(57)【要約】【課題】複数の製造工程における要求仕様や制約条件を反映した製造スケジュールを簡便かつ合理的に決定する。【解決手段】一次製品を製造する第１の工程と、一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、第１の工程での一次製品の製造スケジュールを決定する製造スケジュール決定装置であって、一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、一次製品を連続的に製造する単位に関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力部、および一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、単位に関する情報と、第１の工程における一次製品の製造スケジュールに関する第１の制約条件と、第２の工程における二次製品の製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて一次製品の製造スケジュールを決定するスケジュール決定部を備える製造スケジュール決定装置が提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次製品を製造する第１の工程と、前記一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、前記第１の工程での前記一次製品の製造スケジュールを決定する製造スケジュール決定装置であって、
前記一次製品の仕様情報と、前記二次製品の仕様情報と、前記一次製品を連続的に製造する単位に関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力部、および
前記一次製品の仕様情報と、前記二次製品の仕様情報と、前記単位に関する情報と、前記第１の工程における前記一次製品の製造スケジュールに関する第１の制約条件と、前記第２の工程における前記二次製品の製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて前記一次製品の製造スケジュールを決定するスケジュール決定部
を備える製造スケジュール決定装置。
【請求項２】
溶鋼からスラブを製造する連続鋳造工程と、前記スラブからコイルを製造する熱間圧延工程とを含む製造工程において、前記連続鋳造工程での前記スラブの製造スケジュールを決定する製造スケジュール決定装置であって、
前記スラブの仕様情報と、前記コイルの仕様情報と、前記スラブを連続的に製造する単位であるキャストに関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力部、および
前記スラブの仕様情報と、前記コイルの仕様情報と、前記キャストに関する情報と、前記連続鋳造工程における前記スラブの製造スケジュールに関する第１の制約条件と、前記熱間圧延工程における前記コイルの製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて前記スラブの製造スケジュールを決定するスケジュール決定部
を備える製造スケジュール決定装置。
【請求項３】
前記第２の制約条件は、始圧材配置制約、前記コイルの幅および厚みの移行量制約、または厚みが薄い前記コイルを製造するためのスラブもしくは幅が同じ前記コイルを製造するためのスラブの前記熱間圧延工程の処理ロット内での本数制約を含む、請求項２に記載の製造スケジュール決定装置。
【請求項４】
前記スラブの仕様情報は、前記スラブの納期に関する情報を含み、
前記スケジュール決定部は、前記スラブの納期が短いスラブを優先的に前記製造スケジュールに割り当てる、請求項２または請求項３に記載の製造スケジュール決定装置。
【請求項５】
前記溶鋼は、複数のチャージによって供給され、
前記キャストは、成分組成が共通する前記チャージを含む同鋼種キャストを含み、
前記スラブの仕様情報は、前記スラブの幅に関する情報を含み、
前記スケジュール決定部は、前記同鋼種キャスト内で前記スラブの幅が順次拡大または順次縮小するように前記スラブを配列する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の製造スケジュール決定装置。
【請求項６】
前記溶鋼は、複数のチャージによって供給され、
前記キャストは、成分組成が共通する前記チャージを含む同鋼種キャストと、複数の前記同鋼種キャストを含む全キャストとを含み、
前記制約条件は、所定の条件に該当する前記スラブの前記熱間圧延工程の処理ロット内での本数制約を含み、
前記スケジュール決定部は、前記同鋼種キャスト内で前記本数制約が満たされるように前記スラブを前記製造スケジュールに割り当てるとともに、前記全キャスト内でも前記本数制約が満たされるように前記スラブを前記製造スケジュールに割り当てる、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の製造スケジュール決定装置。
【請求項７】
前記同鋼種キャストは、第１の同鋼種キャストと第２の同鋼種キャストとを含み、
前記スケジュール決定部は、
前記第１の同鋼種キャスト内で前記製造スケジュールに割り当てることが可能な前記スラブの組み合わせを第１のノードとし、前記第２の同鋼種キャスト内で前記製造スケジュールに割り当てることが可能な前記スラブの組み合わせを第２のノードとし、前記第１のノードと前記第２のノードとを接続するエッジが生成されるネットワークを生成し、
