JPH0428608B2 - - Google Patents
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- JPH0428608B2 JPH0428608B2 JP57067352A JP6735282A JPH0428608B2 JP H0428608 B2 JPH0428608 B2 JP H0428608B2 JP 57067352 A JP57067352 A JP 57067352A JP 6735282 A JP6735282 A JP 6735282A JP H0428608 B2 JPH0428608 B2 JP H0428608B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G69/00—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with loading or unloading
- B65G69/10—Obtaining an average product from stored bulk material
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Conveyors (AREA)
- Filling Or Emptying Of Bunkers, Hoppers, And Tanks (AREA)
Description
本発明は、複数銘柄の原料を貯蔵し要求に従つ
てそれらをブレンドして使用する様なプラントに
おいて、その要求に対し即時応答できかつ、搬送
機器の使用効率が最大となる様な原料搬送制御方
法に関する。
製鉄所、火力発電所等ではそれらの目的の為に
使用される原料を一時的に貯蔵する為に原料ヤー
ドと呼ばれる中間緩衝手段を持つている。これら
のプラントにおいては原料が様々な油断で輸送さ
れ、一旦この原料ヤードに積み上げられる。生産
プロセスにて供給要求が発生すると原料ヤードよ
り必要な量が切出され、ベルトコンベア等の搬送
手段により連続的に供給される。通常これらのプ
ラントの規模はその採算面より非常に大となり、
この結果原料銘柄種類、量の増大及び搬送手段の
複雑化という状況を招く。
本発明は以上述べた様なプラントにおける必要
不可欠な要素である多種類の原料の搬送及び配合
に関する問題点に着眼し、それらを解決したもの
である。
第1図は本発明の対象となるプラントとして、
製鉄所における原料搬送プロセスの一例を示した
ものである。本プロセスで消費される作業量、時
間、エネルギーは想像以上に大きい。
本プロセスは鉄鋼生産プロセスの最上流に位置
し石炭、鉱石等を需要に応じて高炉、コークス工
場へ多種の原料を供給する為に、供給要求発生プ
ロセス側では非常に多くの原料槽を確保し、常に
一定レベル以上の原料をストツクしている。原料
の搬送は第1図に示す様に、原料山101よりリ
クレーマー等の切出し機器102により切出され
数キロメートルに及ぶベルトコンベア103に載
せられ原料分配装置104に到着する。原料分配
装置104では原料を多槽に振り分ける為に方向
転換が行なわれ、予め銘柄が割付けられた原料槽
105に受入されてゆく。原料槽105より所定
の比率で原料が切出され最終的にベルトコンベア
106上で混合された原料が得られる。
第2図、第3図は原料分配装置104の詳細構
成を示したものである。通常一種類の原料は1本
の経路で連続的に搬送され、一方該当銘柄には複
数の原料槽105が割当てられるから、連続的な
経路の切替え機能が必要とされる。これを実現す
るのが原料分配装置104であり、第2図の様に
ベルトコンベア103の終端である受入れベルト
コンベア107(以後これをUKi(i=1〜4)
と表記する)、受入ベルトコンベアUKiと直角に
配置される槽上ベルトコンベア108(以後これ
をSBj(j=1〜8)と表記する)、受入ベルトコ
ンベアUKiと槽上ベルトコンベアSBjの交点上に
配置されるスクレーパ109および各原料槽10
5上に配置されたスクレーパ110と呼ばれる方
向転換装置により構成される。図中では受入ベル
トコンベアUK1上で銘柄A(以後原料の種類を
英大文字1字で表記する)が搬送されており槽上
ベルトコンベアSB6との交点上のスクレーパ1
09がDOWN(以後方向転換を行なつている状態
をDOWN、そうでない時をUPと称す)であるこ
とより槽上ベルトコンベアSB6へ搬送されてい
ることを示している。受入ベルトコンベアUKiと
槽上ベルトコンベアSBjは立体的に交差してお
り、どの受入れベルトコンベアUKiからも全ての
槽上ベルトコンベアSBjへ方向転換が可能であ
る。
第3図は槽上ベルトコンベアSBj下の原料槽1
05群の配置を示したものである。各原料槽10
5にもスクレーパ110が配置され、いずれの原
料槽105にも受入可能となつている。本図にお
いて原料槽105内の英大文字は割付けられてい
る銘柄名である。尚、方向転換装置にはトリツパ
ーと呼ばれる種類のものがある。
以上のような原料槽への原料受入れに関してそ
の最大の目標は
(1) 生産プロセス(焼結、コークス、高炉等)の
安定操業を実現する為に各原料槽105の在庫
レベルを高位に保つこと。
(2) 全生産効率向上の為、原料受入れ作業の安定
化。
という2点にある。
従来この2つの目標に対して行なわれてきた方
法は、ある銘柄に対し複数割付けられた原料槽1
05のうち一定時間範囲内に在庫最低レベルに達
するものに対して搬送作業を発生させる方法であ
る。すなわち電子計算機等による常に全ての在庫
量推移を予測させ搬送作業計画を立案し、これに
従つた操業を行なわせる様にしたものであつた。
しかし、多くの場合在庫下限レベルを切る原料槽
105は発生しなくなり、生産工程の操業は安定
となるが、低レベルの原料槽105だけに注目し
ている為、同時に多くの銘柄、及び原料槽105
で下限切れが発生する様な時に原料槽105への
受入れ計画の立案、制御が不可能となる。また同
様の理由で原料槽105の在庫レベルをより高位
に保持するといつた原料使用工場側の高度な要求
には充分機能しない。
この様に本問題を解決する為には在庫最低レベ
ルに達する原料槽105の発生を無くすと共に原
料搬送作業を可能な限り連続的に行なえる様な作
業計画の立案が必要とされていた。従来これが実
現されていなかつたのは本問題の特異性から他の
計画立案手法が適用できなかつたことにある。す
