JP7817544B2 - Planning device, planning program, and planning method - Google Patents
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Description
本発明は、計画作成装置、計画作成プログラムおよび計画作成方法に関する。 The present invention relates to a planning device, a planning program, and a planning method.
形鋼等の鋼材の製造工程は、一般に、圧延工程と、切断工程と、を有する。圧延工程は、ローラを用いて加熱したスラブを長手方向に伸ばし、半製品(以下、鋼片)を成形する工程である。切断工程は、圧延工程で成形された鋼片から短い板状の最終製品(以下、形鋼)を複数切り出す工程である。鋼材の製造は、顧客毎に注文内容の異なる受注生産方式で行われる。一方、製造コストを下げるためには、一度に製造する形鋼の数を多くする必要がある。このため、各鋼片から、どの種類の形鋼をどのくらいの数だけ切り出すかを定めた計画(以下、製造計画)を適切に立てておくことが重要となる。 The manufacturing process for steel materials such as structural steel generally involves a rolling process and a cutting process. The rolling process involves using rollers to stretch a heated slab longitudinally, forming a semi-finished product (hereafter referred to as a billet). The cutting process involves cutting out multiple short, plate-shaped final products (hereafter referred to as structural steel) from the billet formed in the rolling process. Steel is manufactured using a made-to-order production method, where each customer's order is unique. Meanwhile, to reduce manufacturing costs, it is necessary to increase the number of structural steel pieces produced at one time. For this reason, it is important to properly develop a plan (hereafter referred to as a manufacturing plan) that determines how many of each type of structural steel will be cut from each billet.
この製造計画は、製造する形鋼の種類がある程度多く(例えば10種類程度に)なると、計画担当者(人)の手で行うのが困難となる。そこで、従来、計画担当者に代わって機械が製造計画を作成するための各種技術が提案されている。例えば特許文献1には、鋼板製品の注文情報に基づき作成した第一板取計画を素材鋼板に適用したときに、素材鋼板の有効長さが不足する場合であり、且つ第一板取計画における最も軽い鋼板製品の長さが不足する有効長さ以上の場合に、最も軽い鋼板製品を除外して、第二板取計画を作成する板取再作成工程を有する板取方法について記載されている。 This manufacturing plan becomes difficult for a human planner to create manually when the number of types of steel sections to be manufactured becomes large (for example, around 10 types). Therefore, various technologies have been proposed to allow machines to create manufacturing plans on behalf of planners. For example, Patent Document 1 describes a cutting method that includes a cutting re-creation process in which, when a first cutting plan created based on order information for steel plate products is applied to the base steel plate, if the effective length of the base steel plate is insufficient and the length of the lightest steel plate product in the first cutting plan is equal to or greater than the insufficient effective length, the lightest steel plate product is excluded and a second cutting plan is created.
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来の方法は、切断工程での屑量の最小化のみを目的としたものである。このため、上記特許文献1に記載された従来の技術を用いて製造計画を立てても、切断工程において、鋼片から計画通りの数の形鋼を切り出せないことが依然として起こり得る。このことの主な原因には、例えば鋼片を圧延するローラが圧延を繰り返す度に摩耗することで鋼片に加わる圧力が低下していき、複数の鋼片のうち終盤に成形される鋼片が計画通りの長さに伸びないこと等がある。一部の形鋼を計画通りに切り出すことができないと、もう1本余計に鋼片を製造する必要が生じるため、製造コストが増加してしまう。
本発明の一態様は、複数の鋼片から1種類以上の形鋼を切り出す際の製造計画の精度を高めることを目的とする。
However, the conventional method described in Patent Document 1 aims only to minimize the amount of scrap in the cutting process. Therefore, even if a production plan is made using the conventional technology described in Patent Document 1, it may still occur that the planned number of shaped steel pieces cannot be cut out from a billet in the cutting process. The main cause of this is, for example, that the rollers that roll the billet wear with each rolling cycle, causing the pressure applied to the billet to decrease, and the billet that is formed last among the multiple billets does not elongate to the planned length. If some shaped steel pieces cannot be cut out as planned, it becomes necessary to produce an extra billet, which increases production costs.
An object of one aspect of the present invention is to improve the accuracy of manufacturing planning when cutting out one or more types of shaped steel from a plurality of steel billets.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る計画作成装置は、複数の鋼片から1種類以上の鋼材を切り出す際の製造計画を作成する計画作成装置であって、前記鋼材の注文情報を取得する情報取得部と、前記鋼片および前記鋼材を製造する際の制約を示す制約条件を設定する条件設定部と、取得した前記注文情報および設定された前記制約条件に基づいて、各鋼片から切り出す前記鋼材の種類および数量を規定した取合せパターン、および前記取合せパターン毎の数量を含む前記製造計画を作成する計画作成部と、作成された前記製造計画を出力する出力部と、を備え、前記条件設定部が設定する前記制約条件には、圧延に用いるローラの状態と、前記状態を有する前記ローラを用いて製造される前記鋼片の形状との関係を規定した鋼片形状条件が含まれる。 In order to solve the above-mentioned problems, one aspect of the present invention provides a plan creation device that creates a manufacturing plan for cutting one or more types of steel from multiple steel billets, and includes: an information acquisition unit that acquires order information for the steel; a condition setting unit that sets constraint conditions that indicate constraints for manufacturing the steel billets and the steel billets; a plan creation unit that creates the manufacturing plan, including combination patterns that specify the types and quantities of the steel billets to be cut from each steel billet and the quantities for each combination pattern, based on the acquired order information and the set constraint conditions; and an output unit that outputs the created manufacturing plan, where the constraint conditions set by the condition setting unit include billet shape conditions that specify the relationship between the condition of the rollers used for rolling and the shape of the billets manufactured using the rollers having the said condition.
本発明の各態様に係る計画作成装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記計画作成装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより前記計画作成装置をコンピュータにて実現させる計画作成装置の計画作成プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The planning device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the planning program for the planning device, which causes the computer to operate as each unit (software element) of the planning device, thereby realizing the planning device on the computer, and the computer-readable recording medium on which the program is recorded, also fall within the scope of the present invention.
また、本発明の他の態様に係る計画作成方法は、複数の鋼片から1種類以上の鋼材を切り出す際の製造計画を作成する計画作成方法であって、前記鋼材の注文情報を取得するステップと、前記鋼片および前記鋼材を製造する際の制約を示す制約条件を設定するステップと、取得した前記注文情報および設定された前記制約条件に基づいて、各鋼片から切り出す前記鋼材の種類および数量を規定した取合せパターン、および前記取合せパターン毎の数量を含む前記製造計画を作成するステップと、作成された前記製造計画を出力するステップと、を有し、前記制約条件を設定するステップにおいて設定する前記制約条件には、圧延に用いるローラの状態と、前記状態を有する前記ローラを用いて製造される前記鋼片の形状との関係を規定した鋼片形状条件が含まれる。 A planning method according to another aspect of the present invention is a planning method for creating a manufacturing plan for cutting one or more types of steel from multiple steel billets, comprising the steps of: acquiring order information for the steel; setting constraint conditions indicating constraints for manufacturing the steel billets and the steel billets; creating the manufacturing plan including combination patterns that specify the types and quantities of the steel billets to be cut from each steel billet and the quantities for each combination pattern based on the acquired order information and the set constraint conditions; and outputting the created manufacturing plan, wherein the constraint conditions set in the step of setting constraint conditions include billet shape conditions that specify the relationship between the condition of the rollers used for rolling and the shape of the billets manufactured using the rollers having the said condition.
本発明の一態様によれば、複数の鋼片から1種類以上の形鋼を切り出す際の製造計画の精度を高めることができる。 One aspect of the present invention can improve the accuracy of manufacturing plans when cutting one or more types of structural steel from multiple steel billets.
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。 One embodiment of the present invention is described in detail below.
