ｎｏ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、後述するステップＳ６１９に処理を進める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　工程名＝冷却では（ステップＳ６１１，Ｎｏ、かつ、ステップＳ６２１，Ｙｅｓ）、冷却に関する制約条件を満たしている場合には（ステップＳ６２２，Ｙｅｓ）、２台の冷却装置（３１，３２）の間に圧延材Ｓを２本待機可能であれば（ステップＳ６２３，Ｙｅｓ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、次式（２）を設定し（ステップＳ６２４）、JobIDを１繰り上げるとともに（ステップＳ６１４）、当該PatternIDについて、全てのProcNoについて参照していない場合には（ステップＳ６１５，Ｎｏ）、ProcNoを１繰り上げて（ステップＳ６１６）、ステップＳ６１１の処理に戻る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ステップＳ６２３の処理にて２本待機可能でなければ（ステップＳ６２３，Ｎｏ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、次式（３）を設定する（ステップＳ６２５）。なお、式（３）において、CLRNとは２台の冷却装置とも確保するという意味である。そして、JobIDを１繰り上げるとともに（ステップＳ６１４）、当該PatternIDについて、全てのProcNoについて参照していない場合には（ステップＳ６１５，Ｎｏ）、ProcNoを１繰り上げて（ステップＳ６１６）、ステップＳ６１１の処理に戻る。なお、冷却に関する制約条件を満たしていない場合には（ステップＳ６２２，Ｎｏ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、後述するステップＳ６１９に処理を進める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　工程名＝仕上圧延では（ステップＳ６２１，Ｎｏ、かつ、ステップＳ６３１，Ｙｅｓ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、次式（４）を設定し（ステップＳ６３２）、JobIDを１繰り上げるとともに（ステップＳ６１４）、当該PatternIDについて、全てのProcNoについて参照していない場合には（ステップＳ６１５，Ｎｏ）、ProcNoを１繰り上げて（ステップＳ６１６）、ステップＳ６１１の処理に戻る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　工程名＝待機では（ステップＳ６３１，Ｎｏ、かつ、ステップＳ６４１，Ｙｅｓ）、仕上ミル後面テーブル５での待機に関する制約条件を満たしている場合には（ステップＳ６４２，Ｙｅｓ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、次式（５）を設定し（ステップＳ６４３）、JobIDを１繰り上げるとともに（ステップＳ６１４）、当該PatternIDについて、全てのProcNoについて参照していない場合には（ステップＳ６１５，Ｎｏ）、ProcNoを１繰り上げて（ステップＳ６１６）、ステップＳ６１１の処理に戻る。なお、待機に関する制約条件を満たしていない場合には（ステップＳ６４２，Ｎｏ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、後述するステップＳ６１９に処理を進める。また、ステップＳ６４１の処理にて工程名＝待機ではない場合には（ステップＳ６４１，Ｎｏ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、エラー表示を出力して（ステップＳ６４４）、後述するステップＳ６１９の処理に進める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ステップＳ６１５の処理にて当該PatternIDについて、全てのProcNoについて参照した場合には（ステップＳ６１５，Ｙｅｓ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、次式（６）を設定する（ステップＳ６１７）。ここで、Ｊｏｂの残りがある場合、残りのＪｏｂにはＴｉｍ＝０のＤＭＹを割り付けるモードを定義する。そして、ModeIDを１繰り上げるとともに（ステップＳ６１８）、全てのPatternIDについて参照していない場合には（ステップＳ６１９，Ｎｏ）、PatternIDを１繰り上げ、ProcNo＝１、JobID=１を設定し（ステップＳ６２０）、ステップＳ６１０の処理に戻る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ステップＳ６１９の処理にて、全てのPatternIDについて参照した場合は（ステップＳ６１９，Ｙｅｓ）、最適加熱炉抽出順作成部１０４は、一連のモード作成処理を完了する。
［制約条件］
　上記ステップＳ４の処理で適用される制約条件について説明する。
［Ｊｏｂの先行制約］
　全ての圧延材の全Ｊｏｂについて、以下の式（７）で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、Slab[i][j][].StartTimeは、圧延材（圧延材ＩＤ＝i）のＪｏｂ（JobID＝j）の開始時刻を示し、Slab[i][j][].EndTimeは、圧延材（圧延材ＩＤ＝i）のＪｏｂ（JobID＝j）の終了時刻を示す。ここで、Ｊｏｂの先行制約は、選択されるモードには依存しないため、式（７）にモードｋについて記載がないが、任意のモードに対して式（７）の関係が成立することを要求するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