なわち原料分配装置104の動作上の制約から経
路の変更に大きな制限が存在すること、対象とす
る原料槽105が数十〜数百という多点となつて
しまうからである。本問題の解決方法としてダイ
ナミツクプログラミングによるジヨブシヨツプス
ケジユーリングが挙げられるが、同時に検討せね
ばならぬ対象(本問題では5となる)が膨大であ
る為、主に処理時間の制約から現実的でない。ま
た線形計画法も本問題においては非線形要素が多
い為直接的な適用は困難である。
本発明は複数種類の原料がそれぞれ多くの原料
槽を有し、かつそれらの在庫レベルを常に定レベ
ル以上に保たねばならぬ様なプラントにおいて、
その要求を満足し、かつ原料搬送作業と原料槽へ
の受入れ作業の安定化を実現する作業計画の立
案、及びそれに基づいた制御方法を提供し、該当
プラントにおける生産効率の向上を得らることを
目的とする。
本発明の特徴は、
原料配合設備を数学的モデルに置換え、
計画立案検討点を原料分配装置104の経路
切替ポイントとして発生させ、
各切替ポイントに対して、切替対象原料槽を
根とした決定木(Decision Tree)を生成し、
全ての可能切替パターン探索を行なわせ、効率
の良い原料槽受入れ計画を得、搬送制御をおこ
なうことにある。衆知の様に一般のネツトワー
ク理論において、そのステーシヨン及びパス数
が大となると、有限時間内で最適解を求めるこ
とは不可能であるが、本解法においては全ての
可能解の検討が上述決定木の検討のみで可能と
なる為、処理時間は無視しうる程小さいことが
最大の特徴であり、これにより制御中の任意の
タイミングでの計画を再立案し、制御すること
を可能としている。
本発明の詳細を第1図に示した製銑原料処理プ
ロセスにおける原料槽受入れ工程に適用した場合
を例として説明する。
第4図は本発明による原料槽受入れ計画立案装
置構成例を示したものである。本装置はタイマー
114による定周期起動、及びプロセス113の
状態変化(設備故障、予定変更等)により起動さ
れ、プロセス113に制御指令信号を与える制御
装置115、制御装置115より起動されプロセ
ス113の状態を把握し、数学的モデルに変換す
る状況把握装置116、状況把握装置116によ
り起動されこの結果よりスクレーパ109,11
0の動作方向切替時刻を発生する切替ポイント発
生装置117、切替ポイント発生装置117の結
果より切替パターンを決定木に展開し効率の良い
切替パターンを決定する切替パターン決定装置1
18、切替パターン決定装置118の結果を格納
する切替パターンメモリー119により構成され
る。ここで、切替ポイント発生装置117、切替
パターン決定装置118は再帰的動作、すなわち
切替パターン決定装置118の結果により再び切
替ポイント発生装置117は新たな切替ポイント
を発生して切替パターン決定装置118を起動す
る。また制御装置115はタイマー114より周
期起動毎に切替パターンメモリー119内に切替
指令が有ればそれを取出しプロセス113に制御
信号を与える様動作する。以下各装置の詳細動作
を第5図以下の図を用いて説明する。
第5図、第6図は状況把握装置116の動作を
示したものである。状況把握装置116は原料分
配装置104の内部構造を数学的なモデルに置換
え、物理的な設備状況を論理値とするものであ
る。原料分配装置104はその性格上他の搬送機
器と異なつた論理構造を有する。すなわち、ある
原料槽105へ受入しようとする場合その上のス
クレーパ(槽上スクレーパ110)をDOWNと
すると共に、その上流のすべての槽上スクレーパ
110をUPとしなければならない。逆にDOWN
中の槽上スクレーパ110がある時、それより下
流へは原料を搬送することは不可能である。従つ
て1個のスクレーパが故障した時、該当ポイント
のみでなくその下流側に波及するのである。第5
図は第2図、第3図の設備をモデル化したもので
受入れベルトコンベアUKiと槽上ベルトコンベア
SBjの交点上のスクレーパ109の状態関数をSa
(i,j)(但しiは受入れベルトコンベアUKiの
座標、jは槽上ベルトコンベアSBjの座標を示
す)、槽上スクレーパ110の状態関数をSb(j,
k)(但しjは槽上ベルトコンベアSBjの座標、
kは原料槽105の座標を示す)で表現してい
る。ここで
Sa(i,j)(またはSb(j,k)
=0:正常状態
=1:UPにて故障
=2:DOWNにて故障
と定義される。本図例では例えばスクレーパ
Sa(1,1)は正常動作を行なうがスクレーパSa
(2,4)はDOWNのまま故障状態にあることを
示している。本状況下で正常な槽上スクレーパ1
10下に原料受入可能か否かはそれに至る搬送経
路上のスクレーパの状態に影響される為オペレー
タの目視により正確に知ることは困難である。本
装置では下記手順により第6図に示すようなスク
レーパ使用可否論理マツプを作成する。
(手順1)
〈1〉 RSb(i,j)←0(i=1〜4,j=1
〜8)
〈2〉 repeat while j=1〜8,k=1〜12
if Sb(j,k)=1
then RSb(j,k)←1
if Sb(j,k)=2
then RSb(j,n)←1(n=k〜12)
〈3〉 repeat while i=1〜4
〈3〉−1RSa(i,j,k)←RSb(j,k)
(j=1〜8,k=1〜12)
〈3〉−2repeat while j=1〜8
if Sa(i,j)=1
then RSa(i,j,n)←1(n=1〜
12)
if Sa(i,j)=2
then RSa(i,m,n)←1
(m=j〜8,n=1〜12)
〈4〉 end
但し上記手順記述言語において
RSbはベルト交点上スクレーパ109の故障に
よる原料槽105に対する論理マツプRSaはベル
ト交点上スクレーパ109、槽上スクレーパ11
0の故障による原料槽105に対する論理マツ
プ。RSb(またはRSa)=0:受入可能
=1:受入不可能
と定義する、各言語仕様はALGOLに準ずるも
のである。
第6図(1)〜(4)より、例えばある原料槽S(1,
1))以後原料槽をS(j,k)で表現する)は受
入ベルトコンベアUK1,UK2,UK3よりの受
入は可能であるが、受入ベルトコンベアUK4よ
りは不可能である。この様にして作成された論理
マツプを基に以下のスケジユール立案装置が動作
する。
第7図以下は切替ポイント発生装置117、切
替パターン決定装置118の詳細動作を示したも
のである。前述のごとく、本スケジユール立案に