[計画作成装置]
まず、本発明の一の態様である計画作成装置100の一実施形態について、詳細に説明する。図1は形鋼の製造工程の一部を示す図である。図2は計画作成装置100が作成する製造計画の概要を示す図である。図3は計画作成装置100の機能的構成を示すブロック図である。図4は計画作成装置100が取得する過去の製造実績を示すグラフ、および同計画作成装置100が算出する累積本数と鋼片の長さとの関係を示すグラフである。図5は計画作成装置100の一部動作を示す図である。なお、ここでは、形鋼を製造する場合を例に説明するが、本発明は、形鋼以外の鋼材を製造する場合に適用してもよい。
[Planning device]
First, an embodiment of a planning device 100, which is one aspect of the present invention, will be described in detail. FIG. 1 is a diagram illustrating a portion of a manufacturing process for structural steel. FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of a manufacturing plan created by the planning device 100. FIG. 3 is a block diagram illustrating the functional configuration of the planning device 100. FIG. 4 is a graph illustrating past manufacturing results acquired by the planning device 100, and a graph illustrating the relationship between the cumulative number of billets and the length of the billets calculated by the planning device 100. FIG. 5 is a diagram illustrating a portion of the operation of the planning device 100. Note that, although the manufacturing of structural steel will be described as an example here, the present invention may also be applied to the manufacturing of steel materials other than structural steel.
計画作成装置100は、複数の鋼片から1種類以上の形鋼を切り出す際の製造計画を作成するためのものである。本実施形態に係る計画作成装置100は、複数の鋼片から長さの異なる複数種類の形鋼Sa,Sb,Sc・・を切り出す際の製造計画を作成するためのものである。鋼片は、スラブ等の鋳片といった圧延対象を圧延したものである。形鋼以外の鋼材を切り出す場合、鋳片はブルームやビレットの場合もある。形鋼Sa,Sb,Sc・・の製造工程は、図1に示したように、圧延工程と、切断工程と、仕分け工程と、を有する。圧延工程は、ローラRを用いて加熱したスラブS0などの鋳片を長手方向に伸ばし、長い板状の鋼片Sを成形する工程である。切断工程は、圧延工程で成形された鋼片Sから短い板状の形鋼Sa,Sb,Sc・・を複数切り出す工程である。仕分け工程は、切断工程で切り出した形鋼Sa,Sb,Sc・・を、置場P1,P2・・PM(棚)に種類別に載置していく工程である。形鋼Sa,Sb,Sc・・の種類には、長さ及び断面形状(幅および高さの少なくとも一方)の少なくとも一方の相違も含まれる。 The planning device 100 is used to create a manufacturing plan for cutting one or more types of structural steel from multiple billets. The planning device 100 according to this embodiment is used to create a manufacturing plan for cutting multiple types of structural steel Sa, Sb, Sc, etc., of different lengths from multiple billets. A billet is a rolled object, such as a cast piece such as a slab. When cutting steel materials other than structural steel, the cast piece may be a bloom or a billet. As shown in FIG. 1 , the manufacturing process for structural steel Sa, Sb, Sc, etc. includes a rolling process, a cutting process, and a sorting process. The rolling process is a process in which a heated cast piece such as a slab S0 is stretched longitudinally using rollers R to form a long plate-shaped billet S. The cutting process is a process in which multiple short plate-shaped structural steel pieces Sa, Sb, Sc, etc. are cut from the billet S formed in the rolling process. The sorting process is a process in which the structural steels Sa, Sb, Sc... cut out in the cutting process are placed in storage areas P1 , P2 ... PM (shelves) by type. The types of structural steels Sa, Sb, Sc... include differences in at least one of length and cross-sectional shape (at least one of width and height).
製造計画は、計画対象となる注文を受けた全ての形鋼Sa,Sb,Sc・・を切り出すのに必要な鋼片Sの本数(総数)を決定する計画である。この製造計画では、図2に示したように、第一の数(例えば数百~数千)の形鋼Sa,Sb,Sc・・に対応する第一の数の仮想形鋼を、第一の数より少ない第二の数(例えば数十~数百)の取合せパターン群(取合せパターン1×採用数+取合せパターン2×採用数・・取合せパターンm×採用数)に集約することにより、取合せパターン毎に決定した採用数の合計となる必要な鋼片Sの本数を決定する。取合せパターンは、1つの鋼片から切り出す形鋼Sa,Sb,Sc・・の種類(長さ)、この種類の順序、および種類毎の各形鋼Sa,Sb,Sc・・の切り出し数である。この製造計画の作成においては、製造する際の種々の制約条件を満たしつつ、注文を受けた全ての形鋼Sa,Sb,Sc・・を切り出せるよう、各形鋼Sa,Sb,Sc・・の取合せパターン、および各取合せパターンの採用数(数量)の組み合わせを決定する。計画作成装置100は、図3に示したように、入力部1と、出力部2と、演算部3と、を備える。 The manufacturing plan determines the number (total number) of billets S required to cut all ordered structural steel Sa, Sb, Sc, etc. that are the subject of the plan. In this manufacturing plan, as shown in Figure 2, a first number of virtual structural steels corresponding to a first number (e.g., several hundred to several thousand) of structural steel Sa, Sb, Sc, etc. are aggregated into a second number (e.g., several tens to several hundred) of combination patterns (combination pattern 1 x number of adopted + combination pattern 2 x number of adopted... combination pattern m x number of adopted), which is smaller than the first number, to determine the number of billets S required, which is the sum of the numbers adopted determined for each combination pattern. The combination pattern determines the types (lengths) of structural steel Sa, Sb, Sc, etc. to be cut from one billet, the order of these types, and the number of each type of structural steel Sa, Sb, Sc, etc. to be cut. In creating this manufacturing plan, the combination of assortment patterns for each of the structural steels Sa, Sb, Sc, etc. and the number (quantity) of each assortment pattern to be used is determined so that all of the ordered structural steels Sa, Sb, Sc, etc. can be cut out while satisfying various constraints during manufacturing. As shown in Figure 3, the planning device 100 includes an input unit 1, an output unit 2, and a calculation unit 3.
〔入力部〕
入力部1は、他の装置からデータや信号を受信する通信モジュール、他の装置と接続される端子、記録媒体から情報を読み込むドライブ、ユーザが操作可能な操作機器の少なくともいずれかで構成されている。操作機器には、キーボード、マウスおよびタッチパネルの少なくともいずれかが含まれる。
[Input section]
The input unit 1 is composed of at least one of a communication module that receives data and signals from other devices, a terminal that connects to other devices, a drive that reads information from a recording medium, and an operating device that can be operated by a user. The operating device includes at least one of a keyboard, a mouse, and a touch panel.
〔出力部〕
出力部2は、他の装置(表示装置等)へデータや信号を送信する通信モジュール、他の装置と接続される端子、記録媒体へ情報を書き込むドライブ、および画像を表示するディスプレイなどの表示装置の少なくともいずれかで構成されている。
[Output section]
The output unit 2 is composed of at least one of a communication module that transmits data and signals to other devices (such as display devices), a terminal that connects to other devices, a drive that writes information to a recording medium, and a display device such as a display that displays images.
〔演算部〕
演算部3は、情報取得部31と、算出部32と、条件設定部33と、計画作成部34と、出力制御部35と、を備える。
[Calculation section]
The calculation unit 3 includes an information acquisition unit 31 , a calculation unit 32 , a condition setting unit 33 , a plan creation unit 34 , and an output control unit 35 .
