(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延後の仕掛材を保管場所に一時的に保管すると共に、前記保管場所から前記仕掛材を取り出して切断処理後に下工程に搬送する仕掛材保管設備の操業を支援する操業支援システムであって、
前記操業支援システムは、オペレータが確認可能な表示器を有し、
前記表示器は、前記保管場所に保管された仕掛材の載置状態を表示すると共に、各仕掛材に対する納期を識別可能に表示するように構成されていることを特徴とする仕掛材保管設備の操業支援システム。
【請求項２】
前記表示器は、前記仕掛材の納期を色分けして表示することを特徴とする請求項１に記載の仕掛材保管設備の操業支援システム。
【請求項３】
前記表示器は、前記保管場所に保管された仕掛材のうち、下工程で同じ作業を行う仕掛材を識別可能に表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の仕掛材保管設備の操業支援システム。
【請求項４】
前記表示器は、仕掛材の納期状況を時間経過と共に表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の仕掛材保管設備の操業支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延後の圧延材（仕掛材）を一時的に保管する仕掛材保管設備における作業を支援する操業支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の受注を一つにまとめたうえで、圧延設備にて圧延された圧延材は、それに含まれる複数の製品に切り分けるために切断設備に送られ、その後製品の仕様に従って下工程である手入れ工程（熱処理工程、検査工程など）に送られる。また、圧延設備から排出された圧延材は、切断設備での切断前に保管場所で一時的に保管される。保管場所に保管された圧延材は次の処理を待つ「仕掛材」であり、この仕掛材のうち、どの仕掛材から切断処理し下工程に送るかは、主に、納期や生産性等を考慮して決定する必要がある。
【０００３】
具体的には、仕掛材には下工程（手入れ工程）にて作業を完了すべき納期が定められており、この納期内に処理を完了するように適正に仕掛材を選択して切断し下工程に搬送する。また、下工程において素早く仕掛材が処理できるように、切断処理及び下工程への仕掛材の送り順を決定して全体の生産性、即ち、スループットを向上させるのがよい。
一方、保管場所には、複数の保管場所（載置場所）が設定され、各載置場所に仕掛材が山積状態にされる。
【０００４】
山積状態の仕掛材の中で下側に位置する仕掛材（優先仕掛材）を優先的に切断処理場所に搬送する必要がある場合は、クレーン等によって優先仕掛材上に積み上げられた他の仕掛材（普通仕掛材という）を別の載置場所に移すという「配替作業」を行う。そして、配替作業に優先仕掛材をクレーンで取り出して切断処理場所に送り、切断後下工程に送る。また、他に優先仕掛材を取り出す方法として、配替作業を行わずに、優先仕掛材がある載置場所に山積みされている仕掛材の全てを他の載置場所の仕掛材よりも優先的に順次切断処理し、出来るだけ早く優先仕掛材を取り出すという「優先取り出し作業」を行うこともある。
【０００５】
配替作業においては、普通仕掛材をどの載置場所に移せば効率的であるか、周りの状況も考慮しなければならないことに加え、配替作業自体の時間も掛かることから、上にある仕掛材を順番に処理していく「優先取り出し作業」に比べて段取りの時間が多くなる。
一方、「優先取り出し作業」では「配替作業」に比べて段取り時間を短くすることができるものの、１つの載置場所（第１載置場所）に集中して搬送作業を行っている場合、新たな仕掛材が、これとは別の載置場所（第２載置場所）に積み上げられ、第２載置場所に先に到着した仕掛材の上に、後から来た仕掛材が上積みされる。つまり、第１載置場所の仕掛材を処理している間に、第２載置場所に新しい仕掛材が積み上げられるため、先に第２載置場所に到着した仕掛材が下側に位置してしまうことがある。
【０００６】
このように、複数の載置場所から構成される保管場所から下工程へ仕掛材を搬送するためには、上述したような様々な状況等を考慮する必要があり、圧延設備から保管場所への仕掛材の受け入れや保管場所から下工程への仕掛材の切断処理、搬送は非常に難しく、これらの作業は、仕掛材を搬送する搬送クレーンを操作するオペレータの判断に委ねられているのが実情である。
【０００７】
生産現場における複雑な工程を管理する技術として特許文献１〜３に示すものがある。
特許文献１は、工程情報（仕掛、進捗、納期）の表示に関する技術であって、作業者が入力する実績に応じて、現状を更新すると同時に将来の進捗予測を行ないその情報を表示し、生産管理者が、当初の生産計画のどこでどの程度遅れ／進みが発生しているかを容易に把握するものである。
【０００８】