前記エッジのうち、前記本数制約を満たさない前記第１のノードと前記第２のノードとの組み合わせを接続する不要エッジを削除し、
前記不要エッジが削除された前記ネットワークの最短経路に対応する前記スラブを前記製造スケジュールに割り当てる、請求項６に記載の製造スケジュール決定装置。
【請求項８】
一次製品を製造する第１の工程と、前記一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、前記第１の工程での前記一次製品の製造スケジュールを決定する製造スケジュール決定方法であって、
前記一次製品の仕様情報と、前記二次製品の仕様情報と、前記一次製品を連続的に製造する単位に関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力ステップ、および
前記一次製品の仕様情報と、前記二次製品の仕様情報と、前記単位に関する情報と、前記第１の工程における前記一次製品の製造スケジュールに関する第１の制約条件と、前記第２の工程における前記二次製品の製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて前記一次製品の製造スケジュールを決定するスケジュール決定ステップ
を含む製造スケジュール決定方法。
【請求項９】
一次製品を製造する第１の工程と、前記一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、前記第１の工程での前記一次製品の製造スケジュールを決定するためのプログラムであって、
前記一次製品の仕様情報と、前記二次製品の仕様情報と、前記一次製品を連続的に製造する単位に関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力部、および
前記一次製品の仕様情報と、前記二次製品の仕様情報と、前記単位に関する情報と、前記第１の工程における前記一次製品の製造スケジュールに関する第１の制約条件と、前記第２の工程における前記二次製品の製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて前記一次製品の製造スケジュールを決定するスケジュール決定部
としてコンピュータを動作させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造スケジュール決定装置、製造スケジュール決定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼の製造工程では、高炉で製造された銑鉄を転炉に輸送し、転炉で鍋（チャージ）単位に成分調整がなされた後、タンディッシュに流し込まれた溶鋼を連続的に冷却および切断し、スラブ、ブルーム、またはビレットなどと呼ばれる中間製品を製造する。この時、連続的に冷却、切断を行う工程を連続鋳造工程と呼び、中間製品を連続的に製造する単位をキャストと呼び、予め決定された中間製品のサイズ、品質および納期などに基づいて鋳造順序（製造スケジュール）を決定する作業をキャスト編成と呼ぶ。連続鋳造工程によって製造された中間製品は、次工程である熱間圧延工程に運ばれ、加熱炉にて圧延可能な温度まで加熱された後、薄板、厚板、または形鋼などに圧延される。
【０００３】
ここで、多くの場合において、連続鋳造工程の中間製品を熱間圧延工程の前に常温まで冷却する必要はない。従って、連続鋳造工程で製造された中間製品は、例えば以下のような方法で、鋳造直後の温度をできるだけ維持した状態で熱間圧延工程に送られる。具体的には、例えば、運搬時や保管時に保温カバーを用いる、保管時に高温の中間製品と低温の中間製品との混在を避ける、連続鋳造工程における処理順序を考慮して熱間圧延工程における処理順序を決定し、連続鋳造工程の鋳造時刻と熱間圧延工程の加熱炉装入時刻との間の時間差が小さくなるような製造スケジュールを作成する、といった方法が用いられる。
【０００４】
上記のような方法によって、鋳造直後の温度をできるだけ維持した状態で中間製品を熱間圧延工程に送ることによって、熱間圧延工程の加熱炉における加熱に使用される燃料量を削減することができる。しかしながら、鋳造直後の温度をできるだけ維持した状態で中間製品を熱間圧延工程に送るために、連続鋳造工程および熱間圧延工程の両方の製造スケジュールを同時に作成しようとすると、問題規模が大きくなるために従来の最適化手法を用いて解を算出することが困難である。具体的には、１つのキャストで製造するスラブ数が５０〜１００程度である場合、連続鋳造工程におけるキャスト編成だけを考慮しても、単純な順列では１００！（１００の階乗）のオーダーの問題規模になる。
【０００５】
このような問題に対して、例えば、特許文献１では、連続鋳造工程と熱間圧延工程の両方の製造スケジュールを同時に作成する代わりに、繰り返し手法を用いて各工程間での調整を行う手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４０９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１の技術では、鋳片群を複数のグループ（サイクル）に分割し、そのサイクルごとに熱間圧延工程のスケジュールを仮に立案し、その後、連続鋳造工程の製造順序を含めて補正を行う形となっているが、一般にこのような補正方法では、十分な計算時間を経ても、十分最適に近い解を得ることは困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