(57)【要約】【課題】長さの異なる複数の金属製品を、複数の材料から取り合せる計画を立案する方法であって、ロット後半でも歩留まりが良好で、かつ、鋸断能率のばらつきが小さい取り合せ計画を、実用的な時間で高速に立案する。【解決手段】先ず、仕様が同じ製品のまとまり（注文）毎に、その注文長と注文本数に応じて、各グループに属する注文の注文長と注文本数との積の合計値が均等になるように、かつ、注文長の昇順もしくは降順に予め設定されたグループ数に分類し、各グループに属する注文の注文長と注文本数と積の合計値の、全注文の注文長と注文本数との積の合計値に対する割合（鋸断割合）を求める。次に、先頭材料から順次取り合せ対象の１本の材料を選択し、各グループについての、当該材料までの累積材料長と鋸断割合との積で表される累積鋸断目標長を求め、この累積鋸断目標長に最も近くなるように取り合せを求める。この処理を全ての材料に対して繰り返す。【選択図】図１
2010182045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さの相異なる金属製品を含む複数の金属製品又は長さの相等しい複数の金属製品に対する注文を、長さの相異なる材料を含む複数の材料又は長さの相等しい複数の材料から取り合せる際に、該金属製品の該材料からの取り合せを、該材料１本毎に順次決定することによって、該複数の金属製品の該複数の材料からの取り合せ計画を立案する取り合せ計画立案方法であって、
１つの注文が長さの相等しい前記金属製品の注文本数と注文長とからなる複数の注文を、予め設定された個数の複数のグループへと、前記注文長の順に分類するグループ作成ステップと、
前記注文の注文長と注文本数との積の合計値である注文合計長を前記各グループに属する注文について計算した値であるグループ毎の注文合計長を、前記複数の注文全てについて計算した注文合計長である総計注文長で除して、当該除算結果の値を、前記各グループの鋸断割合として求める鋸断割合計算ステップと、
取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料の材料長と既に取り合せが決定された材料の材料長との合計値である累積材料長と、前記各グループの鋸断割合との積を、前記各グループの累積鋸断目標長として定める累積鋸断目標長算出ステップと、
前記各グループについての、前記１本の材料から取り合せる注文の注文合計長と既に取り合せが決定された注文の注文合計長との合計値である累積鋸断計画長と、該グループについての前記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを、該１本の材料について求める取り合せ作成ステップと
を有し、
前記累積鋸断目標長算出ステップ及び前記取り合せ作成ステップは、前記複数の材料を順次取り合せ対象として、該複数の材料全てについて行われることを特徴とする、取り合せ計画立案方法。
【請求項２】
前記グループ作成ステップでは、前記総計注文長を前記グループの個数で除した値を、前記各グループに属する注文の注文合計長の目標値として、前記複数の注文を、予め設定された前記個数の複数のグループへと、前記注文長の順に分類することを特徴とする、請求項１に記載の取り合せ計画立案方法。
【請求項３】
前記取り合せ作成ステップでは、前記取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料からの取り合せの全ての候補を求め、前記取り合せの全ての候補に対して、前記各グループについての前記累積鋸断計画長と前記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを探索することを特徴とする、請求項１又は２に記載の取り合せ計画立案方法。
【請求項４】
長さの相異なる金属製品を含む複数の金属製品又は長さの相等しい複数の金属製品に対する注文を、長さの相異なる材料を含む複数の材料又は長さの相等しい複数の材料から取り合せる際に、該金属製品の該材料からの取り合せを、該材料１本毎に順次決定することによって、該複数の金属製品の該複数の材料からの取り合せ計画を立案する取り合せ計画立案装置であって、
１つの注文が長さの相等しい前記金属製品の注文本数と注文長とからなる複数の注文を、予め設定された個数の複数のグループへと、前記注文長の順に分類するグループ作成手段と、
前記注文の注文長と注文本数との積の合計値である注文合計長を前記各グループに属する注文について計算した値であるグループ毎の注文合計長を、前記複数の注文全てについて計算した注文合計長である総計注文長で除して、当該除算結果の値を、前記各グループの鋸断割合として求める鋸断割合計算手段と、
取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料の材料長と既に取り合せが決定された材料の材料長との合計値である累積材料長と、前記各グループの鋸断割合との積を、前記各グループの累積鋸断目標長として定める累積鋸断目標長算出手段と、
前記各グループについての、前記１本の材料から取り合せる注文の注文合計長と既に取り合せが決定された注文の注文合計長との合計値である累積鋸断計画長と、該グループについての前記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを、該１本の材料について求める取り合せ作成手段と
を有し、
前記累積鋸断目標長算出手段及び前記取り合せ作成手段は、前記複数の材料を順次取り合せ対象として、該複数の材料全てについて各処理を行うことを特徴とする、取り合せ計画立案装置。
【請求項５】
長さの相異なる金属製品を含む複数の金属製品又は長さの相等しい複数の金属製品に対する注文を、長さの相異なる材料を含む複数の材料又は長さの相等しい複数の材料から取り合せる際に、該金属製品の該材料からの取り合せを、該材料１本毎に順次決定することによって、該複数の金属製品の該複数の材料からの取り合せ計画をコンピュータに立案させるためのプログラムであって、
コンピュータに、
１つの注文が長さの相等しい前記金属製品の注文本数と注文長とからなる複数の注文を、予め設定された個数の複数のグループへと、前記注文長の順に分類するグループ作成手順と、
前記注文の注文長と注文本数との積の合計値である注文合計長を前記各グループに属する注文について計算した値であるグループ毎の注文合計長を、前記複数の注文全てについて計算した注文合計長である総計注文長で除して、当該除算結果の値を、前記各グループの鋸断割合として求める鋸断割合計算手順と、
取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料の材料長と既に取り合せが決定された材料の材料長との合計値である累積材料長と、前記各グループの鋸断割合との積を、前記各グループの累積鋸断目標長として定める累積鋸断目標長算出手順と、
前記各グループについての、前記１本の材料から取り合せる注文の注文合計長と既に取り合せが決定された注文の注文合計長との合計値である累積鋸断計画長と、該グループについての前記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを、該１本の材料について求める取り合せ作成手順と
を実行させ、かつ、