おける最大の目的は
全ての原料槽S(j,k)の在庫レベルを高
位に保つこと、
原料受入れ作業における操業の安定化
にある。ところがこの2つの目的を同時に満足
させることは、同一時間帯に多くの銘柄を原料槽
S(j,k)へ入庫しようとすればする程困難に
なつてくる。この理由を図を用いて以下説明す
る。
第7図は原料受入れスケジユールを横軸に時
刻、縦軸に受入れベルトコンベアUKiの番号をと
つたものである。これは例えば受入れベルトコン
ベアUK1では時刻t0からt2まで銘柄Aを、時刻t2
からt6までは入庫停止、t6から銘柄Eを搬送予定
であることを示している。第8図は原料槽S(j,
k)の銘柄割付状況とそれらの在庫状況例を示し
たものである。本プロセスより下流側のプロセス
では、それらの目的に従つた混合原料が必要な為
一本の槽上ベルトコンベアSBj下に多種類の銘柄
が割付けられる。第8図で原料槽S(j,k)の
右上数字は在庫量、右英大文字は銘柄名称を示し
ており、また全ての原料槽S(j,k)の上限値
を100、下限値を10と仮定する。本時点で槽上ベ
ルトコンベアSB1上の銘柄Aは原料槽S(1,1)
へ、槽上ベルトコンベアSB2上の銘柄Bは原料
槽S(2,2)、槽上ベルトコンベアSB3上の銘
柄Cは原料槽S(3,3)へ受入中状態、槽上ベ
ルトコンベアSB4上の銘柄Cは原料槽S(4,
4)へ受入しようとしている場合を示している。
この様に第7図、第8図よりプラント状況、す
なわちスクレーパの状態を変化させ原料の入庫先
を変更してやらねばならぬ時刻(以下切替ポイン
トと称す)が離散的に発生する。すなわち1本の
槽上ベルトコンベアSBj上での作業は1種類の銘
柄についてのみしか実行することができない為、
より受入の要求が高い原料槽S(j,k)向けの
原料に切替えてやらねばならないという事態が発
生する。これらはその要求発生要因により次の3
種類に大別することができる。
在庫レベル上限到達。
在庫レベル下限切れ。
原料の入庫開始。
第9図,はこれらのうち,の説明図で
ある。銘柄Cの原料槽S(4,3)の様に受入作
業により上限レベルに到達した状況が,F(5,
10)の様に切出しにより下限レベルに達する状況
がに該当する。または第7図におけるt1,
t4,t6などの様に受入開始時刻以降の状態を指し
ている。これらのポイントでは何らかの手順で受
入れ状態を変化させてやらねばならない。もし3
つの切替ポイントで変化させなかつた場合、,
ならば原料槽S(j,k)から原料があふれる
かあるいは該当の受入れベルトコンベアUKiを停
止させねばならなくなり、の場合下流プロセス
への原料供給が不可能となる。以上の様に各切替
ポイントで適当な受入のスケジユールを立案して
やることが第1の目的を満足することになり、原
料槽S(j,k)の切替回数と受入れベルトコン
ベアUKi停止の回数を減することが第2の目的を
満足することになる。しかしながら切替ポイント
の時間に対する発生密度はスケジユールの立案方
法により大きく変化してくる。とりわけ、密度が
高い場合、一定時間内に何回も複数の銘柄間での
槽上ベルト切替を行なわねばならなくなる。これ
は運用上から検討すると原料分配装置104の制
御を何回も行なわねばならず、またその性格上頻
繁な切替えは原料同志の好ましくない混在を招
き、機器故障の大きな要因となる。すなわち安定
操業の為には同一槽に対する入庫時間を最大にす
ることが最も要求されるのである。本発明ではこ
れらの相反する要求を決定木の最低深度探索手法
により以下のごとく解決した。本発明の詳細を第
8図の例、すなわち銘柄Aの原料槽S(1,1)
上限到達による切替ポイントが切替ポイント発生
装置117により決定された時を仮定して説明す
る。
第8図において連続して銘柄Aが搬送されてく
る時、原料槽S(1,1)以外に切替えてやる必
要がある。ところがこの時槽上ベルトコンベア
SB2,SB3,SB4上では作業が行なわれてい
る為槽上ベルトコンベアSB5に切替えてやるの
が良い方法と考えられ易いが、果してそれは最適
かという問題がある。例えば槽上ベルトコンベア
SB5に切替えた場合原料槽S(3,1)では銘柄
Aがすぐに下限切れとなるから、(原料槽S(3,
1)では銘柄Aの在庫量が下限値に近接してい
る。)該当時点直後に槽上ベルトコンベアSB3へ
の切替えを行なわねばならぬ。従つて槽上ベルト
コンベアSB5へ切替えるよりも槽上ベルトコン
ベアSB3への切替えの方が良策かもしれない。
この様にその槽上ベルトコンベアSBjへ切替える
かは切替先槽上ベルトコンベアSBj上の作業、及
び原料槽S(j,k)の在庫状態の全てを時間的
に考慮してやらねばならないことになる。本発明
ではある時点の切替必要銘柄と槽上ベルト番号j
を根とした決定木を作成し最適なスケジユールを
決定する。
第10図は円内上半分が槽上ベルトコンベア
SBjのjの番号、下半分が銘柄名を意味する頂点
(−〓印)を用いて表現したものである。すなわち、
槽上ベルトコンベアSB1上での作業中銘柄A(レ
ベル1)は槽上ベルトコンベアSB2,SB3,
SB4,SB5への切替えが可能でありその時該当
ベルト上作業はそれぞれ銘柄B,C,D,b(b
は未作業を示す)に対して行なわれている。槽上
ベルトコンベアSB5では作業を行なつていない
からそれ以上の切替えは発生しないが、他の3本
に対しては更に検討が必要であり、それぞれ第1
0図中のレベル2の様に表現される。レベル2中
で根(レベル1の頂点)と同一なものが現れた場
合、これは切替元槽上ベルトコンベアSBjと切替
先槽上ベルトコンベアSBjが交互に切替わるもの
であり、デツドロツクリーフ(〓印)と称す。理
由は後述するが、制御上の困難さから本切替えを
行なつた場合良質な原料が得られなくなる可能性
がある為、できるだけ選択してはならない。さて
レベル2の中で前述オープンリーフ(ここでは
SB5)及びデツドロツクリーフ以外の頂点に対
し更に深く検討すると受入れベルト数分のレベル
が発生することになる。ここでレベル3及び4に
おけるデツドロツクリーフは物理的に原料が混在
せずに切替えてやることが困難である為、本スケ
ジユーリングにおいては不可能解とする。(これ
をクローズドリーフ(〓印)と称する)従つて不
可能解となるのはオープンリーフとデツドロツク
リーフを持つルートのみである。本例においては
これらの総計が10本となる。以上が可能解の抽出
方法であり、これらの中から最適のパターンを選