、複数の製造工程のスケジュールを同時に作成しなくても、各製造工程における要求仕様や制約条件が十分に反映された製造スケジュールを決定することが可能な、新規かつ改良された製造スケジュール決定装置、製造スケジュール決定方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある観点によれば、一次製品を製造する第１の工程と、一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、第１の工程での一次製品の製造スケジュールを決定する製造スケジュール決定装置であって、一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、一次製品を連続的に製造する単位に関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力部、および一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、単位に関する情報と、第１の工程における一次製品の製造スケジュールに関する第１の制約条件と、第２の工程における二次製品の製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて一次製品の製造スケジュールを決定するスケジュール決定部を備える製造スケジュール決定装置が提供される。
上記の構成によれば、第１の工程における一次製品の製造スケジュールの決定にあたって、一次製品の仕様情報とともに、二次製品の仕様情報、ならびに一次製品および二次製品の製造スケジュールに関する制約条件が考慮される。従って、第１の工程および第２の工程における要求仕様や制約条件を反映した製造スケジュールを決定することができる。
【００１０】
本発明の別の観点によれば、溶鋼からスラブを製造する連続鋳造工程と、スラブからコイルを製造する熱間圧延工程とを含む製造工程において、連続鋳造工程でのスラブの製造スケジュールを決定する製造スケジュール決定装置であって、スラブの仕様情報と、コイルの仕様情報と、スラブを連続的に製造する単位であるキャストに関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力部、およびスラブの仕様情報と、コイルの仕様情報と、キャストに関する情報と、連続鋳造工程におけるスラブの製造スケジュールに関する第１の制約条件と、熱間圧延工程におけるコイルの製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいてスラブの製造スケジュールを決定するスケジュール決定部を備える製造スケジュール決定装置が提供される。
【００１１】
本発明のさらに別の観点によれば、一次製品を製造する第１の工程と、一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、第１の工程での一次製品の製造スケジュールを決定する製造スケジュール決定方法であって、一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、一次製品を連続的に製造する単位に関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力ステップ、および一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、単位に関する情報と、第１の工程における一次製品の製造スケジュールに関する第１の制約条件と、第２の工程における二次製品の製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて一次製品の製造スケジュールを決定するスケジュール決定ステップを含む製造スケジュール決定方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに別の観点によれば、一次製品を製造する第１の工程と、一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、第１の工程での一次製品の製造スケジュールを決定するためのプログラムであって、一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、一次製品を連続的に製造する単位に関する情報とを含むデータが入力されるデータ入力部、および一次製品の仕様情報と、二次製品の仕様情報と、単位に関する情報と、第１の工程における一次製品の製造スケジュールに関する第１の制約条件と、第２の工程における二次製品の製造スケジュールに関する第２の制約条件とに基づいて一次製品の製造スケジュールを決定するスケジュール決定部としてコンピュータを動作させるためのプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】連続鋳造工程における製造スケジュールを概念的に示す図である。
【図２】図１に示された製造スケジュールに従ってストランドにスラブを割り当てた結果を概念的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る製造スケジュール決定装置の概略的な構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る製造スケジュール決定方法の概略的な工程を示すフローチャートである。
【図５】図４の例において用いられるスラブ情報ファイルの一例を示す図である。