前記累積鋸断目標長算出手順及び前記取り合せ作成手順を、前記複数の材料を順次取り合せ対象として、該複数の材料全てについて実行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、製造された材料から、種類が異なる複数の金属製品を採取する鋸断工程の作業指示を計画立案する装置に用いて好適な技術であり、特に、圧延後の材料から形鋼製品を鋸断するための取り合せ計画を立案する際に利用可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、Ｈ形鋼や山形鋼、溝形鋼、鋼矢板等の形鋼製品の製造工程は図１５のような流れになっており、鋳造されたブルーム３０と呼ばれる鋳片を、加熱炉３１で所定温度まで加熱した後、粗圧延機・中間圧延機・仕上圧延機から構成される圧延工程３２で所定の形状に圧延成形し、冷却床３３にて所定の温度まで冷却する。冷却床３３で冷却された材料３４は、矯正工程３５で曲がりを矯正後、鋸断工程３６にて注文された長さ（以下、単に「注文長」と記載する）に鋸断され金属製品３７となる（以下、金属製品を単に「製品」と記載する）。検査工程３８での検査をパスした製品３７のみパイラー工程３９へ送られる。パイラー工程３９では、同一種類の複数製品３７をパイリング機械３ｃにて積み重ね、結束工程３ａにてワイヤーで結束された後、出荷されるまで倉庫３ｂに保管される。
【０００３】
上記製品３７を製造する際には、主に受注生産方式が用いられ、客先から注文された仕様と注文本数に基づき、生産計画が立案される。ここで、「仕様」とは製品のサイズ（断面形状と注文長）や製品強度（引張強度や降伏強度等）などを意味する。
【０００４】
複数の客先から、仕様と注文本数が異なる注文が与えられるが、仕様が異なっていたとしても、同一材料から鋸断できる製品は、同一の製造ロットとして、まとめて製造される。例えば、断面形状と製品強度が同じ製品であれば、注文長が異なっていたとしても同一材料から鋸断できる。従って、１つの製造ロットでは注文長や注文本数が異なる複数仕様の製品を製造する。また、圧延後の材料３４の長さ（以下、「材料長」と記載する）、つまり鋸断前の材料長は、ブルーム重量や加熱後に発生するスケール量、圧延伸び率の違いによりばらつきが生じる。このため、鋸断工程では材料長の異なる複数の材料から、注文長と注文本数が異なる複数の製品を鋸断する必要がある。
【０００５】
以下、仕様が等しい製品のまとまりを「注文」と呼び、材料から複数本数の製品を鋸断するために用いられる製品の組合せ方を「取り合せ」と呼ぶこととする。また、１つの製造ロットで製造された全ての材料の取り合せを「取り合せ計画」と呼ぶこととする。この取り合せ計画は鋸断工程の作業指示として用いられるが、歩留りや結束率、鋸断能率を左右するものであり、取り合せ計画を適切に立案することが、形鋼製品の製造では重要となる。
【０００６】
先ず歩留りに関して説明する。
図１６は１本の材料の取り合せ例であるが、なるべく切捨て部４０が少なくなるように材料３４から製品３７を取り合せる方が望ましい。歩留りは、材料長に対して製品を取り合せた長さの割合で表される。材料の切捨て部４０が多い場合には歩留りが悪化し、注文された全ての製品３７を製造するために必要とされるブルーム３０の本数が多くなってしまう。なお、切捨て部４０の長さを「切捨長」と呼び、切捨長が短い方が歩留りは良好となる。
【０００７】
次に結束率に関して説明する。
結束率とは最大結束本数に対する実際に結束した本数の割合である。パイラー工程でのパイリング機械台数には上限があり、結束工程で結束する際には異なる仕様の製品同士は結束しないため、同一仕様の製品を連続してパイリング機械に仕分けることが望ましい。このため、例えば、１本の材料からパイリング機械の台数（図１５では４台）を超える異仕様の製品を鋸断すると、あるパイリング機械では必ず製品仕様の切替わり（以下、この切替わりを「尺替り」と呼び、切替わり回数を「尺替り数」と呼ぶ）が発生するため結束率が低下し、倉庫の占有率が上昇してしまう。最悪倉庫が一杯になると、製品が出荷されて倉庫が空くまで新たな製品を製造できなくなってしまう。
【０００８】
最後に鋸断能率に関して説明する。
鋸断能率とは単位時間当たりに処理可能な材料本数である。形鋼の製造工程は図１５のように直列構造となっているため、鋸断工程が製造ネックになると、工場全体の生産能力が落ちてしまう。例えば、短い製品ばかりをある材料群から鋸断する取り合せ計画を立案してしまうと、その材料群から鋸断する製品本数が多くなってしまうため、その期間の鋸断工程の能率が落ちてしまい、工場全体の生産能力も落ちてしまう。従って、材料１本毎から鋸断する製品本数を全ての材料に対して平準化させ、鋸断工程の鋸断能率のばらつきが少ない取り合せ計画を立案する必要がある。また、鋸断工程では、複数本の材料をまとめて鋸断（「まとめ鋸断」とも呼ぶ。）できる場合が有る。例えば、図１７（ａ）と図１７（ｂ）は同じ製品の異なる取り合せ（１２ｍ×６本、１０ｍ×６本、８ｍ×９本）である。図１７（ｂ）のような取り合せ計画が立案されればまとめ鋸断ができず、鋸断能率が低下してしまう。そこで、図１７（ａ）のように、できるだけまとめ鋸断できるように取り合せ計画を立案し、鋸断能率を向上させることも必要となる。
【０００９】
さて、この取り合せ計画を立案する手法として、特許文献１〜特許文献６の手法が開示されている。
【００１０】
特許文献１は、材料長の確率密度分布を指定し、パイリング機械台数の上限に基づき材料から１度に切断可能な製品種類数をｎ種とし、複数の注文（それぞれ同一仕様の製品のまとまり）をｎグループに分類後、切捨長の期待値の合計が最小となるｎ種の切断候補群を求め、ｎ種類の切断候補群の中から、切捨長の期待値が大きい順に材料と注文との取り合せを求める方法である（切捨長の期待値が大きい順に取り合せることで、ロット後半に切捨長の期待値が小さい切断候補を残す）。
【００１１】
特許文献２は、注文毎に取り合せが難しいにつれて値が大きくなる評価関数（文献ではＦＵＺＺＹ関数と記載）を定め、材料の先頭から順次、評価関数の値が小さい取り合せを求める方法が開示されている。実施例で示されている評価関数は、注文本数が多い注文ほど評価値が小さくなる関数であり、大まかには、材料の先頭から、注文本数が多い順に、注文の製品を材料から取り合せる手法である。
【００１２】
特許文献３は、鋸断工程にて複数本の材料をまとめて鋸断できるときに利用される技術であり、材料の先頭から順次、注文長と注文残数（注文本数から取り合せ済みの本数を差し引いた本数）から、まとめ鋸断可能な材料本数を決定し、材料の切捨長が少ない取り合せを求める手法である。
【００１３】
特許文献４は、取り合せ計画の初期値を何らかの方法（エキスパートシステム等）で求めた後、遺伝的アルゴリズムを用いて、取り合せ計画の部分修正を多数回繰り返し、予め指定された評価関数の評価値が最良の取り合せ計画を探索する手法である。
【００１４】
特許文献５は、特許文献１〜特許文献３と同様に、材料の先頭から順次取り合せを決定する方法であり、歩留りを優先した評価関数を用いた取り合せ計画、作業性（結束率と鋸断能率）を優先した評価関数を用いた取り合せ計画など、複数の評価関数にて取り合せ計画を求めて作業者に提示し、作業者に１つの計画を選択させるという手法である。
【００１５】
特許文献６は、特許文献５とほぼ同様であるが、特許文献６は注文本数を超えた本数を取り合せることも許可し、注文毎に、注文本数≦取り合せ本数≦注文本数＋α（αは設定値）の制約を満足する取り合せ計画を求める手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開昭５３−８９０８４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３１８１４号公報
【特許文献３】特開平５−１３８４３３号公報
【特許文献４】特開２０００−７１１１９号公報
【特許文献５】特開２００３−１４０７２７号公報