び出す方法を第11図に示す。
第11図は各レベル毎に対象となる原料槽S
(j,k)を取出したもので、各レベルにおける
HSとは切替対象槽、HEとは被切替槽を示して
いる。例えば第10図における最左端ルート
The present invention provides raw material transport control that can immediately respond to requests and maximize the usage efficiency of transport equipment in plants that store multiple brands of raw materials and blend and use them according to demand. Regarding the method. Steel works, thermal power plants, etc. have intermediate buffer means called raw material yards to temporarily store raw materials used for those purposes. In these plants, raw materials are transported in various ways and are once piled up in this raw material yard. When a supply request occurs in the production process, the required amount is cut out from the raw material yard and continuously supplied by conveyance means such as a belt conveyor. Usually the scale of these plants is much larger than their profitability,
This results in an increase in the types and amounts of raw materials and the complexity of conveyance means. The present invention focuses on and solves the problems related to the transportation and blending of various kinds of raw materials, which are essential elements in plants as described above. Figure 1 shows a plant to which the present invention is applied.
This shows an example of a raw material transportation process in a steelworks. The amount of work, time, and energy consumed in this process is greater than expected. This process is located at the most upstream stage of the steel production process, and in order to supply various raw materials such as coal and ore to blast furnaces and coke plants according to demand, the process that generates supply demands must secure a large number of raw material tanks. , we always stock more than a certain level of raw materials. As shown in FIG. 1, raw materials are transported by being cut out from a raw material pile 101 by a cutting device 102 such as a reclaimer, placed on a belt conveyor 103 extending several kilometers, and arriving at a raw material distribution device 104. In the raw material distributing device 104, the direction is changed in order to distribute the raw material among multiple tanks, and the raw material is received into a raw material tank 105 to which a brand is assigned in advance. Raw materials are cut out at a predetermined ratio from the raw material tank 105 and finally mixed on a belt conveyor 106 to obtain raw materials. 2 and 3 show the detailed configuration of the raw material distribution device 104. Normally, one type of raw material is conveyed continuously along one route, while a plurality of raw material tanks 105 are assigned to the corresponding brand, so a continuous route switching function is required. The material distributing device 104 realizes this, and as shown in FIG.