［仕掛中圧延材の先行制約］
　仕掛中圧延材は順序を変更できないために加熱炉から抽出された順序を維持することから、加熱炉１から抽出された仕掛中圧延材の最初のＪｏｂ（JobID＝1）について、以下の式（８）で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、C_order[II]（II＝1,2,3,・・・,NN、NNは抽出済みの圧延材本数）には、加熱炉抽出順が早い順に圧延材ＩＤが格納される。ここで、Slab[C_order[II]][1][].StartTimeは、C_order[II]番目に抽出された圧延材の１番目のＪｏｂの開始時刻を示し、Slab[C_order[II]][1][].EndTimeは、C_order[II]番目に抽出された圧延材の１番目のＪｏｂの終了時刻を示す。ここで、仕掛中圧延材の先行制約は、選択されるモードには依存しないため、式（８）にモードｋについて記載がないが、任意のモードに対して式（８）の関係が成立することを要求するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　仕掛中圧延材は材源圧延材より先行することから、以下の式（９）で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、Slab[II][1][].EndTimeは、抽出済み圧延材IIの１番目のＪｏｂの終了時刻を示し、Slab[i][1][].StartTimeは材源圧延材iの１番目のＪｏｂの開始時刻を示す。ここで、仕掛中圧延材の先行制約は、選択されるモードには依存しないため、式（９）にモードｋについて記載がないが、任意のモードに対して式（９）の関係が成立することを要求するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
［材源圧延材の加熱炉抽出順制約］
　加熱炉から抽出する順序を入れ替えることができない材源圧延材の組み合わせ（圧延材仕様データに含まれる加熱炉位置および加熱炉抽出可否サインを参照して作成される）について、以下の式（１０）で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、材源圧延材nnより先に抽出できない材源圧延材の圧延材ＩＤをmmとすると、Slab[mm][1][].EndTimeは、材源圧延材mmの１番目のＪｏｂの終了時刻を示し、Slab[nn][1][].StartTimeは、材源圧延材nnの１番目のＪｏｂの開始時刻を示す。ここで、材源圧延材の加熱炉抽出順制約は、選択されるモードには依存しないため、式（１０）にモードｋについて記載がないが、任意のモードに対して式（１０）の関係が成立することを要求するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
［モードの選択条件制約］
　同一圧延材で選ばれるモードの識別情報（ModeID）は、異なるＪｏｂについても同一であることから、次式（１１）で与えられる制約条件が成立することが必要である。ここで、Mode(Slab[i][][k])は、Slab[i]の全てのＪｏｂにおいて、同一のモードkが選択されることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
［目的関数］
　上記ステップＳ４の処理でモードの組み合わせを最適化する際の目的関数について説明する。最適加熱炉抽出順作成部１０４は、以下の式（１２）で与えられる総圧延時間を目的関数として設定し、この目的関数（総圧延時間）が最短となるモードの組み合わせを最適解として選定する。ここで、first_slabは順序が最初の圧延材の圧延材ＩＤ、first_modeは最初の圧延材の１番目のＪｏｂで選ばれたモードのモードＩＤ、last_slabは順序が最終の圧延材の圧延材ＩＤ、last_jobはlast_slabの最終ＪｏｂのJobID、last_modeはlast_jobにおいて選ばれたモードのモードＩＤとする。この場合、Slab[last_slab][last_job][last_mode].EndTimeは、順序が最終の圧延材の最終Ｊｏｂの終了時刻を示し、Slab[first_slab][1][first_mode].StartTimeは、順序が最初の圧延材の1番目のＪｏｂの開始時刻を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　また、ステップＳ３の処理において、圧延材Ｓの品質評価を加味した最適解を選定することも出来る。その場合には、評価値としてSlab[i][j][k].ModeValueを用意し、図２０のＳ６１９の手前で、例えば、実操業などから得られた品質上望ましい粗圧延終了時の板厚、板温度等を入力部１０１を介してパラメータＤＢ１５に格納しておき、これらを含むモードに対しては０以下の数値を与え、それ以外のモードに対しては０より大きな値を定義するステップを加え、評価値を上記目的関数に加味する。例えば、以下の式（１３）で与えられるように、上記式（１２）に各モードの所定の重み係数を掛け合わせて各モードの組み合わせの目的関数を算出し、この目的関数が最小となるモードの組み合わせを最適解として選定する。この重み係数は、入力部１０１を介してパラメータＤＢ１５に予め格納しておけばよい。ここで、Ｗ（０＜＝Ｗ＜＝１）は、それぞれの評価値に掛け合わされる重み係数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　以上のように選定されたモードの組み合わせに基づいて、加熱炉抽出順作成装置１００は、圧延材Ｓの加熱炉抽出時刻、通過工程の各工程の占有時間を決定することにより、加熱炉抽出順や抽出時刻を考慮した通過工程スケジュールを作成する。