(情報取得部)
情報取得部31は、形鋼Sa,Sb,Sc・・の注文情報を取得する。本実施形態に係る情報取得部31は、入力部1を介して複数の注文情報を取得する。各注文情報には、下記表1に示したように、製造する形鋼Sa,Sb,Sc・・の長さと、製造する形鋼Sa,Sb,Sc・・の本数が含まれる。表1の注文ID「1」、「2」・・は、種類の異なる各形鋼の符号「Sa」、「Sb」・・に対応する(ただし、同一種類の複数の型鋼が一つの纏まりに集約されており、IDは各纏まりと対応している場合、または同一種類の型鋼に対し複数の注文先から注文を受けることを許容する場合)。また、各注文情報は、IDによって識別可能となっている。
(Information acquisition department)
The information acquisition unit 31 acquires order information for structural steels Sa, Sb, Sc, etc. The information acquisition unit 31 according to this embodiment acquires multiple pieces of order information via the input unit 1. As shown in Table 1 below, each piece of order information includes the length of the structural steels Sa, Sb, Sc, etc. to be manufactured and the number of structural steels Sa, Sb, Sc, etc. to be manufactured. The order IDs "1,""2," etc. in Table 1 correspond to the codes "Sa,""Sb," etc. for different types of structural steels (however, this applies when multiple structural steels of the same type are aggregated into one group and the IDs correspond to each group, or when orders for the same type of structural steel are accepted from multiple suppliers). Each piece of order information can be identified by the ID.
本実施形態に係る情報取得部31は、過去の製造実績も取得する。ローラRは、圧延の繰り返しに伴って摩耗するなど使用に伴って状態が変化するが、この情報取得部31が取得する過去の製造実績は、その時々の圧延時(使用時)のローラRの状態と、このローラRの状態で製造された鋼片Sの形状との関係を示す実績データである。具体的には、ローラRの状態を、ローラRに対する圧延の影響の初期状態からの累積を示すことが可能な、例えば製造した鋼片Sの累積本数Nなどとなる圧延累積指標で判定し、鋼片Sの形状を、例えば鋼片Sの長さや厚みなどとなる鋼片Sの形状指標で判定しても良い。上記のローラRの初期状態は、例えば、新品または交換してから所定回数以下しか使用されていない状態など、ローラRに摩耗が生じていないか、摩耗があったとしてもその影響が無視できるほど小さい状態である。上記の所定回数は、例えば後述する図4のNaであっても良い。 The information acquisition unit 31 according to this embodiment also acquires past production results. The condition of the roller R changes with use, such as wear due to repeated rolling. The past production results acquired by the information acquisition unit 31 are performance data showing the relationship between the state of the roller R at each rolling (use) and the shape of the billet S produced under that roller R condition. Specifically, the condition of the roller R may be determined by a rolling accumulation index, such as the cumulative number N of billets S produced, which can indicate the cumulative effect of rolling on the roller R from its initial state. The shape of the billet S may be determined by a shape index of the billet S, such as the length or thickness of the billet S. The initial state of the roller R is, for example, a state in which the roller R is not worn, or if there is any wear, the effect is negligible, such as when it is new or has been used a predetermined number of times or less since replacement. The predetermined number of times may be, for example, Na in Figure 4, which will be described later.
本実施形態では、情報取得部31は、初期状態から、ローラRを用いて製造される鋼片Sの累積本数Nと、累積本数Nに対応する鋼片Sの長さ(以下、鋼片長さL)との複数の組を、過去の製造実績として取得する。なお、情報取得部31は、過去の製造実績として、鋼片Sの累積本数Nと、当該累積本数目の鋼片Sを圧延する際の鋼片Sの長さあるいは厚みと初期状態のローラRの場合に想定される長さあるいは厚みとの差分(形状指標)と、の複数の組を取得するようになっていてもよい。 In this embodiment, the information acquisition unit 31 acquires, as past production results, multiple pairs of the cumulative number N of billets S produced using the roller R from the initial state and the length of the billet S corresponding to the cumulative number N (hereinafter referred to as the billet length L). Note that the information acquisition unit 31 may also acquire, as past production results, multiple pairs of the cumulative number N of billets S and the difference (shape index) between the length or thickness of the billet S when rolling the cumulative number of billets S and the length or thickness expected for the roller R in its initial state.
(算出部)
算出部32は、上記の過去の製造実績に基づいて、ローラRの状態と鋼片Sの形状との関係を算出する。より具体的には、上記の関係は、図4上図に示すように、累積本数Nと鋼片Sの鋼片長さLとの関係であってもよい。横軸を累積本数N、縦軸を鋼片長さLとするグラフに過去の製造実績をプロットすると、例えば図4上段に示したようなグラフ(関係)が得られる。なお、図4上段のグラフは、製造実績の複数のプロットに対して直線で近似したものであり、全体として折れ線で近似されている。このグラフからは、累積本数Nが一定数Naを超えた辺りから、鋼片長さLが減少する傾向を読み取ることができる。また、グラフからは、上記の一定数Na以降は、鋼片長さLの減少傾向が概ね一定である(ある傾きをもった直線で表現できる)ことを読み取ることができる。なお、上記の関係を示す近似線は、曲線で近似してもよい。
(Calculation unit)
The calculation unit 32 calculates the relationship between the state of the roller R and the shape of the billet S based on the above-mentioned past production results. More specifically, the above-mentioned relationship may be the relationship between the cumulative number N and the billet length L of the billet S, as shown in the upper diagram of FIG. 4. By plotting past production results on a graph with the cumulative number N on the horizontal axis and the billet length L on the vertical axis, a graph (relationship) such as that shown in the upper diagram of FIG. 4 is obtained. Note that the graph in the upper diagram of FIG. 4 is an approximation of multiple plots of production results with straight lines, and the entire graph is approximated by a broken line. From this graph, it is possible to read a tendency for the billet length L to decrease once the cumulative number N exceeds a certain number Na. It is also possible to read from the graph that the tendency for the billet length L to decrease is generally constant (can be represented by a straight line with a certain slope) after the certain number Na. Note that the approximation line showing the above-mentioned relationship may be approximated by a curve.
あるいは、図4下段に示したように、上記の関係を、グラフが階段状になる階段関数で近似してもよい。図4下図は、図4上図において、取り得る累積本数Nの範囲を複数に区分し、区分した範囲毎に対して鋼片の長さを規定して作成したものである。すなわち、複数の累積本数Nの範囲の境界を累積本数Ni(i=0、1、2、・・・)とし、この累積本数Niおよび各累積本数Niに対応する鋼片長さLiとした時に、想定する鋼片Sの長さが、実際の鋼片Sの長さよりも長くならないように、累積本数Niが第一本数N0以下では鋼片長さLiが第一長さL0、第一本数N0超では第一長さL0より短い第二長さL1となるよう(可視化した場合に階段状となるように)、長さを離散的に算出する。また、本実施形態に係る算出部32は、更に、累積本数Niが第一本数N0より多い第二本数N1超では第二長さL1より短い第三長さL2、第二本数N1より多い第三本数N2超では第三長さL2より短い第四長さL3となるよう、鋼片長さLiを離散的に算出する。 Alternatively, as shown in the lower part of Figure 4, the above relationship may be approximated by a step function that produces a stepped graph. The lower part of Figure 4 was created by dividing the range of possible cumulative numbers N in the upper part of Figure 4 into multiple ranges and specifying the length of billets for each divided range. That is, when the boundaries of the multiple ranges of cumulative numbers N are defined as cumulative numbers Ni (i = 0, 1, 2, ...), and this cumulative number Ni and the billet length Li corresponding to each cumulative number Ni are defined, the lengths are calculated discretely so that the assumed length of the billet S is not longer than the actual length of the billet S, and when the cumulative number Ni is equal to or less than a first number N0 , the billet length Li is a first length L0 , and when the cumulative number Ni exceeds the first number N0 , the billet length Li is a second length L1 shorter than the first length L0 (so that the graph appears stepped when visualized). Furthermore, the calculation unit 32 according to this embodiment further discretely calculates the billet length Li so that when the cumulative number Ni exceeds a second number N1 that is greater than the first number N0 , the billet length Li becomes a third length L2 that is shorter than the second length L1 , and when the cumulative number Ni exceeds a third number N2 that is greater than the second number N1 , the billet length Li becomes a fourth length L3 that is shorter than the third length L2.