), a tank-top belt conveyor 108 (hereinafter referred to as SBj (j = 1 to 8)) arranged at right angles to the receiving belt conveyor UKi, and a tank-top belt conveyor 108 (hereinafter referred to as SBj (j = 1 to 8)), at the intersection of the receiving belt conveyor UKi and the tank-top belt conveyor SBj. scraper 109 and each raw material tank 10 arranged in
It is composed of a direction changing device called a scraper 110 placed on top of the scraper 110. In the figure, brand A (hereinafter, the type of raw material will be indicated with one capital letter) is being conveyed on receiving belt conveyor UK1, and scraper 1 is at the intersection with tank belt conveyor SB6.
09 is DOWN (hereinafter, the state in which the direction change is being performed is referred to as DOWN, and the state in which the direction is not being changed is referred to as UP), which indicates that the state is being conveyed to the above-tank belt conveyor SB6. The receiving belt conveyor UKi and the tank-top belt conveyor SBj intersect three-dimensionally, and it is possible to change direction from any receiving belt conveyor UKi to all the tank-top belt conveyors SBj. Figure 3 shows raw material tank 1 below the tank belt conveyor SBj.
This shows the arrangement of the 05 group. Each raw material tank 10
5 is also provided with a scraper 110, and can be received in any of the raw material tanks 105. In this figure, the capital letters in the raw material tank 105 are assigned brand names. Note that there is a type of direction changing device called a tripper. Regarding the reception of raw materials into the raw material tanks as described above, the biggest goals are (1) to maintain the inventory level of each raw material tank 105 at a high level in order to realize stable operation of the production process (sintering, coke, blast furnace, etc.); . (2) Stabilize raw material receiving operations to improve overall production efficiency. There are two points. Conventionally, the method used to achieve these two goals is to
This is a method of generating transportation work for items of 05 that reach the lowest inventory level within a certain time range. In other words, a computer or the like was used to constantly predict the changes in the amount of inventory, draw up a transportation work plan, and operate the system in accordance with the plan.
However, in many cases, raw material tanks 105 that are below the inventory minimum level no longer occur, and the operation of the production process becomes stable. However, because the focus is only on low-level raw material tanks 105, many brands and 105
When the lower limit is reached, it becomes impossible to formulate and control a plan for receiving the raw material into the raw material tank 105. Also, for the same reason, it does not function satisfactorily to meet the advanced demands of factories that use raw materials, such as maintaining the inventory level in the raw material tank 105 at a higher level. In order to solve this problem, it is necessary to formulate a work plan that will eliminate the occurrence of the raw material tank 105 reaching the lowest inventory level and allow the raw material conveyance work to be carried out as continuously as possible. The reason this has not been achieved in the past is that other planning methods could not be applied due to the uniqueness of this problem. That is, there are major restrictions on changing the route due to operational constraints of the raw material distribution device 104, and the number of target raw material tanks 105 is tens to hundreds. Job scheduling using dynamic programming can be considered as a solution to this problem, but since there are a huge number of targets (5 in this problem) that must be considered at the same time, it is not practical due to processing time constraints. Not on point. Furthermore, it is difficult to directly apply linear programming to this problem because there are many nonlinear elements. The present invention is applicable to plants where multiple types of raw materials each have many raw material tanks, and the inventory level of these must always be kept above a certain level.
Providing a work plan that satisfies these requirements and stabilizes raw material transportation work and raw material receiving work into the raw material tank, and provides a control method based on the work plan, thereby improving production efficiency in the relevant plant. With the goal. The feature of the present invention is to replace the raw material blending equipment with a mathematical model, generate planning consideration points as route switching points of the raw material distribution device 104, and create a decision tree whose root is the raw material tank to be switched for each switching point. (Decision Tree),
The purpose is to perform a search for all possible switching patterns, obtain an efficient raw material tank receiving plan, and perform transport control. As is well known, in general network theory, when the number of stations and paths becomes large, it is impossible to find the optimal solution within a finite time, but in this solution method, all possible solutions are considered as determined above. The biggest feature is that the processing time is so small that it can be ignored because it is possible to do this by just examining the tree.This makes it possible to re-plan and control at any time during control. The details of the present invention will be explained by taking as an example the case where the present invention is applied to the raw material tank receiving step in the ironmaking raw material treatment process shown in FIG. FIG. 4 shows an example of the configuration of a raw material tank receiving planning device according to the present invention. This device is started by a timer 114 at regular intervals and by a change in the state of the process 113 (equipment failure, schedule change, etc.), and is started by a control device 115 that gives a control command signal to the process 113 and the state of the process 113. The situation understanding device 116 grasps the situation and converts it into a mathematical model.
A switching point generating device 117 that generates an operation direction switching time of 0, and a switching pattern determining device 1 that develops a switching pattern into a decision tree based on the results of the switching point generating device 117 and determines an efficient switching pattern.
18, a switching pattern memory 119 that stores the results of the switching pattern determination device 118. Here, the switching point generating device 117 and the switching pattern determining device 118 operate recursively, that is, the switching point generating device 117 generates a new switching point again according to the result of the switching pattern determining device 118, and starts the switching pattern determining device 118. do. Further, the control device 115 operates to extract a switching command from the switching pattern memory 119 from the timer 114 every time the switching pattern memory 119 is activated, and to provide a control signal to the process 113. The detailed operation of each device will be explained below with reference to FIG. 5 and the following figures. 5 and 6 show the operation of the situation grasping device 116. The situation understanding device 116 replaces the internal structure of the raw material distributing device 104 with a mathematical model, and uses the physical equipment situation as a logical value. The raw material dispensing device 104 has a logical structure that is different from other conveyance devices due to its nature. That is, when attempting to receive raw material into a certain raw material tank 105, the scraper above it (tank scraper 110) must be set to DOWN, and all tank scrapers 110 upstream thereof must be set to UP. On the contrary, DOWN
When there is a tank scraper 110 in the tank, it is impossible to transport the raw material downstream from it. Therefore, when one scraper malfunctions, it affects not only the relevant point but also the downstream side thereof. Fifth
The figure is a model of the equipment shown in Figures 2 and 3, including the receiving belt conveyor UKi and the tank belt conveyor.