特許文献２は、製品の特性や工程能力により、通過する工程パターンにばらつきがある場合、どの工程を通過するかを予測したうえで製造工期を計算し、それを最小にするような生産計画を作成するものである。特許文献３は、製鋼から精製までの全体での負荷を平準化する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０４−３４７７６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７１９４１号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４６１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
さて、実際の操業では、仕掛材の納期が様々な事情により予め定められた納期よりも早くなる場合がある。このような場合も、上述した「配替作業」を行うか、或いは、「優先取り出し作業」を行う。あるいは、圧延工程の遅延により、同一納期であっても、実質作業時間余裕は減少し、納期が早くなったのと同様の状況にいたる場合もある。
しかしながら、上述したように配替作業や優先搬送作業を行っている間にも、圧延が終了した圧延材が新規に保管場所に到着することになるため、保管場所全体の様々な状況を考慮して、保管作業、配替作業、優先取り出し作業、搬送作業での作業手順を適正に決めなければ、保管場所に納期の余裕の無い仕掛材が増加してしまうことになる。
【００１１】
例えば、配替作業による段取り時間の増加によってスループットが低下し、作業がおいつかず、結果、納期に余裕の無い仕掛材が増加し、至急材（予定より納期が短くなってしまった仕掛材）の増加、配替作業等の増加につながり、ますますスループットが低下するという悪循環に陥る可能性がある。また、短納期の優先仕掛材が増加した場合は、前工程（圧延設備など）を止めて「仕掛材の一掃」をする必要があり、この一掃作業は、全体の生産性を大きく低下させることがあった。
【００１２】
特許文献１は、保管場所における仕掛材の全体の山積み状況や納期を素早く把握というものではなく仕掛材の優先を判断するための情報を提供するものになっていないため、このような技術を用いても上述した問題を解消することができないのが実情である。また、特許文献２及び３は、生産計画を立案するのみで実際の操業状況を示すものではなく特に納期が変更になった場合など上述した問題を解消することができないのが実情である。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、保管場所における仕掛材の情報を提供することによって、効率の良い作業手順を素早く決定することができる仕掛材保管設備の操業支援システ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】
【００１４】
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る仕掛材保管設備の操業支援システムは、圧延後の仕掛材を保管場所に一時的に保管すると共に、前記保管場所から前記仕掛材を取り出して切断処理後に下工程に搬送する仕掛材保管設備の操業を支援する操業支援システムであって、前記操業支援システムは、オペレータが確認可能な表示器を有し、前記表示器は、前記保管場所に保管された仕掛材の載置状態を表示すると共に、各仕掛材に対する納期を識別可能に表示するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記表示器は、前記仕掛材の納期を色分けして表示するとよい。
好ましくは、前記表示器は、前記保管場所に保管された仕掛材のうち、下工程で同じ作業を行う仕掛材を識別可能に表示するとよい。
好ましくは、前記表示器は、仕掛材の納期状況を時間経過と共に表示するとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の仕掛材保管設備の操業支援システムによれば、保管場所における仕掛材の情報を提供することによって、効率の良い作業手順を素早く決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】仕掛材保管設備の操業支援システムの概念図を示したものである。
【図２】支援モニタの状況表示画面の一例を示した図である。
【図３】支援モニタに表示される検索画面の一例を示した図である。
【図４】支援モニタに表示される納期状況画面の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る仕掛材保管設備の操業支援システムの実施の形態を、図をもとに説明する。
図１は、本実施形態の操業支援システムを示した模式図である。
図１に示す如く、仕掛材保管設備１は、圧延材Ｗを圧延する圧延設備２の下流側に配備されている。圧延設備２は、例えば、加熱炉に装入された圧延材Ｗを、粗圧延機及び仕上げ圧延機等によって圧延する。圧延後の圧延材（仕掛材）Ｗは、冷却床（図示省略）を通過することで冷却され、冷却後の仕掛材Ｗは、仕掛材保管設備１の保管場所５に載置されることになる。
【００１９】
仕掛材保管設備１は、冷却床で冷却後の仕掛材Ｗを保管すると共に、仕掛材Ｗを切断して下工程に搬送するもので、仕掛材Ｗを保管する保管場所５、仕掛材Ｗを搬送する搬送クレーン３と、仕掛材Ｗを所定の長さに切断するガス切断装置４とを備えている。