累積本数Niと鋼片長さLiとの関係を図4下図のように階段状とすることで、よりユーザが直観的に理解しやすいシンプルなものとすることができる。その結果、ユーザは、累積本数Niと鋼片長さLiを管理(人の手による設定、変更を含む)しやすくなる。なお、ここでは、算出部32が4つの鋼片長さL0~L3を算出する場合を例に説明したが、算出部32は、また、2つまたは3つの鋼片長さL0~L3を算出するようになっていてもよいし、5つ以上の鋼片長さを算出するようになっていてもよい。上記情報取得部31が、他の装置から累積本数Niおよび鋼片長さLiを取得するよう構成されている場合、演算部3は、算出部32を備えていなくてもよい。 By making the relationship between the cumulative number N i and the billet length L i stepwise, as shown in the lower diagram of Figure 4, it is possible to simplify the relationship so that it is easier for the user to intuitively understand. As a result, the user can more easily manage the cumulative number N i and the billet length L i (including manual setting and changing). Note that while the calculation unit 32 calculates four billet lengths L 0 to L 3 in the example described above, the calculation unit 32 may also calculate two or three billet lengths L 0 to L 3 , or may calculate five or more billet lengths. If the information acquisition unit 31 is configured to acquire the cumulative number N i and the billet length L i from another device, the operation unit 3 does not need to include the calculation unit 32.
そして、算出部32は、上述したように算出したローラRの状態と鋼片Sの形状との関係を、次に説明する条件設定部33に出力することで、この関係を考慮した製造計画の作成が行われるようにする。 The calculation unit 32 then outputs the relationship between the state of the roller R and the shape of the steel billet S calculated as described above to the condition setting unit 33, which will be described next, so that a production plan can be created that takes this relationship into account.
なお、他の実施形態において、算出部32が過去の製造実績に基づく演算を行わない場合、情報取得部31は、過去の製造実績を取得しなくてもよい。また、その場合、情報取得部31は、他の装置から、当該他の装置が行った過去の製造実績に基づく演算結果(ローラRの状態と鋼片Sの形状との関係)を取得するよう構成されていてもよいし、経験などに基づいて作成された累積本数Nおよび鋼片長さLの関係を取得するよう構成されてもよい。このような場合には、計画作成装置100は、算出部32を備えていなくても良い。 In other embodiments, if the calculation unit 32 does not perform calculations based on past production results, the information acquisition unit 31 may not need to acquire past production results. In this case, the information acquisition unit 31 may be configured to acquire calculation results (the relationship between the state of the rollers R and the shape of the billet S) from another device based on the past production results of the other device, or may be configured to acquire the relationship between the cumulative number N and the billet length L created based on experience, etc. In such cases, the plan creation device 100 may not need to be equipped with the calculation unit 32.
ここで、上述したように、ローラRの状態と鋼片Sの形状との関係を求める理由について説明する。
ローラRは、圧延の繰り返しに伴って摩耗していくなど、使用に伴って状態が変化する。例えば、ローラRが摩耗すると、その分だけ、同じ圧力の設定に対する圧下力が減少するので、圧延後に得られた鋼片の長さは、初期状態のローラRを用いた場合に想定される長さ(想定長)よりも短くなり、厚みは想定よりも厚くなり得る。つまり、ローラRの状態が変化すると、ローラRによる圧延により製造される鋳片Sの形状は想定通りとならならず、許容範囲を逸脱する虞がある。
Here, the reason for determining the relationship between the state of the roller R and the shape of the billet S as described above will be explained.
The condition of the roller R changes with use, for example, as it wears with repeated rolling. For example, as the roller R wears, the rolling force for the same pressure setting decreases accordingly, so the length of the slab obtained after rolling may be shorter than the length (estimated length) expected when the roller R is used in its initial state, and the thickness may be thicker than expected. In other words, if the condition of the roller R changes, the shape of the slab S produced by rolling with the roller R may not be as expected, and may deviate from the allowable range.
一方、製造計画の作成にあたっては、鋳片などの母材を圧延して製造される鋼片Sの例えば長さなど形状(圧延後の母材の形状)を想定し、この想定された形状の鋳片Sを前提に、取合せパターンの種類および数量などを決定する。しかしながら、ローラRによる圧延によって製造された鋼片Sの実際の形状が、上述のように許容範囲を逸脱していた場合、実際の鋼片Sの長さが足りないというような状況になるために、製造できない形鋼が生じる場合がある。つまり、製造計画の作成を、鋼片の長さなどの形状が、初期状態のローラRによる製造で得られるものを前提に行うと、現実の鋼片Sの例えば長さが想定(期待)通りの長さになっていない場合には、作成した製造計画で定めた取合せパターン通りに形鋼を切り出すことができない可能性がある。 Meanwhile, when creating a production plan, the shape, such as length, of the billet S produced by rolling a base material such as a cast slab is assumed (the shape of the base material after rolling), and the type and quantity of the arrangement pattern are determined based on this assumed shape of the billet S. However, if the actual shape of the billet S produced by rolling with rollers R falls outside the tolerance range as described above, the actual billet S may not be long enough, resulting in shaped steel that cannot be produced. In other words, if a production plan is created based on the shape, such as the length, of the billet that will be obtained through production with rollers R in its initial state, and the actual billet S, for example, does not have the expected length, it may not be possible to cut out the shaped steel according to the arrangement pattern defined in the created production plan.
そこで、本発明者らは、製造実績から、ローラRの状態と鋼片Sの形状との関係を予め求めると共に、製造計画の作成においては、この関係を制約条件として用いることに思い至った。このようにすれば、製造計画の作成時に用いる鋼片Sの本数に応じて、鋼片Sの形状を規定できるようになるので、ローラの状態の変化に伴う鋼片Sの形状変化を考慮した製造計画の作成が可能となる。よって、上述したような、製造計画に従った場合に形鋼の切り出しができないという事態の発生防止を図ることが可能となる。
以下、製造計画の作成について、説明を続ける。
Therefore, the inventors came up with the idea of determining in advance the relationship between the state of the rollers R and the shape of the billet S from production results, and using this relationship as a constraint when creating a production plan. In this way, the shape of the billet S can be determined depending on the number of billets S used when creating a production plan, making it possible to create a production plan that takes into account changes in the shape of the billet S due to changes in the state of the rollers. This makes it possible to prevent the occurrence of a situation such as that described above in which section steel cannot be cut out when following a production plan.
The creation of a manufacturing plan will be explained below.
(条件設定部)
条件設定部33は、鋼片Sおよび形鋼Sa,Sb,Sc・・を製造する際の制約を示す制約条件を設定する。条件設定部33が設定する制約条件には、上述した鋼片Sの製造(圧延)に用いるローラRの状態と、この状態を有するローラを用いて製造される鋼片Sの形状との関係を規定した条件(以下、鋼片形状条件)が含まれる。本実施形態に係る鋼片形状条件は、ローラRによる初期状態からの鋼片Sの圧延累積指標(前述)と、鋼片Sの形状指標(前述)との関係を規定した条件である。より具体的には、鋼片形状条件は、ローラRが行う圧延の累積本数Nと、圧延される鋼片長さLと、の関係である(図4参照)。
(Condition setting section)
The condition setting unit 33 sets constraint conditions that indicate constraints when producing the billet S and shaped steel Sa, Sb, Sc, etc. The constraint conditions set by the condition setting unit 33 include conditions (hereinafter referred to as billet shape conditions) that define the relationship between the state of the rollers R used in producing (rolling) the billet S as described above and the shape of the billet S produced using rollers in this state. The billet shape conditions according to this embodiment are conditions that define the relationship between the cumulative rolling index (described above) of the billet S from its initial state by the rollers R and the shape index (described above) of the billet S. More specifically, the billet shape conditions are the relationship between the cumulative number N of billets rolled by the rollers R and the length L of the billet to be rolled (see FIG. 4 ).