The state function of the scraper 109 on the intersection of SBj is Sa
(i, j) (where i is the coordinate of the receiving belt conveyor UKi, j is the coordinate of the tank belt conveyor SBj), and the state function of the tank scraper 110 is expressed as Sb (j,
k) (where j is the coordinate of the tank belt conveyor SBj,
k indicates the coordinates of the raw material tank 105). Here, Sa (i, j) (or Sb (j, k) = 0: Normal state = 1: Failure at UP = 2: Failure at DOWN. In this example, for example, a scraper
Sa (1, 1) operates normally, but the scraper Sa
(2, 4) remains DOWN, indicating that it is in a failure state. Tank scraper 1 that is normal under this situation
It is difficult for an operator to accurately determine whether or not the raw material can be received below 10 by visual inspection because it is affected by the condition of the scraper on the conveyance path leading to it. In this apparatus, a scraper usability logical map as shown in FIG. 6 is created by the following procedure. (Step 1) <1> RSb (i, j) ← 0 (i = 1 to 4, j = 1
~8) <2> repeat while j=1~8, k=1~12 if Sb(j,k)=1 then RSb(j,k)←1 if Sb(j,k)=2 then RSb(j , n) ← 1 (n = k ~ 12) <3> repeat while i = 1 ~ 4 <3> - 1RSa (i, j, k) ← RSb (j, k) (j = 1 ~ 8, k = 1~12) <3>-2repeat while j=1~8 if Sa(i,j)=1 then RSa(i,j,n)←1(n=1~
12) if Sa (i, j) = 2 then RSa (i, m, n) ← 1 (m = j ~ 8, n = 1 ~ 12) <4> end However, in the above procedure description language, RSb is on the belt intersection The logical map RSa for the raw material tank 105 due to a failure of the scraper 109 is the scraper 109 on the belt intersection and the scraper 11 on the tank.
Logical map for raw material tank 105 due to failure of 0. Each language specification that defines RSb (or RSa) = 0: Acceptable = 1: Unacceptable is based on ALGOL. From Fig. 6 (1) to (4), for example, a certain raw material tank S (1,
1) Raw material tanks (hereinafter expressed as S(j, k)) can be received from receiving belt conveyors UK1, UK2, and UK3, but not from receiving belt conveyor UK4. The following schedule planning device operates based on the logical map created in this way. FIG. 7 and subsequent figures show detailed operations of the switching point generating device 117 and the switching pattern determining device 118. As mentioned above, the main purpose of planning this schedule is to maintain a high inventory level in all raw material tanks S (j, k) and to stabilize operations in raw material receiving work. However, it becomes more difficult to simultaneously satisfy these two objectives the more brands are tried to be stocked in the raw material tank S(j,k) during the same time period. The reason for this will be explained below using figures. FIG. 7 shows a raw material receiving schedule with time on the horizontal axis and the number of the receiving belt conveyor UKi on the vertical axis. For example, on receiving belt conveyor UK1, brand A is stored from time t 0 to t 2 , and brand A is stored at time t 2 .
This indicates that warehousing is stopped from t6 to t6 , and that brand E is scheduled to be transported from t6 . Figure 8 shows the raw material tank S(j,
This figure shows an example of the stock allocation status and stock status of item k). Processes downstream from this process require mixed raw materials according to their purposes, so many types of brands are assigned under a single tank belt conveyor SBj. In Figure 8, the upper right number of the raw material tank S (j, k) indicates the inventory amount, the capital letters on the right indicate the brand name, and the upper limit value of all raw material tanks S (j, k) is 100, and the lower limit value is Assume 10. At this point, brand A on tank belt conveyor SB1 is raw material tank S (1, 1)
To, brand B on tank belt conveyor SB2 is receiving raw material tank S (2, 2), brand C on tank belt conveyor SB3 is receiving into raw material tank S (3, 3), on tank belt conveyor SB4. The brand C is the raw material tank S (4,
4). In this way, as shown in FIGS. 7 and 8, there occur discrete times (hereinafter referred to as switching points) at which the plant status, ie, the scraper status, must be changed and the storage destination of raw materials must be changed. In other words, work on one tank belt conveyor SBj can only be performed for one type of brand.
A situation arises in which it is necessary to switch to the raw material for the raw material tank S (j, k), which has a higher acceptance requirement. These are the following three depending on the factors that generate the request.
It can be roughly divided into types. Inventory level limit reached. The lower limit of inventory level has expired. Started receiving raw materials. FIG. 9 is an explanatory diagram of these. A situation where the upper limit level has been reached due to receiving work, such as the raw material tank S (4, 3) of brand C, is F (5, 3).