【特許文献６】特開２００７−５２５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、１種類の製品が複数種類の製品と組み合わされることがない。例えば、注文が６ｍ，１２ｍ，１４ｍ，１６ｍの４種類であり、パイリング機械が２台の場合には、６ｍ−１６ｍ，１２ｍ−１４ｍを組合せた切断候補になり、６ｍ−１２ｍ，６ｍ−１２ｍ，６ｍ−１６ｍのように、６ｍ製品と複数種類の製品（１２ｍ，１４ｍ，１６ｍ）とを組合せた切断候補は使用されず、組合せの数がかなり限られてしまうため、適切な取り合せ計画を立案することは困難である。
【００１８】
一方、上記特許文献２と特許文献３及び特許文献５の方法は、ロットの前半では製品種類が多いため、切捨長が少ない取り合せ計画が得られるが、ロットの後半になると、製品種類の数が少なくなり（最悪１種類の製品のみとなり）、切捨長が長くなってしまうという恐れがある。特許文献６では、注文種類が少なくなれば、注文本数を超えた製品も材料に割当てられるため、上記特許文献５等に比べて切捨長は少なくなるが、必要のない（注文されていない）製品が多い取り合せ計画となってしまうことがある。
【００１９】
特許文献４の方法は、遺伝的アルゴリズムを用いているため、適切な計画を求めるためには莫大な回数の部分修正を繰り返す必要があり、それに応じて膨大な計算時間が掛かってしまい、実用的ではない。
【００２０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、製造された材料から注文長が異なる複数の金属製品を採取する鋸断工程の作業指示を計画立案する際に、ロット後半でも材料の歩留りが悪化せず、鋸断能率ばらつきが少ない取り合せ計画、すなわち、ロット後半でも材料の切捨長が少なく、材料１本毎から取り合せる注文の本数が全ての材料に対して、より平準化された取り合せ計画を高速に立案する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、長さの相異なる金属製品を含む複数の金属製品又は長さの相等しい複数の金属製品に対する注文を、長さの相異なる材料を含む複数の材料又は長さの相等しい複数の材料から取り合せる際に、該金属製品の該材料からの取り合せを、該材料１本毎に順次決定することによって、該複数の金属製品の該複数の材料からの取り合せ計画を立案する取り合せ計画立案方法であって、
１つの注文が長さの相等しい上記金属製品の注文本数と注文長とからなる複数の注文を、予め設定された個数の複数のグループへと、上記注文長の順に分類するグループ作成ステップと、
上記注文の注文長と注文本数との積の合計値である注文合計長を上記各グループに属する注文について計算した値であるグループ毎の注文合計長を、上記複数の注文全てについて計算した注文合計長である総計注文長で除して、当該除算結果の値を、上記各グループの鋸断割合として求める鋸断割合計算ステップと、
取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料の材料長と既に取り合せが決定された材料の材料長との合計値である累積材料長と、上記各グループの鋸断割合との積を、上記各グループの累積鋸断目標長として定める累積鋸断目標長算出ステップと、
上記各グループについての、上記１本の材料から取り合せる注文の注文合計長と既に取り合せが決定された注文の注文合計長との合計値である累積鋸断計画長と、該グループについての上記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを、該１本の材料について求める取り合せ作成ステップと
を有し、
上記累積鋸断目標長算出ステップ及び上記取り合せ作成ステップは、上記複数の材料を順次取り合せ対象として、該複数の材料全てについて行われることを特徴とする、取り合せ計画立案方法が提供される。
【００２２】
また、上記グループ作成ステップでは、上記総計注文長を上記グループの個数で除した値を、上記各グループに属する注文の注文合計長の目標値として、上記複数の注文を、予め設定された上記個数の複数のグループへと、上記注文長の順に分類してもよい。
【００２３】
また、上記取り合せ作成ステップでは、上記取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料からの取り合せの全ての候補を求め、上記取り合せの全ての候補に対して、上記各グループについての上記累積鋸断計画長と上記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを探索してもよい。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、長さの相異なる金属製品を含む複数の金属製品又は長さの相等しい複数の金属製品に対する注文を、長さの相異なる材料を含む複数の材料又は長さの相等しい複数の材料から取り合せる際に、該金属製品の該材料からの取り合せを、該材料１本毎に順次決定することによって、該複数の金属製品の該複数の材料からの取り合せ計画を立案する取り合せ計画立案装置であって、
１つの注文が長さの相等しい上記金属製品の注文本数と注文長とからなる複数の注文を、予め設定された個数の複数のグループへと、上記注文長の順に分類するグループ作成手段と、
上記注文の注文長と注文本数との積の合計値である注文合計長を上記各グループに属する注文について計算した値であるグループ毎の注文合計長を、上記複数の注文全てについて計算した注文合計長である総計注文長で除して、当該除算結果の値を、上記各グループの鋸断割合として求める鋸断割合計算手段と、
取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料の材料長と既に取り合せが決定された材料の材料長との合計値である累積材料長と、上記各グループの鋸断割合との積を、上記各グループの累積鋸断目標長として定める累積鋸断目標長算出手段と、
上記各グループについての、上記１本の材料から取り合せる注文の注文合計長と既に取り合せが決定された注文の注文合計長との合計値である累積鋸断計画長と、該グループについての上記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを、該１本の材料について求める取り合せ作成手段と
を有し、
上記累積鋸断目標長算出手段及び上記取り合せ作成手段は、上記複数の材料を順次取り合せ対象として、該複数の材料全てについて各処理を行うことを特徴とする、取り合せ計画立案装置が提供される。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、長さの相異なる金属製品を含む複数の金属製品又は長さの相等しい複数の金属製品に対する注文を、長さの相異なる材料を含む複数の材料又は長さの相等しい複数の材料から取り合せる際に、該金属製品の該材料からの取り合せを、該材料１本毎に順次決定することによって、該複数の金属製品の該複数の材料からの取り合せ計画をコンピュータに立案させるためのプログラムであって、
コンピュータに、
１つの注文が長さの相等しい上記金属製品の注文本数と注文長とからなる複数の注文を、予め設定された個数の複数のグループへと、上記注文長の順に分類するグループ作成手順と、
上記注文の注文長と注文本数との積の合計値である注文合計長を上記各グループに属する注文について計算した値であるグループ毎の注文合計長を、上記複数の注文全てについて計算した注文合計長である総計注文長で除して、当該除算結果の値を、上記各グループの鋸断割合として求める鋸断割合計算手順と、
取り合せ対象の１本の材料に対して、該１本の材料の材料長と既に取り合せが決定された材料の材料長との合計値である累積材料長と、上記各グループの鋸断割合との積を、上記各グループの累積鋸断目標長として定める累積鋸断目標長算出手順と、
上記各グループについての、上記１本の材料から取り合せる注文の注文合計長と既に取り合せが決定された注文の注文合計長との合計値である累積鋸断計画長と、該グループについての上記累積鋸断目標長との偏差を少なくとも含む評価関数の値が最も小さい取り合せを、該１本の材料について求める取り合せ作成手順と