【図６】図４の例において用いられる同鋼種キャスト情報ファイルの一例を示す図である。
【図７】図４の例において用いられるコイル情報ファイルの一例を示す図である。
【図８】図４の例においてキャストの形状を決定する処理の例を示すフローチャートである。
【図９】図８の例における候補集合抽出処理について概念的に説明するための図である。
【図１０】図８の例における候補集合抽出処理について概念的に説明するための図である。
【図１１】図８の例におけるネットワーク生成処理および最適解算出処理について概念的に説明するための図である。
【図１２】図８の例におけるネットワーク生成処理および最適解算出処理について概念的に説明するための図である。
【図１３】図８の例におけるネットワーク生成処理および最適解算出処理について概念的に説明するための図である。
【図１４】図８〜図１３を参照して説明したような方法で製造スケジュールが決定されることによって回避できる事態の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
以下では、溶鋼からスラブを製造する連続鋳造工程と、スラブからコイルを製造する熱間圧延工程とを含む製造工程における製造スケジュール決定装置、製造スケジュール決定方法およびプログラムの実施形態を例として説明するが、本発明は連続鋳造工程および熱間圧延工程を含む製造工程に限らず、第１の工程と第２の工程との間で要求仕様や制約条件を調整することが求められる様々な製造工程において適用可能である。つまり、本発明は、一次製品を製造する第１の工程と、一次製品から二次製品を製造する第２の工程とを含む製造工程において、第１の工程での一次製品の製造スケジュールを決定するために適用することができる。なお、第１の工程における原材料は、溶鋼のように別の工程で製造された製品であってもよい。また、第２の工程で製造される二次製品は、最終製品でなくてもよく、コイルのように別の工程で原材料として利用される製品であってもよい。
【００１６】
図１は、連続鋳造工程における製造スケジュールを概念的に示す図である。図１に示された例では、連続鋳造工程において溶鋼から製造される一次製品であるスラブ集合１Ａ，１Ｂ，１Ｃの製造スケジュールが決定される。ここで、溶鋼は取鍋と呼ばれる容器に注入され二次精錬工程などを経た後に連続鋳造工程へ搬送される。この取鍋一杯分の溶鋼をチャージと呼ぶ。図示された例において、同鋼種キャスト１１Ａは、同一成分組成のチャージ１０Ａ１、１０Ａ２の２チャージから構成され、同様に、同鋼種キャスト１１Ｂは、１０Ｂ１，１０Ｂ２，１０Ｂ３の３チャージから、同鋼種キャスト１１Ｃは、１０Ｃ１，１０Ｃ２の２チャージから構成される。全キャスト１２は、同鋼種キャスト１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃから構成され、タンディッシュの交換後に鋳造が開始され、次のタンディッシュ交換まで連続的に鋳造される。なお、本実施形態の連続鋳造工程は、各同鋼種キャスト１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの成分組成が相互に異なる異鋼種連々鋳として説明する。スラブ集合１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれ溶鋼の成分組成が同一の同鋼種キャスト１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのそれぞれの中で製造スケジュールが割り当てられる。本実施形態において、同鋼種キャスト１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは一次製品であるスラブを連続的に製造する単位を構成する。
【００１７】
図２は、図１に示された製造スケジュールに従ってストランドにスラブを割り当てた結果を概念的に示す図である。連続鋳造装置は、１つのタンディッシュに対して、１または複数のストランドを含む。ストランドは、タンディッシュから溶鋼が流し込まれる鋳型と、鋳型から引き出された鋳片を搬送しながら成型する一連の成型ロールとを含む。図示された例では、連続鋳造装置はストランドＡおよびストランドＢから構成されている。それぞれのチャージ１０は、破線で示すように２つのストランドＡ、Ｂの両方に供給され、それぞれのストランドＡ、Ｂで別々にスラブ１が鋳造される。従って、図示された例では、それぞれのストランドＡ、Ｂで別々に扱われる同鋼種キャスト１１（同鋼種キャスト１１Ａ，１１Ｂ，・・・）ごとにスラブ１を割り当てて製造スケジュールを決定する必要がある。
【００１８】
ここで、図２に示された例において、スラブ１の幅および長さはそれぞれ異なる。スラブ１の幅は、それぞれのストランドＡ、Ｂにおいて鋳型の幅を調節することによって変更することができる。なお、設備上の制約や品質面から、同鋼種キャスト１１内では、スラブ１の幅が順次拡大または縮小するようにスラブ１が配列される。一方、スラブ１の長さは、成型ロールによる成型後のスラブを切断する位置を調節することによって変更することができる。なお、本実施形態では、同鋼種キャスト１１内で異なるチャージ１０の継目に位置するスラブを同鋼種継目スラブ１Ｐと呼び、同鋼種キャスト１１同士の継目に位置するスラブを異鋼種継目スラブ１Ｑと呼ぶ。
【００１９】