The situation in which the lower limit level is reached due to cutting out falls under 10). Or t 1 in Figure 7,
It refers to the state after the acceptance start time, such as t 4 and t 6 . At these points, the acceptance state must be changed through some procedure. If 3
If no change is made at the two switching points,
In this case, the raw material will overflow from the raw material tank S (j, k) or the corresponding receiving belt conveyor UKi will have to be stopped, and in this case, it will be impossible to supply the raw material to the downstream process. As described above, planning an appropriate receiving schedule at each switching point will satisfy the first objective, reducing the number of switchings of the raw material tank S (j, k) and the number of stops of the receiving belt conveyor UKi. Doing so will satisfy the second purpose. However, the occurrence density of switching points with respect to time varies greatly depending on the schedule planning method. Particularly when the density is high, it becomes necessary to switch over-tank belts between a plurality of brands many times within a certain period of time. Considering this from an operational point of view, it is necessary to control the raw material distributing device 104 many times, and frequent switching due to its nature leads to undesirable mixing of raw materials, which is a major cause of equipment failure. In other words, for stable operation, it is most important to maximize the storage time for the same tank. In the present invention, these conflicting demands are resolved as follows using a minimum depth search method using a decision tree. The details of the present invention are shown in the example of FIG. 8, that is, the raw material tank S(1,1) of brand A.
The following description assumes that the switching point due to reaching the upper limit is determined by the switching point generation device 117. When brand A is continuously conveyed in FIG. 8, it is necessary to switch to a tank other than raw material tank S(1,1). However, at this time, the belt conveyor above the tank
Since work is being carried out on SB2, SB3, and SB4, it is easy to think that switching to the above-tank belt conveyor SB5 would be a good method, but there is a question as to whether this is the best option. For example, a belt conveyor above a tank
When switching to SB5, brand A will immediately reach the lower limit in raw material tank S (3, 1), so (raw material tank S (3, 1)
In 1), the stock amount of brand A is close to the lower limit. ) Immediately after this point, switching to the tank belt conveyor SB3 must be performed. Therefore, it may be better to switch to the tank-top belt conveyor SB3 rather than to switch to the tank-top belt conveyor SB5.
In this way, whether or not to switch to the above-tank belt conveyor SBj must be decided by taking into account the work on the switching destination above-tank belt conveyor SBj and the inventory status of the raw material tank S(j, k) in terms of time. In the present invention, the brand that requires switching at a certain point and the tank belt number j
Create a decision tree with the root as the root and determine the optimal schedule. In Figure 10, the upper half of the circle is the belt conveyor above the tank.
The number j in SBj is expressed using the vertex (-ⓓ sign) whose lower half means the stock name. That is,
Brand A (level 1) being worked on tank top belt conveyor SB1 is working on tank top belt conveyor SB2, SB3,
It is possible to switch to SB4 and SB5, and in that case, the corresponding belt work is performed with brands B, C, D, and b (b
indicates unworked). Since no work is being done on tank belt conveyor SB5, no further switching will occur, but further consideration is required for the other three belt conveyors, and the first
It is expressed as level 2 in Figure 0. If the same root (the apex of level 1) appears in level 2, this means that the switching source tank belt conveyor SBj and the switching destination tank belt conveyor SBj are switched alternately. It is called (〓mark). The reason will be explained later, but due to control difficulties, there is a possibility that high-quality raw materials cannot be obtained if this switching is performed, so this selection should be avoided as much as possible. Now, in level 2, the aforementioned open leaf (here
If we consider more deeply the vertices other than SB5) and the dead drop reef, the number of levels corresponding to the number of acceptance belts will be generated. Here, since it is physically difficult to switch between levels 3 and 4 without mixing the raw materials, this is an impossible solution in this scheduling. (This is called a closed leaf (ⓓ mark)) Therefore, the only impossible solutions are routes with open leaves and dead leaves. In this example, the total number of these is 10. The above is a method for extracting possible solutions, and FIG. 11 shows a method for selecting an optimal pattern from these. Figure 11 shows the target material tank S for each level.
(j, k) at each level.
HS indicates a tank to be switched, and HE indicates a tank to be switched. For example, the leftmost route in Figure 10
【式】の場合銘柄Aの原
料槽S(1,1)(以後A−S(1,1)のように
表示する)がA−S(2,1)へ、A−S(2,
1)がB−S(2,2)をB−S(1,2)へ変更
される状態を表現している。これは槽上ベルトコ
ンベアSB1とSB2が相互に入れ替わることにな
る為第11図中DEAD LOCK欄にチエツクマー
クが付される。この様にして、まず全てのルート
に対するHS,HE,DEAD ROCKが抽出された
後、それぞれのルートの評価が行なわれる。評価
の基準は前述2つの目的を同時に満足させる為に
一つの例として同一銘柄の切替元槽と切替先槽の
在庫量比率を重畳した数値とする。これを定式化
すると某ルートの総合評価Eは
E=3
ΣLEVEL=0
ELEVEL+EDL
但し
ELEVEL=(ZKS/ZKM)LEVEL→LEVEL+1×100
ZKM:切替元槽在庫レベル
ZKS:切替先槽在庫レベル
EDL:デツドロツク有の時の所定値(本例では
100)。そうでない時0。
と表現される。例えば第10図の最左端ルートで
はA−S(1,1)がZKM,A−S(2,1)が