を実行させ、かつ、
上記累積鋸断目標長算出手順及び上記取り合せ作成手順を、上記複数の材料を順次取り合せ対象として、該複数の材料全てについて実行させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、注文を注文長の順に複数グループに分類し、取り合せ対象の１本の材料に対する取り合せを求める際に、各グループの注文から均等に取り合せることができる。その結果、材料１本毎から取り合せる注文の本数が全ての材料に対して平準化された鋸断能率ばらつきが少ない取り合せを求めることが出来る。また、このように各グループ均等に取り合せることで、ロット後半でも常に各グループには１つ以上の取り合せ可能な注文が存在するように作用し、ロット後半でも取り合せ可能な注文の種類数が過度に少なくならず、複数種類の注文を組合せて、取り合せ対象の１本の材料の材料長に合った取り合せを求めることができる。すなわち、ロット後半でも材料の切捨長が少ない歩留まり良好な取り合せ計画を求めることができる。さらに、本発明では、先頭材料から順次取り合せを決定するため、高速に立案することが可能であり、実用性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法の処理フロー図である。
【図２】同実施形態に係る取り合せ計画立案装置の構成図である。
【図３】同実施形態に係る取り合せ計画プログラムを実行するコンピュータの装置構成例である。
【図４】グループ作成ステップＳ２の処理フロー図である。
【図５】グループ作成ステップＳ２の処理イメージを説明するための図である。
【図６】取り合せ作成ステップＳ５の処理イメージを説明するための図である。
【図７】取り合せ作成ステップＳ５の処理フロー図である。
【図８】尺替り数を算出する際の処理イメージを説明するための図である。
【図９】尺替り数を算出する処理フロー図である。
【図１０】まとめ鋸断回数を算出する際の処理イメージを説明するための図である。
【図１１】まとめ鋸断回数を算出する処理フロー図である。
【図１２】評価関数として式９を用いた場合の本発明の一実施形態に係る取り合せ計画である。
【図１３】評価関数として式１３を用いた場合の本発明の一実施形態に係る取り合せ計画である。
【図１４】グループ作成ステップＳ２を用いなかった場合の取り合せ計画である。
【図１５】形鋼工場の製造工程の例である。
【図１６】１本の材料の取り合せ例である
【図１７】まとめ鋸断を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、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。
【００２９】
また以下では説明の便宜上、代表的な工場である形鋼工場を例として、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法を実施するための最良の形態を説明する。ただし、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法は、形鋼工場に限定されるものではなく、長さの異なる複数の金属製品を、長さの異なる複数の材料から取り合せる全ての工場、例えば、条鋼工場や棒鋼工場、パイプ工場など、他の工場の取り合せ計画を求める際にも利用可能な方法である。
【００３０】
図１は本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法の各処理の処理フロー図、図２は本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案装置の構成図である。また、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法はコンピュータで実施することが最良であり、図３にコンピュータの装置構成の例を示す。
【００３１】
コンピュータプログラムは、装置利用者からのキーボード等のデータ入力装置２４もしくはマウス等のポインティング入力装置２５により起動され、図１の処理フローに添って、データ入力ステップＳ１〜データ出力ステップＳ６の処理が、演算装置２１にて順次実行される。
【００３２】
より具体的には、プログラムについて説明すれば以下の通りである。
以下で説明する本発明の一実施形態における各処理は、専用のハードウエアにより実行させてもよいが、ソフトウエアにより実行させてもよい。一連の処理をソフトウエアにより行う場合、汎用又は専用のコンピュータにプログラムを実行させることにより、下記本実施形態の一連の処理を実現することができる。コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置２１と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置２２及び補助記憶装置２６と、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）・インターネット等のネットワークに接続されたネットワーク通信装置２７と、マウス・キーボード等のデータ入植装置２４及びポインティング入力装置２５と、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、各種のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）・ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク・ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体等を読み書きするドライブ（図示せず）と、モニタなどの表示装置２３・スピーカやヘッドホンなどの音声出力装置（図示せず）などの出力装置等と、を有してもよい。そして、このコンピュータは、データ入植装置２４・ポインティング入力装置２５等の入力信号により起動されて、主記憶装置２２・補助記憶装置２６・リムーバブル記憶媒体に記録されたプログラム、又はネットワークを介して取得したプログラムを実行することにより、上記一連の処理を実行してもよい。
【００３３】
＜１．本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法及び装置＞
以下、図１、図２、図３に従い、本発明の一実施形態を用いて行う取り合せ計画を詳細に説明する。
【００３４】
（データ入力ステップＳ１）
データ入力ステップＳ１（データ入力手段１７１に対応する）では、補助記憶装置２６（もしくはネットワーク通信装置２７と接続された外部機器）に格納され、材料から取り合せる必要がある注文に関するデータを記憶している注文ファイル１と、取り合せ対象となる材料に関するデータを記憶している材料ファイル２を取り込み、主記憶装置２２に記憶する。例えば、注文ファイル１から複数注文の注文長と注文本数を取り込み、各々補助記憶装置２６に記憶し、材料ファイル２から複数材料の材料長を取り込み補助記憶装置２６に記憶する。
【００３５】
以下、注文を識別する番号である注文番号を記号ｊで表し、ｊ番目の注文である注文ｊの注文長を記号Ｌｊ、注文本数を記号Ｎｊで表す。同様に、材料の取り合せ順を表す番号である材料番号を記号ｉで表し、ｉ番目の材料である材料ｉの材料長を記号Ｈｉで表す。また、注文の種類の数である注文数を記号ｎ、材料本数を記号ｍで表す。つまり、１の注文にはＮｊ本（１又は２以上）の製品が含まれるが、同一の注文に含まれる製品は互いに同一の注文長Ｌｊとなる。そして、このような複数の注文の製品が、やはり材料長Ｈｉが相異なる複数の材料から取り合せられることになる。ただし、相異なる注文同士が同一の注文長Ｌｊとなる場合も含まれ、また、相異なる材料が同一の材料長となる場合も含まれる。