図３は、本発明の一実施形態に係る製造スケジュール決定装置の概略的な構成を示す図である。製造スケジュール決定装置１００は、例えば、専用のコンピュータシステムにおいて実装されてもよいし、パーソナルコンピュータなどの汎用のコンピュータシステムにおいてアプリケーションソフトウェアとして実装されてもよい。あるいは、製造スケジュール決定装置１００の各構成要素は、ＬＡＮ（Local  Area  Network）やインターネットなどのネットワークを介して接続された複数のコンピュータに分散して実装されてもよい。製造スケジュール決定装置１００は、データ入力部１１０、粗キャスト編成部１２０、および制約違反解消部１３０を含む。なお、粗キャスト編成部１２０は、スケジュール決定部の例である。これらの各部の機能は、プログラムに従って動作するプロセッサ、およびプロセッサにデータを入出力するためのインターフェースによって実現される。
【００２０】
製造スケジュール決定装置１００が処理に用いるスラブ情報ファイル１０１、同鋼種キャスト情報ファイル１０２、およびコイル情報ファイル１０３は、オペレータによる操作や、定時での自動取り込み指示などによって読み込まれる。製造スケジュール決定装置１００は、これらのファイルに記録された情報に基づいて実行した処理の結果を、キャスト編成結果ファイル１０４に記録する。また、製造スケジュール決定装置１００は、粗キャスト編成部１２０および制約違反解消部１３０で実行する処理において編成条件ファイル１０５を読み込む。これらのファイルは、例えばコンピュータに内蔵されたメモリ、またはコンピュータに接続可能なリムーバブル記録媒体に記録される。また、上記のファイルのうちのいずれか、または全部が、製造スケジュール決定装置１００とは異なる情報処理装置において記憶され、ＬＡＮやインターネットなどの電気通信回線を用いた通信を介して製造スケジュール決定装置１００に読み込まれたり、製造スケジュール決定装置１００によって書き込まれたりしてもよい。
【００２１】
図４は、本発明の一実施形態に係る製造スケジュール決定方法の概略的な工程を示すフローチャートである。図４に示された処理は、例えば、製鋼工場が溶鋼を受け取る前に実行される。図示された例では、まず、データ入力ステップＳ１１０において、データ入力部１１０は、本実施形態における一次製品であるスラブの仕様情報（スラブ情報ファイル１０１）、本実施形態において一次製品を連続的に製造する単位であるキャストに関する情報（同鋼種キャスト情報ファイル１０２）、および本実施形態における二次製品であるコイルの仕様情報(コイル情報ファイル１０３)を含むデータを入力する。なお、コイルの仕様情報は、注文仕様に応じて決定される。スラブ情報ファイル１０１は、これから出鋼されるスラブの予定情報を含む。予定情報は、（１）スラブの厚み、幅、長さ、重量の上下限値、材質、成分組成などの製造仕様、および（２）次工程の通過希望日時や通過期限日時、鋳造を急ぐ至急指示情報などの工程情報を含む。同鋼種キャスト情報ファイル１０２は、それぞれの同鋼種キャストごとのチャージに関する情報を含む。この情報は、具体的には、それぞれの同鋼種キャストにおけるチャージ数および重量、製造可能な材質などを含む。コイル情報ファイル１０３は、これから圧延されるコイルの予定情報を含む。予定情報は、コイルの厚み、幅、長さ、加熱炉温度などの製造仕様を含む。
【００２２】
図５は、図４の例において用いられるスラブ情報ファイルの一例を示す図である。なお、図５では説明を簡単にするため一部の項目のみを例示しているが、スラブ情報ファイル１０１は図示された項目に加えて製造仕様および工程情報に関するより多くの項目を含んでもよい。図５に示された例では、１つの行がスラブ１枚を表し、識別のためユニークなスラブＩＤが付与されている。図示された項目のうち、「スラブ幅」および「スラブ長さ」は鋳造予定のスラブの寸法を示し、「スラブ重量」は鋳造予定のスラブの重量を表す。また、「材質」は、スラブの成分組成の範囲や鋳造方法に対応付けられるコードである。また、「炭素量」は、スラブ中に含まれる炭素量の割合を表す。これらの情報が、スラブの製造仕様として例示されている。一方、工程情報としては、「通過希望日時」、「通過期限日時」および「至急指示情報」が例示されている。「通過希望日時」は、次工程である熱間圧延工程の通過（例えば開始）日時であり、例えば納期や生産計画に基づいて決定される。また、「通過期限日時」は、次工程である熱間圧延工程での処理の最遅日時である。「至急指示情報」は、スラブの納期に関する情報であり、例えば次工程に進めるのを非常に急ぐスラブについては「Ａ」、急ぐものについては「Ｂ」、といったように、鋳造の緊急度に応じたコードが設定される。
【００２３】
図６は、図４の例において用いられる同鋼種キャスト情報ファイルの一例を示す図である。図６でも説明を簡単にするため一部の項目のみを例示しているが、同鋼種キャスト情報ファイル１０２は図示された項目に加えて他の項目を含んでもよい。図６に示された例では、１つの行が１つの同鋼種キャストを表しており、識別のためユニークな同鋼種キャストＩＤが付与されている。図示された項目のうち、「チャージ数」は、それぞれの同鋼種キャストに含まれるチャージ１０の数を示す。「材質」は、それぞれの同鋼種キャストにおける材質（成分組成）であり、図５に示したスラブ情報ファイル１０１の例における「材質」と同様のコードである。「重量下限」および「重量上限」については後述する。
【００２４】