また、本実施形態に係る条件設定部33が設定する制約条件には、鋼片から複数種類の形鋼を切り出す場合に、鋼片Sから切り出した形鋼Sa,Sb,Sc・・を種類毎に一時的に載置する各置場の数に関する置場条件が含まれる。一の置場P1,P2・・には、図1に示したように、同じ長さの形鋼Sa,Sb,Sc・・のみ載置することができる。すなわち、条件設定部33は、同時に仕分けることのできる(一本の鋼片Sから切り出すことのできる)形鋼Sa,Sb,Sc・・の種類はn種類まで、といった内容の置場条件を設定する。 Furthermore, the constraints set by the condition setting unit 33 according to this embodiment include a storage yard condition regarding the number of storage yard(s) in which the structural steels Sa, Sb, Sc... cut from the billet S are temporarily stored by type when multiple types of structural steel are cut from the billet S. As shown in FIG. 1, each storage yard P1 , P2 ... can store only structural steels Sa, Sb, Sc... of the same length. In other words, the condition setting unit 33 sets a storage yard condition such that the number of types of structural steels Sa, Sb, Sc... that can be sorted simultaneously (cut from one billet S) is limited to n.
なお、条件設定部33は、置場条件として、各置場P1,P2・・の容量(載置可能な形鋼Sa,Sb,Sc・・の本数)を更に設定するよう構成されていてもよい。また、条件設定部33は、鋼片形状条件、置場条件とは別に、その他条件を制約条件として設定するよう構成されていてもよい。その他条件には、圧延に関する条件(例えば圧下率)、並びに圧延および仕分け以外の作業(例えば切断)に関する条件の少なくとも一方が含まれる。また、条件設定部33は、一旦設定した制約条件(鋼片形状条件、置場条件およびその他条件の少なくともいずれか)を、例えばユーザにより入力部1等になされた操作に応じて修正できるよう構成されていてもよい。本実施形態では、上述の通り、鋼片形状条件および置場条件を用いているが、鋼片形状条件を用いずに置場条件を用いてもよい。 The condition setting unit 33 may be configured to further set the capacity of each storage yard P1 , P2 , etc. (the number of structural steel pieces Sa, Sb, Sc, etc. that can be placed therein) as a storage yard condition. The condition setting unit 33 may also be configured to set other conditions as constraint conditions in addition to the billet shape conditions and the storage yard conditions. The other conditions include at least one of conditions related to rolling (e.g., reduction ratio) and conditions related to operations other than rolling and sorting (e.g., cutting). The condition setting unit 33 may also be configured to modify the constraint conditions (at least one of the billet shape conditions, storage yard conditions, and other conditions) once set, for example, in response to an operation performed by a user on the input unit 1, etc. In this embodiment, the billet shape conditions and storage yard conditions are used as described above, but the storage yard conditions may also be used without using the billet shape conditions.
(計画作成部)
計画作成部34は、取得した注文情報および設定された制約条件に基づいて、製造計画を作成する。具体的には、計画作成部34は、各鋼片Sから切り出す鋼材の種類および数量を規定した取合せパターン、および取合せパターン毎の数量、を含む前記製造計画を作成する。計画作成部34は、取合せパターンおよびその数量に加えて、必要な鋼片Sの総数を含む製造計画を作成してもよい。本実施形態に係る計画作成部34は、数理最適化を用いて製造計画を作成する。数理最適化用いる場合、現実問題を数理モデルとして記述する必要がある。本実施形態に係る計画作成部34は、取合せパターンの候補(以下、候補パターン)を複数列挙し、列挙した候補パターンの中から、製造計画に採用する最適な候補パターンを選択する、という数理モデルを用いる。このため、本実施形態に係る計画作成部34は、図3に示したように、列挙部341と、選択部342と、を備える。
(Planning Department)
The plan creation unit 34 creates a manufacturing plan based on the acquired order information and the set constraints. Specifically, the plan creation unit 34 creates the manufacturing plan including combination patterns that specify the type and quantity of steel materials to be cut from each steel billet S, and the quantities for each combination pattern. The plan creation unit 34 may create a manufacturing plan that includes the total number of steel billets S required, in addition to the combination patterns and their quantities. The plan creation unit 34 according to this embodiment creates the manufacturing plan using mathematical optimization. When using mathematical optimization, it is necessary to describe a real-world problem as a mathematical model. The plan creation unit 34 according to this embodiment uses a mathematical model that lists multiple combination pattern candidates (hereinafter referred to as candidate patterns) and selects the optimal candidate pattern to be adopted in the manufacturing plan from the listed candidate patterns. For this reason, the plan creation unit 34 according to this embodiment includes an enumeration unit 341 and a selection unit 342, as shown in FIG. 3 .
・列挙部
列挙部341は、図5左側に示したように、候補パターンを複数列挙する。本実施形態に係る列挙部341は、条件設定部33が設定した制約条件を満たす全ての候補パターンを列挙する。上述したように、制約条件の中には鋼片形状条件が含まれる。このため、本実施形態に係る列挙部341は、最大長(初期状態のローラRで圧延された場合の想定長)の鋼片Sの候補パターンの他、鋼片Sの長さがLi(i=1,2,・・)の場合の候補パターンも列挙する。図5左側のマトリクスは、一の行が1つの候補パターンを表している。また、例えば、置場P1,P2・・の数Mが3つ(3種類まで同時仕分け可能)という置場条件が設定されている場合、列挙部341は、例えば、上から3番目の枠で囲まれた行に示したような候補パターン(パターンm)を挙げる。この候補パターンは、L1mの形鋼を3本、L3mの形鋼を5本、Lnmの形鋼を1本含めることを示している。また、ここで例示した候補パターンは、最大長L0mの鋼片Sに対応するものである。このため、切り出される形鋼の長さの合計長は、L1×3+L3×5+Ln×1=L0m(最大長)となっている。
Enumeration Unit The enumeration unit 341 enumerates multiple candidate patterns, as shown on the left side of FIG. 5 . The enumeration unit 341 according to this embodiment enumerates all candidate patterns that satisfy the constraints set by the condition setting unit 33. As described above, the constraints include the billet shape condition. Therefore, the enumeration unit 341 according to this embodiment enumerates candidate patterns for billet S with a maximum length (the expected length when rolled by the rollers R in the initial state) as well as candidate patterns for billet S with a length L i (i = 1, 2, ...). In the matrix on the left side of FIG. 5 , each row represents one candidate pattern. For example, if a storage location condition is set such that the number M of storage locations P 1 , P 2, ... is three (up to three types can be sorted simultaneously), the enumeration unit 341 lists, for example, a candidate pattern (pattern m) as shown in the third boxed row from the top. This candidate pattern indicates that it includes three structural steel pieces of L1 m, five structural steel pieces of L3 m, and one structural steel piece of Ln m. The candidate pattern shown as an example here corresponds to a billet S with a maximum length of L0 m. Therefore, the total length of the structural steel pieces to be cut out is L1 x 3 + L3 x 5 + Ln x 1 = L0 m (maximum length).
・選択部
選択部342は、図5右側に示したように、上記列挙部341が列挙した複数の候補パターンの中から、注文を受けた全ての形鋼Sa,Sb,Sc・・を切り出すことが可能な、取合せパターンおよび各取合せパターンの採用数を製造計画として決定する。本実施形態に係る選択部342は、上記条件設定部33が設定した制約条件を満たしつつ、形鋼Sa,Sb,Sc・・の切り出し元となる鋼片Sの総数、および製造計画に含まれる取合せパターンの総数ができるだけ少なくなるように決定する。
5, the selection unit 342 determines, as a production plan, combination patterns and the number of each combination pattern to be adopted that can extract all of the ordered structural steels Sa, Sb, Sc, ... from the plurality of candidate patterns enumerated by the enumeration unit 341. The selection unit 342 according to this embodiment determines the total number of billets S from which the structural steels Sa, Sb, Sc, ... are to be extracted and the total number of combination patterns included in the production plan so as to be as small as possible, while satisfying the constraint conditions set by the condition setting unit 33.