【００３６】
（グループ作成ステップＳ２）
グループ作成ステップＳ２（グループ作成手段１７２に対応する）では、データ入力ステップＳ１で取り込んだ複数の注文を、注文長の長さ順（昇順又は降順）、かつ、注文長と注文本数との積である注文合計長のグループについての合計値が均等となるように、予め設定された個数（記号Ｇで表す）の複数のグループに分類する。例えば、グループの設定個数Ｇを３として、降順に分類する際には、注文長が長い注文をグループ１へ、注文長が中程度の注文をグループ２へ、注文長が短い注文をグループ３へ、注文合計長のグループについての合計値が片寄らないように分類する。なお、グループの設定個数Ｇは２以上であり、概ね３とすれば良い。
【００３７】
グループ作成ステップＳ２の処理フローの一例を図４に、処理イメージを図５に示す。
【００３８】
まず、図５（ａ）のように、注文を注文長に対する降順（昇順でもよい）にソートした後（Ｓ２１）、全ての注文を図５（ｂ）のように一列に並べたときの長さである総計注文長（記号Ｔで表す）を式１より求める（Ｓ２２）。
総計注文長Ｔ＝Σｊ（Ｌｊ×Ｎｊ）          …（式１）
ただし、Σｊは全ての注文ｊに対する合計値
【００３９】
次に、グループ１に属する注文を決定するために、注文番号を記憶する変数（記号ｊで表す）を１、グループ番号を記憶する変数（記号ｇで表す）を１、グループ１に属する注文を一列に並べたときの長さであるグループ累計注文長を記憶する変数（記号Ｐで表す）を０に初期化する（Ｓ２３）。更に、グループ累計注文長Ｐの目標値（記号Ｄで表す）を、各グループに属する注文を一列に並べたときの長さ（＝注文合計長のグループについての合計値）が各グループ均等になるようにＴ／Ｇで初期化する（Ｓ２４）。そして、注文ｊをグループｇもしくはグループｇ＋１に分類する以下の処理を、全ての注文のグループが決定するまで繰り返すことにより、全ての注文をグループに分類し、分類結果を補助記憶装置に記憶する（注文ｊのグループ番号を記号Ｅｊで表し、Ｅｊ＝１であれば、注文ｊはグループ１に属することを意味する）（Ｓ２５〜Ｓ２７）。
【００４０】
図５（ｃ）は注文２をグループ１もしくはグループ２へ分類する際の例を表しているが、注文２をグループ１に分類してもグループ累計注文長が目標値Ｄを超えなければ（Ｐ＋Ｌ２×Ｎ２≦Ｄ、但しこの式中Ｐは注文２を分類する前のグループ累計注文長を表す）、注文２をグループ１とする。このように、注文ｊをグループｇに分類してもグループ累計注文長が目標値Ｄを超えなければ（Ｐ＋Ｌｊ×Ｎｊ≦Ｄ）、注文ｊをグループｇとする（Ｓ２５）。そして、次の注文を分類するために、変数ｊとグループ累計注文長Ｐを更新する（Ｓ２９）。
【００４１】
一方、グループ累計注文長が目標値Ｄを超える場合（Ｐ＋Ｌｊ×Ｎｊ＞Ｄ、但しこの式中Ｐは注文ｊを分類する前のグループ累計注文長を表す）、例えば、注文３をグループ１に分類した場合にグループ累計注文長が目標値Ｄを超える図５（ｄ）の場合、その目標値Ｄを大きく超えてしまうような場合には（図５（ｄ）の長さ２＞長さ１）、注文３をグループ２に分類し、それ程超えない場合には（長さ２≦長さ１）、注文３をグループ１に分類する。このように、注文ｊをグループｇに分類した場合に目標値Ｄを越える長さ２（＝（Ｐ＋Ｌｊ×Ｎｊ）−Ｄ）が、注文ｊを分類する前のグループ累計注文長Ｐが目標値Ｄを下回る長さ１（＝Ｄ−Ｐ）より長ければ、注文ｊをグループｇ＋１に分類し（Ｓ２６）、逆の場合には、注文ｊをグループｇに分類する（Ｓ２７）。そして、次の注文をグループｇ＋１もしくはグループｇ＋２へ分類するために、変数ｇと目標値Ｄを更新する（Ｓ２８）。
【００４２】
（鋸断割合計算ステップＳ３）
鋸断割合計算ステップＳ３（鋸断割合計算手段１７３に対応する）では、全てのグループに対して、注文合計長のグループについての合計値（記号Ｑｇで表す）を式２より求める。
Ｑｇ＝Σｊ（Ｌｊ×Ｎｊ）              …（式２）
ただし、ΣｊはＥｊ＝ｇである注文ｊに対する合計値
【００４３】
そして、式３のように、各Ｑｇを総計注文長Ｔで除した値を、各グループの鋸断割合（記号Ｒｇで表す）として補助記憶装置に記憶する。
鋸断割合Ｒｇ＝Ｑｇ／Ｔ              …（式３）
【００４４】
（累積鋸断目標長算出ステップＳ４及び取り合せ作成ステップＳ５）
次に、データ入力ステップＳ１で取り込んだ複数の材料に対して、その取り合せ順に１本の材料を取り合せ対象材料ｉとする。そして、累積鋸断目標長算出ステップＳ４にて、当該材料ｉから取り合せる注文の注文合計長のグループについての合計値の目標値である累積鋸断目標長（記号Ａｇで表す）を求める。その後、取り合せ作成ステップＳ５にて、当該材料ｉからの取り合せの全ての候補を求め、その取り合せの全ての候補から、上記累積鋸断目標長Ａｇに最も近い取り合せの候補を探索し、求まった取り合せの候補を当該材料に対する取り合せ計画として補助記憶装置２６に記憶する。これらステップＳ４とステップＳ５の処理を材料１〜材料ｍまで繰り返すことで、全ての材料に対する取り合せ計画を決定する。
【００４５】
以下、累積鋸断目標長算出ステップＳ４と取り合せ作成ステップＳ５の処理を詳細に説明する。
【００４６】
累積鋸断目標長算出ステップＳ４（累積鋸断目標長算出手段１７４に対応する）では、取り合せ対象の１本の材料ｉに対して、材料ｉの材料長と既に取り合せが決定された材料の材料長との合計値である累積材料長（記号Ｂｉで表す）を式４より求める。なお、ここで「既に取り合せが決定された材料」とは、全ての材料について本実施形態に係る取り合せ作成方法により取り合せ計画が立案される場合、既に累積鋸断目標長算出ステップＳ４及び取り合せ作成ステップＳ５が処理された材料と言い換えることもでき、材料ｉよりも材料番号（ｋ）が小さい材料に相当する。
累積材料長Ｂｉ＝Σｋ（Ｈｋ）                …（式４）
ただし、Σｋはｋ＝１〜ｉに対する合計値
【００４７】
そして、式５のように、累積材料長Ｂｉと各グループの鋸断割合Ｒｇとの積を、各グループの累積鋸断目標長Ａｇとする。
累積鋸断目標長Ａｇ＝Ｒｇ×Ｂｉ              …（式５）
【００４８】
取り合せ作成ステップＳ５（取り合せ作成手段１７５に対応する）は、取り合せ対象の１本の材料の取り合せ計画として、当該材料から取り合せる注文の本数を求めるステップであり、その処理イメージを図６に示す。
【００４９】
図６の（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ当該材料からの「取り合せの候補」の１つを表している（数値は当該材料から取り合せる注文の本数を表している）。このように、取り合せ作成ステップＳ５では、取り合せ対象の１本の材料からの取り合せの候補として、当該材料から取り合せる注文本数（取り合せ本数と記載し、記号ｐｊで表す）を、図６（ａ）のように全ての注文について０本から始め、図６（ｂ）〜（ｉ）のように、取り合せ本数ｐｊの値を右から（注文長が短い注文から）優先的に１本ずつ増加させる。
【００５０】
この際、当該材料の材料長Ｈｉに関する制約式６、及び、注文本数に関する制約式７のいずれか一方もしくは両方を満たさない場合、図６（ｅ）及び（ｉ）のように、増加させた注文より１つ長い注文の取り合せ本数を増加させるという処理を繰り返すことで、当該材料からの取り合せの候補を全て求める。ここで、式７左辺の記号ｑｊは、既に取り合せが決定された注文ｊの本数である。また、ＬｊとＮｊは、上述の通り、それぞれ注文長と注文本数である。
Σｊ（ｐｊ×Ｌｊ）≦Ｈｉ                      …（式６）
ただし、Σｊは全ての注文ｊに対する合計値