図７は、図４の例において用いられるコイル情報ファイルの一例を示す図である。なお、図７では説明を簡単にするため一部の項目のみを例示しているが、コイル情報ファイル１０３は図示された項目に加えて製造仕様に関するより多くの項目を含んでもよい。図７に示された例では、１つの行がコイル１個を表し、識別のためユニークなスラブＩＤが付与されている。スラブとコイルは１対１対応であり、スラブＩＤによってコイルを識別する。図示された項目のうち、「コイル幅」、「コイル長さ」および「コイル厚み」は圧延予定のコイルの寸法を示し、「加熱炉温度」は加熱炉から抽出される際の予定温度を表す。
【００２５】
再び図４の説明に戻ると、次に、粗キャスト編成ステップＳ１２０において、粗キャスト編成部１２０が連続鋳造工程でのスラブの製造スケジュール（すなわち、キャストの形状）を仮決めする。なお、粗キャスト編成ステップＳ１２０は、スケジュール決定ステップの例である。上記で図２を参照して説明したように、連続鋳造装置においては、スラブの幅を変更することが可能であるが、設備上の制約や品質面から、粗キャスト編成部１２０は、同鋼種キャスト内でスラブの幅が順次拡大または順次縮小するようにスラブを配列する。このようにして同鋼種キャスト内で配列されたスラブの形状を、以下ではキャストの形状ともいう。本実施形態において、粗キャスト編成部１２０は、以下で説明するような手順で、スラブの仕様情報（スラブ情報ファイル１０１）と、キャストの仕様情報（同鋼種キャスト情報ファイル１０２）と、コイルの仕様情報(コイル情報ファイル１０３)と、連続鋳造工程におけるスラブの製造スケジュールに関する制約条件および熱間圧延工程におけるコイルの製造スケジュールに関する制約条件（編成条件ファイル１０５）とに基づいて、連続鋳造工程でのスラブの製造スケジュールを示すキャストの形状を決定する。
【００２６】
図８は、図４の例においてキャストの形状を決定する処理の例を示すフローチャートである。まず、粗キャスト編成部１２０は、候補集合抽出ステップＳ１２１において、同鋼種キャストで製造することが可能なスラブの情報をスラブ情報ファイル１０１およびコイル情報ファイル１０３から抽出する。これらのスラブの中から、合計が所定の同鋼種キャストの重量に近くなるようにスラブの集合を抽出する（以下では「候補集合抽出処理」と称する）。ここで、同鋼種キャストの重量は、例えば上記で図６を参照して説明した同鋼種キャスト情報ファイル１０２の「重量下限」および「重量上限」によって特定される。スラブの組み合わせは複数あるので、複数のスラブ集合が抽出される。これを候補集合とし、候補集合の抽出をすべての同鋼種キャスト分繰り返す（ステップＳ１２２：Ｎｏ）。
【００２７】
本実施形態では、上記の候補集合を作成するにあたって、本来考慮すべき連続鋳造工程における製造スケジュールに関する制約条件に加えて、次工程である熱間圧延工程におけるコイルの製造スケジュールに関する制約条件を考慮する。熱間圧延工程におけるコイルの製造スケジュールに関する制約条件は、例えば、始圧材配置制約、幅および厚みの移行量制約、薄物規制、同幅本数規制などを含む。始圧材配置制約は、熱間圧延工程の処理ロット（以下、熱間圧延ロットともいう）を作成する際に、圧延ロールの慣らしや装置の調整を目的として、ロットの先頭に配置するスラブに関する制約である。幅および厚みの移行量制約は、コイル幅やコイル厚みが極端に異なるコイルは連続して圧延できないため、連続したコイル間で幅および厚みのギャップ上限を定めた制約である。薄物規制は、厚みが薄いコイルを製造するためのスラブの熱間圧延ロット内での本数制約である。同幅本数規制は、幅が同じコイルを製造するためのスラブの熱間圧延ロット内での本数制約である。
【００２８】
図９および図１０は、図８の例における候補集合抽出処理について概念的に説明するための図である。図９には、１つの同鋼種キャストに対応する候補集合を決定する流れが示されている。当該同鋼種キャストで製造することが可能なスラブとして抽出された候補スラブは、スラブＳ１〜Ｓ５である。このうち、スラブＳ２，Ｓ４では、圧延後のコイル厚みが上記の薄物規制の対象になる。この例では、薄物規制に従って１つの圧延ロット内で圧延できる本数の上限が１本であるものとする。また、図６に示した例における同鋼種キャストの「重量下限」が５８ｔ、「重量上限」が６２ｔであるものとする。
【００２９】
このような例において、粗キャスト編成部１２０は、まずスラブ重量の合計が６０ｔ前後になる候補集合を全列挙する。図示されているように、スラブ重量の合計が６０ｔ前後になる候補集合は１０パターンあるが、スラブ重量の合計が５８ｔ〜６２ｔの範囲に収まるものは６パターンである（収まらないパターンを「重量ＮＧ」として示す）。この中から、薄物規制に適合しない（スラブＳ２，Ｓ４の両方を含む。「本数ＮＧ」として示す）２パターンを除外すると、４パターンの候補集合が抽出される。
【００３０】
なお、実際は、上記のような候補集合の抽出において候補集合を全列挙すると数が膨大になる（例えば、５０本の候補スラブから１５本のスラブを含む候補集合を全列挙すると、５０Ｃ１５≒２．３×１０１２パターンになる）ため、何らかのルールによって絞り込んで、つまり条件付きで列挙する必要がある。具体的には、例えば、図５の例に示したスラブ情報ファイル１０１において「至急指示情報」に「Ａ」や「Ｂ」が設定されたスラブを多く含む候補集合のみを列挙してもよい。このとき、粗キャスト編成部１２０は、スラブの納期が短いスラブを優先的に製造スケジュールに割り当てている。図１０では、スラブＳ１の「至急指示情報」に「Ａ」が設定されている場合の候補集合の列挙の例が示されている。この場合、至急材（スラブＳ１）を含まない候補集合を抽出すると後述する評価指標が低くなるため、スラブＳ１を必ず含む候補集合のみを列挙することで、全列挙の場合の１０パターンを６パターンまで絞り込むことができる。