鋼片Sを圧延する際に、鋼片Sの先頭部と末尾部には、形鋼Sa,Sb,Sc・・として用いることができない(屑になる)部分がどうしても出来てしまう。また、一の鋼片Sが圧延されてから置場P1,P2・・に載置されるまでに要する時間は、鋼片Sの長さに関わらず概ね一定であることが分かっている。そこで、選択部342は、鋼片Sの総数を削減するような選択を行う。具体的には、選択部342は、個々の鋼片Sの長さができるだけ最大長になる、または最大長に近くなるような選択を行う。これにより、必要な鋼片の総数が減少し、先頭部および末尾部となる部分の数が少なくなる。その結果、屑量が削減され、歩留りを向上させることができる。また、全ての形鋼Sa,Sb,Sc・・を切り出すのに必要な時間が削減され、空いた時間を別の形鋼Sa,Sb,Sc・・の製造に回すことができるため、スループットが向上する。 When rolling a billet S, portions of the billet S that cannot be used as structural steel Sa, Sb, Sc, etc. (i.e., scrap) inevitably occur at the leading and trailing ends. It is also known that the time required for a billet S to be placed in a storage area P1 , P2 , etc. after being rolled is generally constant regardless of the length of the billet S. Therefore, the selection unit 342 performs selection to reduce the total number of billets S. Specifically, the selection unit 342 performs selection so that the length of each billet S is as close to or as close to the maximum length as possible. This reduces the total number of billets required, and the number of leading and trailing portions is reduced. As a result, the amount of scrap is reduced, and the yield can be improved. Furthermore, the time required to cut out all of the structural steel Sa, Sb, Sc, etc. is reduced, and the freed up time can be used to manufacture other structural steel Sa, Sb, Sc, etc., thereby improving throughput.
また、切断工程で切り出された複数の形鋼Sa,Sb,Sc・・は、置場P1,P2・・へ連続的に運ばれる。各置場P1,P2・・では、同じ長さの形鋼Sa,Sb,Sc・・を纏めて載置する必要がある。一方、置場の数Mは限られており、形鋼Sa,Sb,Sc・・の種類(長さ)がM+1以上になると、置場P1,P2・・からの形鋼Sa,Sb,Sc・・の払い出し(置場を空にする)が追い付かず、切断工程、延いては圧延工程を停止しなければならなくなる(切断工程以前のスループットが低下する)。そこで、選択部342は、採用する取合せパターン数ができるだけ少なくなるような選択を行う。具体的には、同一の取合せパターンをできるだけ多数採用するような選択を行う。これにより、置場P1,P2・・からの払い出しがスムーズに行われるようになり、切断工程以前のスループットが低下するのを防ぐことができる。 Furthermore, the multiple structural steels Sa, Sb, Sc... cut out in the cutting process are continuously transported to storage areas P1 , P2 .... At each storage area P1 , P2 ..., structural steels Sa, Sb, Sc... of the same length must be stored together. However, the number of storage areas M is limited. If the number of types (lengths) of structural steels Sa, Sb, Sc... exceeds M+1, the removal of structural steels Sa, Sb, Sc... from storage areas P1 , P2 ... (emptying the storage areas) will not keep up, and the cutting process and, ultimately, the rolling process will have to be stopped (reducing throughput before the cutting process). Therefore, the selection unit 342 selects an arrangement pattern that minimizes the number of patterns to be adopted. Specifically, it selects an arrangement pattern that maximizes the number of identical arrangement patterns. This allows smooth removal from storage areas P1 , P2 ..., preventing a decrease in throughput before the cutting process.
なお、計画作成部34は、数理最適化以外の手法を用いて製造計画を作成するよう構成されていてもよい。例えば、計画作成部34は、過去の注文情報と過去の製造計画との関係を学習させた学習済みモデルに、新たな注文情報を入力したときに得られる情報を製造計画とするよう構成されていてもよい。また、計画作成部34は、IF文等を用いて製造計画を作成するように構成されていてもよい。 The plan creation unit 34 may be configured to create a manufacturing plan using a method other than mathematical optimization. For example, the plan creation unit 34 may be configured to create a manufacturing plan from information obtained when new order information is input into a trained model that has learned the relationship between past order information and past manufacturing plans. The plan creation unit 34 may also be configured to create a manufacturing plan using IF statements, etc.
(出力制御部)
出力制御部35は、作成された製造計画を出力するよう出力部2を制御する。その結果、出力部2は、作成された製造計画を出力する。本実施形態に係る出力制御部35は、製造計画を、例えば下記表2に示したような形で出力する。本実施形態に係る製造計画は、採用する取合せパターンの内容(形鋼Sa,Sb,Sc・・の種類(切り出し順)とそれぞれの切り出し数)を取合せパターン毎に示したものとなっている。また、本実施形態に係る製造計画は、各取合せパターンで切り出された複数の形鋼Sa,Sb,Sc・・の長さの合計(合計長)、および各取合せパターンの採用数(鋼片Sの数)を、取合せパターン毎に示している。各取合せパターンの採用数の合計は、鋼片Sの総数となる。なお、出力部2が、液晶パネルまたは表示装置と通信・接続する通信モジュール・端子で構成されている場合、出力制御部35は、製造計画を、例えば図6に示したような図の形で表示させるよう液晶パネルまたは表示装置を制御してもよい。
(Output control section)
The output control unit 35 controls the output unit 2 to output the created manufacturing plan. As a result, the output unit 2 outputs the created manufacturing plan. The output control unit 35 according to this embodiment outputs the manufacturing plan in a format such as that shown in Table 2 below. The manufacturing plan according to this embodiment indicates the details of the combination pattern to be adopted (the types (cutting order) of structural steel Sa, Sb, Sc, etc. and the number of cuts of each type) for each combination pattern. The manufacturing plan according to this embodiment also indicates, for each combination pattern, the total length (total length) of the multiple structural steel Sa, Sb, Sc, etc. cut in each combination pattern and the number of each combination pattern adopted (the number of billets S). The sum of the number of each combination pattern adopted is the total number of billets S. Note that if the output unit 2 is configured with a communication module and terminals for communicating with and connecting to a liquid crystal panel or a display device, the output control unit 35 may control the liquid crystal panel or display device to display the manufacturing plan in the form of a diagram, for example, as shown in FIG. 6.
〔計画作成装置その他〕
なお、上記計画作成装置100(以下、装置)の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるための計画作成プログラム(以下、プログラム)であって、当該装置の各制御ブロック(特に演算部3に含まれる各部)としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つの制御装置(例えば演算部3)と少なくとも1つの記憶装置(例えばメモリ)を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、1または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。
[Planning devices and others]
The functions of the plan creation device 100 (hereinafter referred to as the device) can be realized by a plan creation program (hereinafter referred to as the program) that causes a computer to function as the device, and that causes the computer to function as each control block of the device (particularly each unit included in the calculation unit 3). In this case, the device includes a computer having at least one control device (e.g., the calculation unit 3) and at least one storage device (e.g., a memory) as hardware for executing the program. The functions described in each of the above embodiments are realized by executing the program using this control device and storage device. The program may be stored non-transitory on one or more computer-readable storage media. The storage media may or may not be included in the device. In the latter case, the program may be supplied to the device via any wired or wireless transmission medium.
また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。 Furthermore, some or all of the functions of each of the above control blocks can be realized by logic circuits. For example, integrated circuits incorporating logic circuits that function as each of the above control blocks are also included in the scope of the present invention. In addition, the functions of each of the above control blocks can also be realized by, for example, a quantum computer.