　以上のように定式化することにより、加熱炉抽出順や抽出時刻を考慮した通過工程スケジュールは、マルチモード・ＲＣＰＳＰ問題として、ＩＢＭ　ＩＬＯＧ　Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ、数理システム社製Ｎｕｏｐｔ、ＬｏｇＯｐｔ社製ＯｐｔＳｅｑ等の市販の汎用のＲＣＰＳＰソルバを活用して解くことができる。
　以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である加熱炉抽出順作成処理によれば、パターン作成部１０３が、圧延材Ｓごとに通過工程の各工程と当該工程の設備の占有時間とを組み合わせた工程パターンを複数作成し、最適加熱炉抽出順作成部１０４が、圧延材ごとに通過工程の各工程ごとに１つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモードを作成し、製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となるモードの組み合わせを選定することにより、圧延ラインの上流に配設された複数の加熱炉からの圧延材Ｓの抽出順や抽出時刻を考慮しつつ下流の粗圧延機２や仕上圧延機４での圧延スケジュール（通過工程スケジュール）を作成する。これにより、熱間圧延により製造される厚鋼板の圧延能率の向上と製品品質条件の充足とを両立させて製造能率を向上させることができる。
　なお、上記実施例において、最適化とは、総圧延時間が最短となることとしているが、製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、所定範囲で選択することとしてもよい。
　以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。
　以上のように、本発明に係る加熱炉抽出順作成装置、加熱炉抽出順作成方法及び鋼板の製造方法は、複数の加熱炉と粗圧延機と仕上圧延機とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する処理に適している。
　１　加熱炉
　２　粗圧延機
　３　冷却装置
　４　仕上圧延機
　５　仕上ミル後面テーブル
　Ｓ　圧延材
　１０　加熱炉抽出順作成システム
　１１　仕掛中圧延材データベース（ＤＢ）
　１２　圧延材仕様データベース（ＤＢ）
　１３　仕様コードマスタデータベース（ＤＢ）
　１４　設備制約マスタデータベース（ＤＢ）
　１５　パラメータデータベース（ＤＢ）
　１６　パターンデータベース（ＤＢ）
　１００　加熱炉抽出順作成装置
　１０１　入力部
　１０２　データ読込部
　１０３　パターン作成部
　１０４　最適加熱炉抽出順作成部
　１０５　出力部

Claims (8)

  1. 　複数の加熱炉と少なくとも粗圧延機と仕上圧延機とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉内スラブの抽出順と圧延スケジュールとを作成する加熱炉抽出順作成装置であって、
    　圧延材ごとに通過工程の各工程と当該工程に用いられる設備の占有時間とを組み合わせた工程パターンを複数作成する工程パターン作成手段と、
    　圧延材ごとに通過工程の各工程について１つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモードを作成するモード作成手段と、
    　製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となる圧延材のモードの組み合わせを選定し、選定された圧延材のモードの組み合わせに基づいて圧延材の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する最適加熱炉抽出順作成手段と、
    　を備えることを特徴とする加熱炉抽出順作成装置。
  2. 　前記最適加熱炉抽出順作成手段は、総圧延時間に圧延材の製品品質に関する評価を加味した目的関数を最小とする圧延材のモードの組み合わせを選定することを特徴とする請求項１に記載の加熱炉抽出順作成装置。
  3. 　前記最適加熱炉抽出順作成手段は、圧延材の製品品質に関する評価を所定の重み係数として、目的関数に掛け合わせることを特徴とする請求項２に記載の加熱炉抽出順作成装置。
  4. 　複数の加熱炉と少なくとも粗圧延機と仕上圧延機とを有する鋼板の圧延ラインでの鋼板の加熱炉内スラブの抽出順と圧延スケジュールとを作成する加熱炉抽出順作成方法であって、
    　圧延材ごとに通過工程の各工程と当該工程で用いられる設備の占有時間とを組み合わせた工程パターンを複数作成する工程パターン作成ステップと、
    　圧延材ごとに通過工程の各工程について１つずつ選択した工程パターンを組み合わせてモードを作成するモード作成ステップと、
    　圧延材の製品品質上の制約条件と設備の制約条件とに基づいて、総圧延時間が最短となる圧延材のモードの組み合わせを選定し、選定された圧延材のモードの組み合わせに基づいて圧延材の加熱炉抽出順と圧延スケジュールとを作成する最適加熱炉抽出順作成ステップと、
    　を含むことを特徴とする加熱炉抽出順作成方法。
  5. 　前記最適加熱炉抽出順作成ステップは、総圧延時間に圧延材の製品品質に関する評価を加味した目的関数を最小とする圧延材のモードの組み合わせを選定することを特徴とする請求項４に記載の加熱炉抽出順作成方法。
  6. 　前記最適加熱炉抽出順作成ステップは、圧延材の製品品質に関する評価を所定の重み係数として、目的関数に掛け合わせることを特徴とする請求項５に記載の加熱炉抽出順作方法。
  7. 　前記請求項１に記載の加熱炉抽出順作成装置によって決定された加熱炉抽出順に基づいて鋼板を製造する鋼板の製造方法。
  8. 　前記請求項４に記載の加熱炉抽出順作成方法によって決定された加熱炉抽出順に基づいて鋼板を製造する鋼板の製造方法。
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