ｑｊ＋ｐｊ≦Ｎｊ                              …（式７）
【００５１】
そして、取り合せ候補の全てについて、各グループについての、取り合せ対象としている材料ｉから取り合せる注文の注文合計長（第１項）と、既に取り合せが決定された注文の注文合計長（第２項）との合計値である累積鋸断計画長（記号Ｓｇで表す）を式８より求める。なお、式８の第２項である「既に取り合せが決定された注文の注文合計長」は、一のグループについて、既に累積鋸断目標長算出ステップＳ４及び取り合せ作成ステップＳ５により、取り合せ計画が決定された材料（１≦ｋ＜ｉ）から取り合せられる製品の合計長ということもできる。
累積鋸断計画長Ｓｇ＝Σｊ（ｐｊ×Ｌｊ）＋Σｊ（ｑｊ×Ｌｊ）      …（式８）
ただし、ΣｊはＥｊ＝ｇである注文ｊに対する合計値
【００５２】
そして、累積鋸断目標長Ａｇと累積鋸断計画長Ｓｇとの偏差（｜Ａｇ−Ｓｇ｜）を少なくとも含む評価関数（例えば式９）の値（評価値Ｊと記載する）を計算し、全ての取り合せ候補の中から評価値Ｊが最も小さい候補を探索する。なお、評価関数の一例である式９は、累積鋸断目標長Ａｇと累積鋸断計画長Ｓｇとの偏差の合計とも言うことができる。
Ｊ＝Σｇ｜Ａｇ−Ｓｇ｜                                      …（式９）
ただし、Σｇは全てのグループｇに対する合計値
【００５３】
取り合せ作成ステップＳ５の具体的な処理フローの一例を図７に示す。
先ず、取り合せ本数ｐｊを全て０本に初期化し、評価値Ｊの最小値（記号Ｊｍｉｎで表す）の値を無限大（コンピュータで処理可能な最大の値）に初期化する（Ｓ５１）。次に、取り合せ本数ｐｊを右から（注文長が短い注文から）優先的に１本ずつ増やし（Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５７）、式６と式７の両方を満足しているか判定する。式６と式７の両方を満足している場合には、式８より累積鋸断計画長Ｓｇを計算し（Ｓ５４）、式９のような評価関数を用いて評価値Ｊを計算（Ｓ５５）、評価値Ｊが最小値Ｊｍｉｎより小さければ、最小値Ｊｍｉｎを評価値Ｊに置き換え、取り合せ本数ｐｊを一時記憶領域（記号ｘｊで表す）に記憶する（Ｓ５６）。一方、注文ｊの取り合せ本数ｐｊを１本増やしたときに、式６と式７のいずれか一方もしくは両方を満足していなければ、取り合せ本数ｐｊを０本として、注文ｊの次に長い注文の取り合せ本数ｐｊ＋１を１本増やす（Ｓ５７，Ｓ５３）。このような処理を、最も長い注文の取り合せ本数ｐ１を増やすことができなくなるまで繰り返すことで、評価値Ｊが最も小さい取り合せを表す値が一時記憶領域ｘｊに記憶され、そのｘｊを最終的な取り合せ本数ｐｊとする（Ｓ５８）。
【００５４】
以上、取り合せ対象の１本の材料からの取り合せ本数ｐｊが求まるので、取り合せ本数ｐｊを当該材料ｉの取り合せ計画（記号Ｐｉｊで表し、材料ｉからの注文ｊの取り合せ本数を意味する）として記憶する。上記累積鋸断目標長算出ステップＳ４と取り合せ作成ステップＳ５の処理を、材料番号順に全ての材料について行うことで、全ての材料に対する取り合せ計画Ｐｉｊが求まる。
【００５５】
最後に、データ出力ステップＳ６（データ出力手段１７６に対応する）では、前記全ての材料に対する取り合せ計画Ｐｉｊを取り合せ結果ファイル３として、補助記憶装置２６（もしくはネットワーク通信装置２７と接続された外部機器）へ出力する。なお、上記各ステップを実施する際に、主記憶装置２２は、処理結果等の一時的な記憶等を行うバッファとして使用されたり、上記補助記憶装置２６の代りに処理結果を記憶してもよい。
【００５６】
＜２．本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法及び装置の作用＞
本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法の作用について説明する。
累積鋸断目標長算出ステップＳ４では、ある特定のグループ内の注文を片寄って取り合せることを防止するために、各グループ均等に取り合せるよう、鋸断割合Ｒｇより累積鋸断目標長Ａｇを決めている。このことは、常に各グループには１つ以上の取り合せ可能な注文が存在（Ｎｊ＞ｑｊである注文ｊが存在）するよう作用し、ロット後半で取り合せ可能な注文の種類数が少なくなって歩留りが悪化する現象を防止する効果がある。合わせて、累積鋸断目標長Ａｇと累積鋸断計画長Ｓｇが等しい取り合せは、切捨長が０となる歩留りが１００％の取り合せであるため、累積鋸断目標長Ａｇと累積鋸断計画長Ｓｇとの偏差が最も小さい取り合せを求めることで、歩留まりが良い取り合せが求まる。さらに、グループ作成ステップＳ２で、各注文を注文長の昇順もしくは降順にグループに分類することで、例えば、グループ数Ｇの設定値が３の場合には、注文長が長いグループと、注文長が中程度のグループと、注文長が短いグループに分類され、それらのグループに属する注文が組み合わされた（注文長が長い注文と短い注文が組み合わされた）取り合せが得られる作用があり、材料から取り合せる注文の本数のばらつきが少ない（鋸断能率ばらつきが少ない）取り合せ計画が求まる効果がある。すなわち、累積鋸断目標長Ａｇと累積鋸断計画長Ｓｇとの偏差を含む評価関数の値が最も小さい取り合せを求めることで、歩留りと鋸断能率ばらつきの両方に優れた取り合せ計画を立案することができる。
【００５７】
（評価関数について）
なお、取り合せ作成ステップＳ５では、累積鋸断目標長Ａｇと累積鋸断計画長Ｓｇとの偏差に加え、取り合せ対象の１本の材料ｉから取り合せされない部分の長さである式１０で定義される切捨長（記号Ｖｉで表す）を評価関数に加え、その評価関数の値が最も小さい取り合せを求めても良い。例えば、当該材料ｉと既に取り合せが決定された材料も含めた切捨長の累積値である累積切捨長に、予め設定された調整係数（記号Ｗ１で表す）を乗じた項を式９に加えた式１１を、評価関数として用いても良い。
切捨長Ｖｉ＝Ｈｉ−Σｊ（ｐｊ×Ｌｊ）              …（式１０）
ただし、Σｊは全ての注文ｊに対する合計値
Ｊ＝Σｇ｜Ａｇ−Ｓｇ｜＋Ｗ１×Σｋ（Ｖｋ）        …（式１１）
ただし、Σｋはｋ＝１〜ｉまでの合計値
【００５８】
これにより、歩留りと鋸断能率ばらつきのうち、どちらをより優先するかを調整係数Ｗ１の値により調整することが可能となる。例えば、調整係数Ｗ１の値を大きくすれば、鋸断能率ばらつきより歩留りを優先した計画が得られる。
【００５９】
また、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法が、図１５のような形鋼の製造工程で用いられ、パイラー工程３９のパイリング機械３ｃの台数が注文数より少ない場合には、取り合せ作成ステップＳ５にて、パイリング機械３ｃで処理する注文が切替わった回数である尺替り数（記号Ｕｉで表す）も評価関数に加え、その評価関数の値が最も小さい取り合せを求めても良い。尚、ここでは、注文が切替わる場合には、製品仕様が変わらなくても尺替わりと評価するものとする。例えば、当該材料ｉと既に取合が決定された材料も含めた尺替り数の累積値である累積尺替り数に、予め設定された調整係数（記号Ｗ２で表す）を乗じた項を式１１に加えた式１２を、評価関数として用いても良い。これにより、結束率にも優れた取り合せ計画を作成することができる。
Ｊ＝Σｇ｜Ａｇ−Ｓｇ｜＋Ｗ１×Σｋ（Ｖｋ）＋Ｗ２×Σｋ（Ｕｋ）      …（式１２）
【００６０】
尺替り数Ｕｉは、例えば、各材料の取り合せ計画を求めた後の各パイリング機械で処理されている注文番号を記憶し（パイリング機械の番号を記号ｓで表し、各パイリング機械で処理されている注文番号であるパイリング注文を記号Ｑｓで表す）、パイリング注文Ｑｓの値が変化した回数として尺替り数Ｕｉを求めることができ、例えば、図８に示すような処理イメージで求めることができる。