【００３１】
再び図８の説明に戻ると、候補集合抽出ステップＳ１２１およびステップＳ１２２の繰り返しによってすべての同鋼種キャストについて候補集合が抽出されると（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、粗キャスト編成部１２０は、ネットワーク生成ステップＳ１２３において、それぞれの同鋼種キャストの候補集合から１つのスラブ集合を決定するためのネットワークを生成する（以下では「ネットワーク生成処理」と称する）。次に、粗キャスト編成部１２０は、最適解算出ステップＳ１２４において、ネットワークにおける最短経路の探索を用いてそれぞれの同鋼種キャストにおける候補集合の最適解（１つのスラブ集合）を算出する（以下では「最適解算出処理」と称する）。
【００３２】
図１１から図１３は、図８の例におけるネットワーク生成処理および最適解算出処理について概念的に説明するための図である。図１１に例示されたネットワークにおいて、ノードａ１，ａ２，・・・，ａＮ（第１のノード）のそれぞれは、同鋼種キャスト１１Ａ（第１の同鋼種キャスト）について抽出された候補集合、すなわち同鋼種キャスト１１Ａ内で製造スケジュールに割り当てることが可能なスラブの組み合わせを示す。同様に、ノードｂ１，ｂ２，・・・ｂＭ（第２のノード）のそれぞれは、同鋼種キャスト１１Ｂ（第２の同鋼種キャスト）について抽出された候補集合、すなわち同鋼種キャスト１１Ｂ内で製造スケジュールに割り当てることが可能なスラブの組み合わせを示す。ノードｃ１，ｃ２，・・・，ｃＬ（第３のノード）のそれぞれは、同鋼種キャスト１１Ｃ（第３の同鋼種キャスト）について抽出された候補集合、すなわち同鋼種キャスト１１Ｃ内で製造スケジュールに割り当てることが可能なスラブの組み合わせを示す。ネットワークのエッジは、ノードａ１，ａ２，・・・，ａＮのそれぞれとノードｂ１，ｂ２，・・・ｂＭのそれぞれとを接続し、またノードｂ１，ｂ２，・・・ｂＭのそれぞれとノードｃ１，ｃ２，・・・，ｃＬのそれぞれとを接続する。
【００３３】
上記のようなネットワークにおけるノード間の距離ｄ（エッジの長さ）は、例えば図１２に示すように、エッジの両側のノードに対応する候補集合における至急材（上記のように、例えば「至急指示情報」に「Ａ」や「Ｂ」が設定されたスラブ）の比率や、幅差、すなわちエッジの両側のノードに対応する候補集合におけるスラブ幅の最小値同士の差および最大値同士の差、ならびに余剰率、すなわちエッジの両側のノードに対応する候補集合に含まれる余剰重量（同鋼種キャスト内の全チャージの溶鋼重量と、候補集合に含まれるスラブ重量の合計との差分）の比率などの評価指標に基づいて決定される。図示された例においてこれらの評価指標に乗じる重みｗ１〜ｗ３は、例えば、至急材の比率が高い場合、幅差が小さい場合、および余剰率が低い場合に、それぞれ距離ｄが小さくなるように設定される。次に、生成したネットワークにおいて最短経路を求める。図１２を参照して説明したように、本実施形態ではノード間の距離ｄ（エッジの長さ）が評価指標に基づいて決定されるため、上記のネットワークにおける最短経路を求めることは、それぞれの同鋼種キャストにおける候補集合の中から最も妥当なものを選ぶことと等価である。
【００３４】
本実施形態では、最短経路を求めるにあたっても、熱間圧延工程におけるコイルの製造スケジュールに関する制約条件が考慮される。具体的には、例えば、図１３に示されるような、熱間圧延工程における薄物規制に基づく枝狩り（pruning）の処理が実行される。上述のように、薄物規制は、所定の条件（厚みが薄いコイルを製造するための）に該当するスラブの熱間圧延ロット内での本数制約である。図示された例では、薄物規制に従って１つの圧延ロット内で圧延できる本数の上限が１０本であるものとする。
【００３５】
上記の例において、図９に示した例のように、それぞれの同鋼種キャスト内で本数制約が満たされるようにスラブを製造スケジュールに割り当てた場合、個々のノードに対応する候補集合は薄物規制に適合している（ノード内に記載された数字は、それぞれの候補集合における薄物規制の対象の数を示す）。しかしながら、複数の同鋼種キャストを含む全キャスト内では、本数制約が満たされないことがありうる。例えば、図１３（Ａ）に示した例において、ノードａ１とノードｂ１とを組み合わせた場合、薄物規制の対象が１６本になり、本数制約が満たされない。また、ノードａ１とノードｂ２とを組み合わせた場合も、薄物規制の対象が１２本になり、本数制約が満たされない。そこで、粗キャスト編成部１２０は、以下で説明するような処理によって全キャスト内でも本数制約が満たされるようにスラブを製造スケジュールに割り当てる。
【００３６】
図１３（Ｂ）には、ネットワーク生成ステップＳ１２３において、上記のように本数制約を満たさないノードの組み合わせを接続するエッジを不要エッジとして削除した例が示されている。最適解算出ステップＳ１２４では、不要エッジが削除されたネットワークの最短経路に対応するスラブが製造スケジュールに割り当てられる。このとき、エッジが枝狩りされていることによって、最短経路の探索のための演算量を削減することができる。なお、最短経路の探索には様々な公知の手法を適用することが可能であり、例えば経路を全探索する深さ優先探索手法や、動的計画法の一種であるラベル付きダイクストラ手法などが用いられる。算出された最適解に対応する候補集合を選択することで、それぞれの同鋼種キャストにおけるスラブ幅の最大値および最小値が決定され、スラブ幅に従って同鋼種キャスト内のスラブを並べ替えることでキャストの形状が決定される。