〔作用効果〕
鋼片Sの圧延を繰り返していると、ローラRの摩耗(圧延時の圧力低下)が始まり、後の方に製造される鋼片Sが計画通りの長さに延びなくなる。よって、図6上段に示したように、全ての鋼片Sの長さが取合せパターンが最大長(L0m)以上であることを前提に製造計画を作成すると、実際の鋼片Sの長さが想定(期待)通りの長さになっていない場合には、取合せパターン通りに形鋼を切り出すことができない。こうなると、その取合せパターンに含まれる形鋼を全て製造するためには、もう1本余計に鋼片Sを用意する必要が生じるため、製造コストが増加してしまう。
[Action and effect]
When the billet S is repeatedly rolled, the rollers R begin to wear (pressure reduction during rolling), and the billets S produced later do not extend to the planned length. Therefore, as shown in the upper part of Figure 6, if a production plan is created assuming that the length of all billets S is equal to or greater than the maximum length (L 0 m) of the arrangement pattern, if the actual length of the billet S is not as expected, it will not be possible to cut out the sectional steel according to the arrangement pattern. In this case, an extra billet S will need to be prepared to produce all the sectional steel included in that arrangement pattern, which will increase production costs.
しかし、本実施形態に係る計画作成装置100は、鋼片形状条件を制約条件に含めることにより、ローラRの摩耗が考慮された製造計画を作成することができる。すなわち、図6下段に示したように、終盤に圧延される鋼片Sが短くなっていくことを前提とし、短くなった鋼片Sでも切り出すことが可能な形鋼Sa,Sb,Sc・・の種類及び本数を決定する。このため、この計画作成装置100によって作成された製造計画に従って形鋼Sa,Sb,Sc・・の製造を進めれば、実際の鋼片Sの長さが足りないという事態を防止することができる。そして、注文を受けた全ての形鋼Sa,Sb,Sc・・を、鋼片Sを追加することなく、計画通りに切り出す可能性を高めることができる。その結果、従来の計画作成装置を用いて製造計画を作成した場合に比べ、歩留りおよびスループットを向上させることができる。 However, the planning device 100 according to this embodiment can create a production plan that takes roller R wear into account by including billet shape conditions in the constraints. That is, as shown in the lower part of Figure 6, it is assumed that the billet S being rolled toward the end of the rolling process will become shorter, and determines the type and number of structural steels Sa, Sb, Sc, etc. that can be cut out even with the shortened billet S. Therefore, by proceeding with the production of structural steels Sa, Sb, Sc, etc. according to the production plan created by this planning device 100, it is possible to prevent situations in which the actual billet S is not long enough. This increases the likelihood that all ordered structural steels Sa, Sb, Sc, etc. can be cut out as planned without adding additional billets S. As a result, yield and throughput can be improved compared to when a production plan is created using a conventional planning device.
また、本実施形態に係る計画作成装置100は、置場条件を制約条件に含めることにより、置場P1,P2・・の数(同時に仕分けられる形鋼Sa,Sb,Sc・・の種類)を考慮した製造計画を作成することができる。すなわち、置場P1,P2・・の数がMしかない場合に、図6上段の破線の枠で囲った領域に示したように、M+1種類の形鋼が含まれる取合せパターン(パターン4)が含まれる計画が作成されることがない。置場条件が制約条件にないと、置場P1,P2・・からの形鋼Sa,Sb,Sc・・の払い出しが追い付かず、切断工程、延いては圧延工程を停止しなければならなくなる場合が生じ得る。しかし、予め置場P1,P2・・の数が考慮された製造計画を作成すれば、図6下段に示したように、採用する全ての取合せパターンにおいて、含まれる鋼材の種類が置場P1,P2・・の数以下となる。その結果、置場P1,P2・・からの払い出しがスムーズに行われるようになり、切断工程以前のスループットが低下するのを防ぐことができる。 Furthermore, by including the storage yard conditions in the constraints, the plan creation device 100 according to this embodiment can create a manufacturing plan that takes into account the number of storage yard locations P1 , P2 , etc. (the types of structural steel Sa, Sb, Sc, etc. that can be sorted simultaneously). That is, if there are only M storage yard locations P1 , P2, etc., a plan including an assortment pattern (pattern 4) containing M+1 types of structural steel is not created, as shown in the area enclosed by the dashed line in the upper part of Figure 6 . If the storage yard conditions were not included in the constraints, the removal of structural steel Sa, Sb, Sc, etc. from storage yard locations P1 , P2 , etc. could not keep up, resulting in the need to stop the cutting process and, ultimately, the rolling process. However, if a manufacturing plan is created that takes into account the number of storage yard locations P1 , P2, etc. in advance, the number of types of steel included in all of the assortment patterns to be adopted will be equal to or less than the number of storage yard locations P1 , P2 , etc., as shown in the lower part of Figure 6 . As a result, the dispensing from the storage areas P 1 , P 2 . . . can be carried out smoothly, and a decrease in throughput before the cutting process can be prevented.
このように、本実施形態に係る計画作成装置100によれば、鋼片形状条件および置場条件の少なくとも一方を制約条件に含めることで、複数の鋼片から1種類以上の形鋼を切り出す際の製造計画の精度を高めることができる。 In this way, with the planning creation device 100 according to this embodiment, by including at least one of the billet shape conditions and the storage site conditions in the constraint conditions, it is possible to improve the accuracy of manufacturing plans when cutting out one or more types of structural steel from multiple billets.
また、このような構成によれば、シミュレータSのシミュレーション精度が向上することにより、鋼材の製造ラインにおける各装置の動作効率が向上し、消費エネルギー量を低減することができる。これにより、持続可能な開発目標(SDGs)の達成に貢献できる。 Furthermore, with this configuration, the simulation accuracy of the simulator S is improved, which improves the operating efficiency of each device on the steel production line and reduces energy consumption. This can contribute to achieving the Sustainable Development Goals (SDGs).
[情報予測方法]
次に、情報予測方法について説明する。図7は計画作成方法の流れを示すフローチャートである。
[Information prediction method]
Next, the information prediction method will be described. Fig. 7 is a flowchart showing the flow of the plan creation method.
計画作成方法は、複数の鋼片Sを製造し、前記鋼片Sから長さの異なる複数種類の形鋼Sa,Sb,Sc・・を切り出す際の製造計画を、プロセッサを用いて作成するためのものである。本実施形態に係る情報予測方法は、上記計画作成装置100を用いて行うようになっている。計画作成方法は、図7に示したように、情報取得ステップS1と、算出ステップS2と、条件設定ステップS3と、計画作成ステップS4と、出力ステップS5と、を有する。 The planning method uses a processor to create a manufacturing plan for producing multiple steel billets S and cutting out multiple types of structural steel Sa, Sb, Sc, etc., of different lengths from the steel billets S. The information prediction method according to this embodiment is performed using the planning device 100. As shown in FIG. 7, the planning method includes an information acquisition step S1, a calculation step S2, a condition setting step S3, a planning step S4, and an output step S5.
(情報取得ステップ)
初めの情報取得ステップS1では、形鋼Sa,Sb,Sc・・の注文情報を取得する。本実施形態に係る情報取得ステップS1では、上記計画作成装置100の情報取得部31が取得する。なお、情報取得ステップS1では、過去の製造実績や、他の装置が算出した累積本数Niおよび鋼片長さLiを取得してもよい。
(Information acquisition step)
In the initial information acquisition step S1, order information for structural steels Sa, Sb, Sc, etc. is acquired. In the information acquisition step S1 according to this embodiment, the information is acquired by the information acquisition unit 31 of the plan creation device 100. Note that in the information acquisition step S1, past production results or the cumulative number N i and billet length L i calculated by another device may also be acquired.