【００６１】
図８（１）は材料ｉの取り合せ本数ｐｊの例であり（注文数は６としている）、図８（ａ）は材料ｉ−１の取り合せを求めた後のパイリング注文Ｑｓである（パイリング機械台数を４台としている）。すなわち、図８（ａ）はパイリング機械１〜パイリング機械３では、それぞれ、注文１、注文２、注文４が処理されており、パイリング機械４は空いている状態を示している。また、図８（ｂ）〜（ｅ）は、図８（１）の注文（注文２、注文３、注文５、注文６）をパイリング機械へ振り分けた後のパイリング注文Ｑｓを示している。なお、先頭の材料である材料１の尺替り数を求める際には、全てのパイリング機械は空いている状態として、図８（ａ）に対応するパイリング注文Ｑｓを全て０として計算する。
【００６２】
材料ｉから取り合された注文（取り合せ本数ｐｊが正の注文）をパイリング機械へ振り分ける場合には、（１）振り分ける注文を既に処理しているパイリング機械、（２）空いているパイリング機械、（３）注文残数が０本の注文（式７の等式が成り立つ注文）を処理しているパイリング機械、（４）取り合せ本数が０本の注文を処理しているパイリング機械、という優先順位で注文をパイリング機械へ振り分け、この（１）〜（４）のパイリング機械が見つからなければ、例えば、パイリング機械１へ振り分ける。図８（ａ）〜（ｂ）は上記（１）が成り立つ例を示しており、図８（ａ）より、注文２はパイリング機械２で既に処理されているため、注文２をパイリング機械２へ振り分けるが、図８（ｂ）のように、パイリング注文Ｑ２の値は変化しない。図８（ｂ）〜（ｃ）は上記（２）が成り立つ例を示しており、図８（ｂ）より、パイリング機械４が空いているため、注文３をパイリング機械４へ振り分け、図８（ｃ）のように、パイリング注文Ｑ４を３に設定している。図８（ｃ）〜（ｄ）は上記（３）が成り立つ例として、注文４の注文残数が０本の場合の例を示しており、図８（ｃ）より、注文残数が０本である注文４を処理しているパイリング機械３へ注文５を振り分け、図８（ｄ）のように、パイリング注文Ｑ３を５に設定している。図８（ｄ）〜（ｅ）は、上記（４）が成り立つ例を示しており、パイリング機械１で処理している注文１の取り合せ本数は０本（図８（１）より）であるため、注文６をパイリング機械１へ振り分け、図８（ｅ）のように、パイリング注文Ｑ１を６に設定している。以上のように、材料ｉから取り合わされた注文である、注文２、注文３、注文５、注文６をパイリング機械に振り分けた結果、パイリング注文Ｑ１は１から６へ、パイリング注文Ｑ３は４から５へ、パイリング注文Ｑ４は０から３へ、合計３回変化したため、尺替り数Ｕｉは３となる。
【００６３】
材料ｉの尺替り数Ｕｉを求める具体的な処理フローの例を図９に示す。
先ず、注文番号ｊを１に、尺替り数Ｕｉを０回に初期化する（Ｓ７１）。次に、材料ｉからの取り合せ本数ｐｊが正である注文ｊに対して、その注文ｊがパイリング機械で既に処理されていれば（Ｑｓ＝ｊであるパイリング注文Ｑｓがあれば（Ｓ７２））、パイリング注文Ｑｓの値を書き換えることなく、次の注文に処理を移す（Ｓ７９）。注文ｊがパイリング機械で既に処理されていなければ、何れかのパイリング機械へ注文ｊを振り分ける必要があるため、尺替り数Ｕｉをカウントアップする（Ｓ７３）。そして、空いているパイリング機械があれば（Ｑｓ＝０であるパイリング注文Ｑｓがあれば（Ｓ７４））、そのパイリング機械へ注文ｊを振り分け（Ｓ７８）、無ければ、注文残数が０本の注文を処理しているパイリング機械があれば（Ｓ７５）、そのパイリング機械へ注文ｊを振り分け（Ｓ７８）、更に無ければ、取り合せ本数が０本の注文を処理しているパイリング機械があれば（Ｓ７６）、そのパイリング機械へ注文ｊを振り分ける（Ｓ７８）。いずれのパイリング機械にも振り分けることが出来ない場合、パイリング機械１へ注文ｊを振り分ける（Ｓ７７）。前記処理を取り合せ本数ｐｊの値が正の全ての注文ｊに対して行い、パイリング注文Ｑｓの値が変化した回数である尺替り数Ｕｉの値を求めることが出来る。
【００６４】
さらに、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法が、図１５のような形鋼の製造工程で用いられ、鋸断工程３６において複数本数の材料をまとめて鋸断できる場合には、材料１本のみを鋸断する場合も含めて、鋸断工程３６で複数本数の材料をまとめて鋸断したときを、まとめ鋸断回数（記号Ｙｉで表す）は１回とカウントし、取り合せ作成ステップＳ５にて、まとめ鋸断回数Ｙｉも評価関数に加え、その評価関数の値が最も小さい取り合せを求めても良い。例えば、当該材料ｉと既に取合が決定された材料も含めたまとめ鋸断回数の累積値である累積まとめ鋸断回数に、予め設定された調整係数（記号Ｗ３で表す）を乗じた項を式１２に加えた式１３を、評価関数として用いても良い。これにより、さらに鋸断能率に優れた取り合せ計画を立案することができる。
Ｊ＝Σｇ｜Ａｇ−Ｓｇ｜
＋Ｗ１×Σｋ（Ｖｋ）＋Ｗ２×Σｋ（Ｕｋ）＋Ｗ３×Σｋ（Ｙｋ）    …（式１３）
【００６５】
材料ｉに対するまとめ鋸断回数Ｙｉは、材料ｉがまとめて鋸断する材料の１本目であれば１回（単独で鋸断される場合も含む）、２本目以降であれば０回とすれば良く、例えば、材料ｉがまとめて鋸断する材料の何本目かを表す値（記号ｙｉで表す）を記憶し、予め設定された最大まとめ鋸断本数（記号Ｚで表す）を用いて、取り合せ作成ステップＳ５の評価値を計算するステップＳ５５にて、材料ｉからの取り合せ本数ｐｊから、図１０のようなイメージで求めることができる。
【００６６】
図１０は最大まとめ鋸断本数Ｚを３本とした例を示しており、図１０（ａ）は材料ｉと材料ｉ−１の取り合せが異なっている場合の例、図１０（ｂ）は材料ｉと材料ｉ−３〜材料ｉ−１の取り合せが同じで、材料ｉ−１がまとめて鋸断する材料の３番目（ｙｉ−１＝３）の場合の例、図１０（ｃ）は材料ｉと材料ｉ−１の取り合せが同じで、材料ｉ−１がまとめて鋸断する材料の１番目（ｙｉ−１＝１）の場合の例を示している。図１０（ａ）と（ｂ）の場合には、材料ｉはまとめて鋸断する材料の１本目（ｙｉ＝１）となり、まとめ鋸断回数Ｙｉは１回となる。図１０（ｃ）の場合には、材料ｉはまとめて鋸断する材料の２本目（ｙｉ＝２）となり、鋸断回数Ｙｉは０回となる。
【００６７】
材料ｉのまとめ鋸断回数Ｙｉを求める具体的な処理フローの例を図１１に示す。
材料ｉが先頭である場合（ｉ＝１の場合）、材料ｉはまとめて鋸断する材料の１本目であるため、ｙｉの値を１、まとめ鋸断回数Ｙｉを１回とする（Ｓ８３）。材料ｉが先頭でない場合（ｉ＞１の場合）、材料ｉ−１と材料ｉの取り合せを比較し（材料ｉ−１の取り合せ本数を表すＰ（ｉ−１）ｊと材料ｉの取り合せ本数ｐｊとを比較し）（Ｓ８１）、異なる場合には、材料ｉはまとめて鋸断する材料の１本目であるため、同様に、ｙｉの値を１、まとめ鋸断回数Ｙｉを１回とする（Ｓ８３）。材料ｉ−１と材料ｉの取り合せが同じ場合でも、材料ｉ−１が既にそれ以前の材料とまとめ鋸断されており、かつ、その本数が最大まとめ鋸断本数Ｚに到達していれば（ｙｉ−１＝Ｚであれば）、同様に、ｙｉの値を１、まとめ鋸断回数Ｙｉを１回とする（Ｓ８３）。一方、材料ｉ−１とまとめて鋸断する本数が最大まとめ鋸断本数Ｚ未満であれば（ｙｉ＜Ｚであれば）、材料ｉはまとめて鋸断する材料の（ｙｉ−１＋１）番目とし、ｙｉの値をｙｉ―１＋１、まとめ鋸断回数Ｙｉを０回とする（Ｓ８２）。この処理フローを、全ての材料について行うことにより、鋸断回数の合計Σｋ（Ｙｋ）を求めることができる。
【００６８】