【００３７】
図１４は、図８〜図１３を参照して説明したような方法で製造スケジュールが決定されることによって回避できる事態の例を示す図である。図１４（Ａ）に示す例では、圧延ロットにおける薄物規制（２０本）を考慮せずに製造スケジュールを決定したことによって、全キャスト１２に薄物規制を超える本数（３０本）の対象スラブが含まれている。この場合、図１４（Ｂ）に示されるように、熱間圧延工程では１０本のスラブが同じ圧延ロット内では処理できず、次の圧延ロットに回されることになる。この場合、次の圧延ロットに回されたスラブが前の圧延ロットの処理を待つ間に熱ロスが発生し、熱間圧延工程の加熱炉において余分な再加熱が必要になる。上記のように製造スケジュールを決定する時点で薄物規制が考慮されていれば、最初から薄物規制に適合する製造スケジュールが決定されることによって、上記のような熱ロスを回避することができる。
【００３８】
再び図４の説明に戻ると、次に、組込ユニット改善ステップＳ１３０において、粗キャスト編成部１２０がキャストに組み込むスラブを修正する。これは、候補集合抽出処理において、全列挙ではなく部分列挙をしたため、十分に最適な候補集合を抽出できていない可能性があり、スラブの部分的な入れ替えで改善される可能性を担保するためである。具体的には、粗キャスト編成部１２０は、粗キャスト編成ステップＳ１２０で選定された候補集合のスラブと、候補スラブ（図９の例ではスラブＳ１〜Ｓ５）の中で選定された候補集合に組み込まれなかったスラブとを逐次比較し、評価指標が改善する場合に、候補集合のスラブを候補集合に組み込まれなかったスラブと入れ替える。なお、粗キャスト編成ステップＳ１２０において既に候補集合のスラブが選定されているため、上記のような入れ替えのための演算量は、候補集合を選定するための演算量に比べて多くない（例えば、５０本の候補スラブから１５本のスラブを含む候補集合を選定した場合、残り３５本のスラブとの入れ替えのために評価指標を比較する回数は１５×３５＝５２５回）。
【００３９】
次に、制約違反解消ステップＳ１４０において、制約違反解消部１３０が、組込ユニット改善ステップＳ１３０までの処理によって得られた結果を修正する。粗キャスト編成ステップＳ１２０では、連続鋳造における制約条件が必ずしもすべて反映されるわけではない。候補集合抽出処理や最適解算出処理においては、評価指標を元に選択を行っており、図１に示された全キャスト１２の先頭や末尾に配置されるスラブの条件や、図２に示された同鋼種継目スラブ１Ｐおよび異鋼種継目スラブ１Ｑの条件に合致するものが含まれるように制約を課していない。決定されたキャストの形状において連続するスラブの幅のギャップについての制約条件（鋳型の幅を円滑に変更できる範囲か否か）についても、小さくなるような評価指標で選択を行っており、このような条件下では、一般に、制約が満たされている可能性は低い。そこで、制約違反解消部１３０は、制約違反解消ステップＳ１４０において、全キャスト１２の先頭から末尾まで配置されているそれぞれのスラブ、および連続するスラブ同士の間で長さや重量を計算し、上記のような制約条件を満たしているか否かを判定する。制約条件に違反している場合は、組込ユニット改善ステップＳ１３０と同様に、選定された候補集合に組み込まれなかったスラブとの入れ替えを試みる。入れ替え可能なスラブが存在しない場合、適当な余剰スラブをキャストに挿入することで制約条件が満たされるようにする（例えば、連続するスラブの間で幅のギャップが大きすぎる場合、前後のスラブの中間の幅のスラブを挿入する）。
【００４０】
最後に、制約内改善処理ステップＳ１５０において、制約違反解消部１３０が、制約違反解消ステップＳ１４０までの処理によって得られた結果の微修正を試みる。制約違反解消ステップＳ１４０でキャストに挿入される余剰スラブは、本来、不要なスラブであるため、重量が小さいほうがよい。そこで、余剰スラブの前後のスラブとの接続性などを検証し、制約違反解消ステップＳ１４０で考慮した制約条件に再び抵触しない範囲で余剰スラブの重量を小さくすることを試みる。
【００４１】
以上のようなステップで連続鋳造工程におけるスラブの製造スケジュールを決定することによって、スラブの仕様情報、コイルの仕様情報、キャストの仕様情報とともに、連続鋳造工程における製造スケジュールに関する制約条件、次工程である熱間圧延工程におけるコイルの製造スケジュールに関する制約条件が考慮される。従って、連続鋳造工程および熱間圧延工程のスケジュールを同時に作成しなくても、各工程における要求仕様や制約条件が十分に反映された製造スケジュールを決定することができる。
【００４２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４３】
１…スラブ、１０…チャージ、１１…同鋼種キャスト、１２…全キャスト、１００…製造スケジュール決定装置、１０１…スラブ情報ファイル、１０２…同鋼種キャスト情報ファイル、１０３…コイル情報ファイル、１０４…キャスト編成結果ファイル、１０５…編成条件ファイル、１１０…データ入力部、１２０…粗キャスト編成部、１３０…制約違反解消部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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