(算出ステップ)
算出ステップS2では、累積本数Niおよび鋼片長さLiを、過去の製造実績に基づいて算出する。本実施形態に係る算出ステップS2では、上記計画作成装置100の算出部32が算出する。なお、上記情報取得ステップS1で他の装置が算出した累積本数Niおよび鋼片長さLiを取得する場合、この算出ステップS2をスキップしてもよい。
(Calculation step)
In calculation step S2, the cumulative number N i and the billet length L i are calculated based on past production results. In calculation step S2 according to this embodiment, the calculation is performed by the calculation unit 32 of the plan creation device 100. Note that if the cumulative number N i and the billet length L i calculated by another device are acquired in information acquisition step S1, calculation step S2 may be skipped.
(条件設定ステップ)
注文情報を取得した後は、条件設定ステップS3に移る。条件設定ステップS3では、鋼片Sおよび形鋼Sa,Sb,Sc・・を製造する際の制約を示す制約条件を設定する。本実施形態に係る条件設定ステップS3では、上記計画作成装置100の条件設定部33が設定する。条件設定ステップS3で設定する制約条件には、鋼片SをローラRで圧延する際に生じる鋼片形状条件が含まれる。なお、この条件設定ステップS3では、上記置場条件を更に設定してもよいし、鋼片形状条件を設定せずに、置場条件を設定してもよい。また、この条件設定ステップS3では、制約条件の設定を、上記計画作成装置100の入力部1を用いて人が行ってもよい。
(Condition setting step)
After acquiring the order information, the process proceeds to condition setting step S3. In condition setting step S3, constraint conditions indicating constraints for manufacturing the billet S and the shaped steel Sa, Sb, Sc, etc. are set. In condition setting step S3 according to this embodiment, the condition setting unit 33 of the plan creation device 100 sets the constraint conditions. The constraint conditions set in condition setting step S3 include billet shape conditions that arise when the billet S is rolled by rollers R. In condition setting step S3, the above-mentioned storage yard conditions may also be set, or storage yard conditions may be set without setting billet shape conditions. In condition setting step S3, the constraint conditions may also be set manually using the input unit 1 of the plan creation device 100.
(計画作成ステップ)
制約条件を設定した後は、計画作成ステップS4に移る。計画作成ステップS4では、取得した注文情報および設定された制約条件に基づいて、製造計画を作成する。具体的には、各鋼片から切り出す鋼材の種類および数量を規定した取合せパターン、および取合せパターン毎の数量を含む製造計画を作成する。製造計画には、必要な鋼片Sの本数(総数)が含まれてもよい。本実施形態に係る計画作成ステップS4では、上記計画作成装置100の計画作成部34が作成する。なお、製造計画の作成は、他の装置が行ってもよい。
を作成する。
(Planning step)
After the constraints are set, the process proceeds to plan creation step S4. In plan creation step S4, a manufacturing plan is created based on the acquired order information and the set constraints. Specifically, a manufacturing plan is created that includes combination patterns that specify the type and quantity of steel material to be cut from each steel billet, and the quantity for each combination pattern. The manufacturing plan may also include the number (total number) of steel billets S required. In plan creation step S4 according to this embodiment, the plan creation unit 34 of the above-mentioned plan creation device 100 creates the manufacturing plan. Note that the manufacturing plan may also be created by another device.
Create a.
(出力ステップ)
製造計画を作成した後は、出力ステップS5に移る。出力ステップS5では、作成された製造計画を出力する。本実施形態に係る出力ステップS5では、上記計画作成装置100の出力部2が出力する。
(output step)
After the manufacturing plan is created, the process proceeds to an output step S5. In the output step S5, the created manufacturing plan is output. In the output step S5 according to the present embodiment, the output unit 2 of the plan creation device 100 outputs the plan.
〔作用効果〕
以上説明してきた計画作成方法によれば、上記計画作成装置100と同様の作用効果を奏する。すなわち、この計画作成方法によれば、注文を受けた全ての形鋼Sa,Sb,Sc・・を、鋼片Sを追加することなく、計画通りに切り出す可能性を高めることができる。
[Action and effect]
The above-described planning method provides the same effects as the planning device 100. That is, this planning method increases the likelihood that all ordered shaped steels Sa, Sb, Sc, ... can be cut out as planned without adding additional steel billets S.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
100 計画作成装置
1 入力部
2 出力部
3 演算部
31 情報取得部
32 算出部
33 条件設定部
34 計画作成部
341 列挙部
342 選択部
35 出力制御部
REFERENCE SIGNS LIST 100 Plan creation device 1 Input unit 2 Output unit 3 Calculation unit 31 Information acquisition unit 32 Calculation unit 33 Condition setting unit 34 Plan creation unit 341 Enumeration unit 342 Selection unit 35 Output control unit
Claims (8)
前記鋼材の注文情報を取得する情報取得部と、
前記鋼片および前記鋼材を製造する際の制約を示す制約条件を設定する条件設定部と、
取得した前記注文情報および設定された前記制約条件に基づいて、各鋼片から切り出す前記鋼材の種類および数量を規定した取合せパターン、および前記取合せパターン毎の数量を含む前記製造計画を作成する計画作成部と、
作成された前記製造計画を出力する出力部と、
を備え、
前記条件設定部が設定する前記制約条件には、圧延に用いるローラの状態と、前記状態を有する前記ローラを用いて製造される前記鋼片の形状との関係を規定した鋼片形状条件が含まれる、
計画作成装置。 A planning device that creates a manufacturing plan for cutting out one or more types of steel materials from a plurality of steel billets,
an information acquisition unit that acquires order information for the steel material;
a condition setting unit that sets constraint conditions that indicate constraints when producing the steel billet and the steel material;
a plan creation unit that creates the manufacturing plan including combination patterns that define the types and quantities of the steel materials to be cut out from each steel billet, and the quantities for each combination pattern, based on the acquired order information and the set constraint conditions;
an output unit that outputs the created manufacturing plan;
Equipped with
the constraint conditions set by the condition setting unit include a billet shape condition that defines a relationship between a state of a roller used for rolling and a shape of the billet produced using the roller having the state.
Planning device.
前記形状指標は、前記鋼片の長さである、請求項2に記載の計画作成装置。 the rolling cumulative index is the cumulative number of the steel billets produced using the rollers,
The planning device according to claim 2 , wherein the shape indicator is a length of the billet.
請求項4に記載の計画作成装置。 the calculation unit discretely calculates the length so that the length is a first length when the cumulative number is equal to or less than a first number, and so that the length is a second length shorter than the first length when the cumulative number is greater than the first number.
The plan creation device according to claim 4.
前記情報取得部、前記条件設定部、前記計画作成部および前記出力部としてコンピュータを機能させるための計画作成プログラム。 A planning program for causing a computer to function as the planning device according to any one of claims 1 to 6,
a planning program for causing a computer to function as the information acquisition unit, the condition setting unit, the planning unit, and the output unit;
前記鋼材の注文情報を取得するステップと、
前記鋼片および前記鋼材を製造する際の制約を示す制約条件を設定するステップと、
取得した前記注文情報および設定された前記制約条件に基づいて、各鋼片から切り出す前記鋼材の種類および数量を規定した取合せパターン、および前記取合せパターン毎の数量を含む前記製造計画を作成するステップと、
作成された前記製造計画を出力するステップと、
を有し、
前記制約条件を設定するステップにおいて設定する前記制約条件には、圧延に用いるローラの状態と、前記状態を有する前記ローラを用いて製造される前記鋼片の形状との関係を規定した鋼片形状条件が含まれる、
計画作成方法。 A planning method for creating a manufacturing plan for cutting one or more types of steel materials from a plurality of steel billets, comprising:
obtaining order information for the steel material;
setting constraint conditions that indicate constraints when producing the steel billet and the steel product;
creating the manufacturing plan including combination patterns that define the types and quantities of the steel materials to be cut out from each steel billet, and the quantities for each combination pattern, based on the acquired order information and the set constraint conditions;
outputting the created manufacturing plan;
and
the constraint conditions set in the step of setting the constraint conditions include a billet shape condition that defines a relationship between a state of a roller used for rolling and a shape of the billet produced using the roller having the state.
How to create a plan.
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