ZKSであるから
E0=(ZKS/ZKM)0→1×100
=97
となる。同様にLEVEL=1の時はB−S(2,
2)がZKM,B−S(1,2)がZKSであるから、
E1=90
となる。この様にして最左端ルートの総合評価
Eは
E=E0+E1+ED In the case of [Formula], the raw material tank S(1,1) of brand A (hereinafter expressed as A-S(1,1)) goes to A-S(2,1),
1) expresses a state in which B-S (2, 2) is changed to B-S (1, 2). Since this means that the tank belt conveyors SB1 and SB2 are interchanged, a check mark is placed in the DEAD LOCK column in Fig. 11. In this way, HS, HE, and DEAD ROCK for all routes are first extracted, and then each route is evaluated. In order to simultaneously satisfy the above-mentioned two objectives, the evaluation standard is, for example, a value obtained by superimposing the inventory ratios of the switching source tank and switching destination tank of the same brand. Formulating this, the overall evaluation E of a certain route is E= 3 Σ LEVEL=0 E LEVEL +E DL However, E LEVEL = (ZK S / ZK M ) LEVEL → LEVEL+1 ×100 ZK M : Switching source tank inventory level ZK S : Switchover tank inventory level E DL : Predetermined value when deadlock is present (in this example
100). 0 otherwise. It is expressed as For example, in the leftmost route in Figure 10, A-S (1, 1) is ZK M and A-S (2, 1) is
Since ZK S , E 0 = (ZK S /ZK M ) 0 → 1 ×100 = 97. Similarly, when LEVEL=1, B−S(2,
2) is ZK M and B-S (1, 2) is ZK S , so E 1 =90. In this way, the overall evaluation E of the leftmost route is E=E 0 +E 1 +E D
Claims (1)
数の銘柄毎の原料槽が配設された複数の槽列に該
原料槽における原料在庫量が予め定められた範囲
内に保持されるように搬送制御を行なうものにお
いて、原料の切出し機器に連結され該切出された
原料の搬送を行なう複数の搬送手段と、該複数の
搬送手段に連結されて該複数の銘柄毎の原料槽が
配設された複数の槽列への原料の搬送を行なう複
数の槽上ベルトコンベアと、前記搬送手段から前
記槽上ベルトコンベアへの原料の搬送路転換を行
なうためのスクレーパを有する搬送路転換装置
と、該搬送路転換装置を制御する制御装置とを有
し、ある槽列の特定銘柄の原料を貯留する原料槽
の原料在庫量が最大値になり、他の槽列における
前記特定銘柄を貯留する原料受入槽に特定銘柄の
原料を搬入するように搬送路転換装置を操作する
にあたつては、 前記各槽上ベルトコンベアに対する各銘柄の可
能な置換えに関し、ある時点の切替必要銘柄と槽
上ベルトコンベアの番号との組を根とした決定木
を作成し、 前記決定木上の各置換えルートについて、同一
銘柄の切替元槽と切替先槽の在庫量比率
(ELEVEL)を重畳し、かつ同時切替の存在に応じ
た定数(EDL)を加えた評価関数 E=L 〓LEVEL ELEVEL+EDL LEVEL=0 を演算し、 前記評価関数Eの値を最小とするルートを選択
して複数の槽上ベルトコンベアで移送する原料の
銘柄を決定することを特徴とする原料搬送制御方
法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記決定木
作成にあたつては、前記搬送路転換装置の故障ス
クレーパの存在を検知し、該故障スクレーパを除
外して決定木を作成することを特徴とする原料搬
送制御方法。[Scope of Claims] 1. Raw materials of a plurality of brands are transferred to a plurality of tank rows in which raw material tanks for each of a plurality of brands are arranged using a plurality of conveying means, and the raw material inventory amount in the raw material tanks is within a predetermined range. In a device that controls the conveyance so that the raw material is maintained at a plurality of tank-top belt conveyors for transporting the raw material to a plurality of tank rows in which raw material tanks are arranged; and a scraper for changing the transport path of the raw material from the transport means to the tank-top belt conveyor. It has a conveyance path diversion device and a control device that controls the conveyance path diversion device, and when the raw material stock amount of a raw material tank that stores a specific brand of raw material in a certain tank row reaches its maximum value, the When operating the conveyance path switching device to carry a specific brand of raw material into the raw material receiving tank that stores the specific brand, it is necessary to make a changeover at a certain point regarding the possible replacement of each brand to the above-mentioned tank belt conveyor. Create a decision tree with the combination of the required brand and tank belt conveyor number as the root, and for each replacement route on the decision tree, calculate the inventory ratio (E LEVEL ) of the same brand between the switching source tank and the switching destination tank. The evaluation function E = L 〓 LEVEL E LEVEL + E DL LEVEL = 0 is calculated by superimposing the evaluation function E LEVEL + E DL LEVEL = 0, and the route that minimizes the value of the evaluation function E is calculated. A raw material conveyance control method characterized by determining the brand of raw material to be selected and transferred by a plurality of tank belt conveyors. 2. Claim 1 is characterized in that when creating the decision tree, the presence of a faulty scraper in the conveyance path diversion device is detected, and the decision tree is created by excluding the faulty scraper. A raw material transport control method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6735282A JPS58188232A (en) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | Control method and device of material conveyance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6735282A JPS58188232A (en) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | Control method and device of material conveyance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58188232A JPS58188232A (en) | 1983-11-02 |
| JPH0428608B2 true JPH0428608B2 (en) | 1992-05-14 |
Family
ID=13342535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6735282A Granted JPS58188232A (en) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | Control method and device of material conveyance |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5783006B2 (en) * | 2011-11-18 | 2015-09-24 | Jfeスチール株式会社 | Transport equipment interlock method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53119560A (en) * | 1977-03-28 | 1978-10-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method of operating conflicting line between demanding tank and supplying tank |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP6735282A patent/JPS58188232A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58188232A (en) | 1983-11-02 |
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