以上、評価関数の例として、式９及び式１１〜式１３を示したが、評価関数は上記に限らず、他の評価項目、例えば、注文長が長い注文から先に使い切ると小さい値となる変数などを追加しても構わない。また、式９から順次評価項目を増やして式１１〜式１３について説明したが、この追加される評価項目も式１１〜式１３に限定されるものではなく、式１３の第２項〜第４項のいずれか又はその組み合わせが式９に追加されて評価関数が作成されてもよい。
【００６９】
＜３．本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法及び装置の実施例＞
以下、注文ファイルに表１の注文データが記憶され、材料ファイルに表２の材料データが記憶されており、グループ数の設定値Ｇが３の場合を例として、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法の実施例を記載する。
【００７０】
【表１】
2010182045.tif 000003
【００７１】
【表２】
2010182045.tif 000004
【００７２】
データ入力ステップＳ１で、表１の注文ファイルから各注文の注文長と注文本数を、表２の材料ファイルから各材料の材料長を読み込み、図４に示す処理フローでグループ作成ステップＳ２を実行した結果、式１の総計注文長Ｔは式１４のように９００．５mとなり、グループ分類結果は表３となった。すなわち、注文１と注文２はグループ１、注文３〜注文５はグループ２、注文６と注文７はグループ３に分類された。
【００７３】
総計注文長Ｔ＝１２．０ｍ×１２本＋１１．０ｍ×１２本＋…＋６．５ｍ×２０本
＝９００．５ｍ                                    …（式１４）
【００７４】
【表３】
2010182045.tif 000005
【００７５】
鋸断割合計算ステップＳ３を実施すると、鋸断割合Ｒｇは表４となった。注文合計長のグループについての合計値Ｑｇは、総計注文長９００．５mをグループ数の設定値Ｇで除した３００．２mにほぼ近く、均等に分類されている。
【００７６】
【表４】
2010182045.tif 000006
【００７７】
（実施例１）
評価関数として式９を用いた場合の実施例を図１２の表５に示す。
図１２に示す表５の注文１〜注文７の列の値は、各材料から取り合せた注文の本数であり（空白は０本を意味する）、製品本数の列の値は各材料から取り合せた注文の本数の合計値である。また、切捨長Ｖｉは式１０で計算された切捨長、パイリング注文Ｑｓと尺替り数Ｕｉは、それぞれ、パイリング機械台数を４台として、図９のフローで求めたパイリング注文Ｑｓの値と尺替り数、まとめ鋸断回数Ｙｉは、最大まとめ鋸断本数を２本として、図１１のフローで求めたまとめ鋸断回数である。
【００７８】
表５の取り合せ計画では、各材料から取り合せた製品本数は１０本と１１本であり（標準偏差０．４本）、材料１本毎から取り合せる注文の本数が全ての材料に対して平準化された鋸断能率ばらつきに優れた取り合せ計画になっている。また、表５の最下行には各列の合計値を記載しているが、注文１〜注文７の最下行の値より、表１の注文本数を残すことなく取り合せており、かつ、ロット後半である材料９や材料１０の取り合せ時点でも、各グループには１種類以上の取り合せ可能な注文が存在し、表５の切捨長は材料９や材料１０でも大きな値とはなっておらず、ロット後半でも材料の歩留りが悪化しない取り合せとなっている。このように、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法を用いることにより、ロット後半でも材料の歩留りが悪化せず、鋸断能率ばらつきが少ない取り合せ計画が立案された。
【００７９】
（実施例２）
評価関数として式１３を用いた場合の実施例を図１３の表６に示す。
ここで、式１３の調整係数Ｗ１〜Ｗ３はそれぞれ、Ｗ１＝１．５、Ｗ２＝５、Ｗ３＝５とした。また、実施例１と同じく、パイリング機械台数は４台、最大まとめ鋸断本数は２本として計算した。
【００８０】
表６の取り合せ計画では各材料から取り合せた製品本数は９本〜１１本であり（標準偏差０．６本）、鋸断能率ばらつきに優れた取り合せ計画になっている。また、実施例１と同じく、全ての注文の注文本数を残すことなく取り合せており、かつ、ロット後半である材料９や材料１０の取り合せ時点でも、各グループには１種類以上の取り合せ可能な注文が存在し、表６の切捨長も材料９や材料１０でも大きな値とはなっておらず、ロット後半でも材料の歩留りが悪化しない取り合せとなっている。加えて、実施例２では実施例１と異なり、最下行に示す尺替り数とまとめ鋸断回数の累積値が実施例１より小さくなっており、実施例１より更に結束率と鋸断能率が優れた取り合せ計画が立案された。
【００８１】
（比較例）
なお、本実施形態に係る取り合せ計画立案方法におけるグループ化による効果等を更に明確にするため、グループ作成ステップＳ２を用いなかった場合として、グループ数の設定値が１の場合の実施結果（比較例）を図１４の表７に示す。表７の取り合せ計画では、製品本数の値が８本〜１４本（標準偏差２．３本）であり、鋸断能率のばらつきが大きい計画となっている。しかも、ロット後半である材料９と材料１０では、注文２と注文３の２つの注文しか残っておらず、極端に材料の切捨長が大きくなり、歩留りが悪化した結果、９．５ｍの注文が１本取り合せできない計画となってしまっている。
【００８２】
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る取り合せ計画立案方法は、表５と表６の取り合せ結果のように、各グループには１つ以上の注文が存在するように作用するため、ロット後半でも取り合せの自由度が大きく、さまざまな材料長の材料に対応した歩留り良好な取り合せが求められ、ロット後半での歩留り悪化を防止することができる。加えて、グループは注文長の昇順又は降順に分類されているため、注文長が長い製品と短い製品が組み合わされた取り合せが得られ、鋸断能率のばらつきが少ない取り合せ計画が得られる。さらに、切捨長と尺替り数、及び、まとめ鋸断回数も評価関数に加えることで、歩留りと鋸断能率ばらつきとのバランスを調整可能となり、かつ、結束率と鋸断能率にも更に優れた取り合せ計画が立案できる。
【００８３】
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ことは言うまでもない。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疇内において、各種の変更例又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。
【００８４】
尚、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１    注文ファイル
２    材料ファイル
３    取り合せファイル
２０    中央処理装置
２１    演算装置
２２    主記憶装置
２３    表示装置
２４    データ入力装置
２５    ポインティング入力装置
２６    補助記憶装置
２７    ネットワーク通信装置
３０    ブルーム
３１    加熱炉
３２    圧延工程
３３    冷却床
３４    材料
３５    矯正工程
３６    鋸断工程
３７    製品
３８    検査工程
３９    パイラー工程
３ａ    結束工程
３ｂ    倉庫
４０    切捨て部
１７０    取り合せ計画立案装置
１７１    データ入力手段
１７２    グループ作成手段
１７３    鋸断割合計算手段
１７４    累積鋸断目標長算出手段
１７５    取り合せ作成手段
１７６    データ出力手段
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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