搬送クレーン３は、冷却床の仕掛材Ｗを取り出して当該仕掛材Ｗを予め定められた保管場所５に搬送すると共に、保管場所５の仕掛材Ｗをガス切断装置４へ向けて搬送する。ガス切断装置４は、納品する製品の寸法に応じて仕掛材Ｗを切断する。保管場所５は、冷却床とガス切断装置４との間の所定位置に設けられ、この保管場所５上を搬送クレーン３が移動する。この保管場所５には、複数の載置場所５Ａ、５Ｂ、・・・が設定されている。各載置場所５Ａ、５Ｂ、・・・においては、仕掛材Ｗが下側から上側に向けて順に山積みすることができるようになっている。
【００２０】
このような仕掛材保管設備１においては、オペレータが搬送クレーン３を操作することにより、冷却床を通過して冷却された仕掛材Ｗを搬送クレーン３によって吊り上げ、当該仕掛材Ｗを保管場所５に移動して、保管場所５内の各載置場所５Ａ、５Ｂ、・・・に仕掛材Ｗを降ろす保管作業を行う。保管作業において、仕掛材Ｗをどの載置場所５Ａ、５Ｂ、・・・に載置するかは、特段の指示の無い場合にはオペレータの判断により行う。一方、保管場所５に保管された仕掛材Ｗは、仕掛材Ｗの納期に基づいて保管場所５から取り出してガス切断装置４に送られ切断された後、それぞれの製品仕様に応じて下工程である手入れ工程（研磨、表面手入れ、熱処理、ＵＴ検査等）に送られる。
【００２１】
本発明では、仕掛材Ｗの山積み状況や納期等を表示することで、圧延設備２から保管場所５への仕掛材Ｗの保管作業や仕掛材を下工程に移す搬送作業がスムーズに進むようにしたものである。
以下、本実施形態の仕掛材保管設備の操業支援システムの詳細を述べることにする。また、説明を分かり易くするために、保管場所５における仕掛材の載置場所は４つとして説明を進める。図１及び２において左側から順に、第１載置場所５Ａ、第２載置場所５Ｂ、第３載置場所５Ｃ、第４載置場所５Ｄとする。
【００２２】
仕掛材保管設備の操業支援システム１は、載置場所５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄに保管された仕掛材Ｗの山積み状態を表示すると共に、各仕掛材Ｗの納期を表示する表示器（支援モニタ）１０を備えている。
図２に示すように、支援モニタ１０は、液晶モニタやＣＲＴモニタで構成されている。この支援モニタ１０は、搬送クレーン３を操作する操作室に設置され、オペレータＭは常にこの支援モニタ１１を視聴可能な状態となっている。また、支援モニタ１０は、搬送クレーン３の操作室だけでなく、様々な工程を一括管理するコントロール室にも設置され、工程を管理する管理責任者等も視聴可能な状態となっている。
【００２３】
詳しくは、支援モニタ１０は、保管場所５に保管した仕掛材の山積み状況を表示する状況表示画面Ｑ１を表示するようになっている。状況表示画面Ｑ１の下側には、各保管場所を、文字、数字、記号等により表示する保管場所表示部１１が示されている。
状況表示画面Ｑ１の保管場所表示部１１には、左側から順に、「第１載置場所５Ａ」を示す「５Ａ」、「第２載置場所５Ｂ」を示す「５Ｂ」、「第３載置場所５Ｃ」を示す「５Ｃ」、「第４載置場所５Ｄ」を示す「５Ｄ」が示されている。
【００２４】
状況表示画面Ｑ１において、保管場所表示部１１の上側には、各載置場所に保管された仕掛材Ｗを図形（棒グラフ）等によって表示する仕掛材状況表示部１２が示されている。仕掛材状況表示部１２は、第１載置場所５Ａの仕掛材Ｗを表示する第１エリア１２ａと、第２載置場所５Ｂの仕掛材Ｗを表示する第２エリア１２ｂと、第３載置場所５Ｃの仕掛材Ｗを表示する第３エリア１２ｂと、第４載置場所５Ｄの仕掛材Ｗを表示する第４エリア１２ｄとに分けられている。
【００２５】
詳しくは、第１エリア１２ａには、第１載置場所５Ａに積み上げられた７枚の仕掛材Ｗを模した図形が積み上げられた順番に表示され、第２エリア１２ｂには、第２載置場所５Ｂに積み上げられた１０枚の仕掛材Ｗを示す図形が積み上げられた順番に表示され、第３エリア１２ｃには、第３載置場所５Ｃに積み上げられた３枚の仕掛材Ｗを示す図形が積み上げられた順番に表示され、第４エリア１２ｄには、第４載置場所５Ｄに積み上げられた２枚の仕掛材Ｗを示す図形が積み上げられた順番に表示されている。即ち、状況表示画面Ｑ１には、各載置場所５Ａ〜５Ｄに保管された仕掛材Ｗの山積み状態の分布が表示されている。
【００２６】
さて、支援モニタ１０は、状況表示画面Ｑ１において、各仕掛材Ｗの納期を表示している。詳しくは、仕掛材状況表示部１２において、仕掛材Ｗを示す各図形には納期の余裕度（作業を完了するまでの余裕）に応じて所定の色が着色がなされている。仕掛材Ｗの納期は、下工程（熱処理工程、検査工程など）の管理を行うコンピュータに存在し、その納期情報は、支援モニタ１０を制御するコンピュータに瞬時に転送されることとなっている。
【００２７】
納期が最も短い仕掛材Ｗを示す図形１３ａ（緊急を要する仕掛材Ｗを示す図形１３ａ）は、例えば「赤色」になっており、納期が遅れている仕掛材Ｗを示す図形１３ｂは、例えば「ピンク色」になっており、納期に変化の無い仕掛材Ｗを示す図形１３ｃ（予定通りの仕掛材Ｗを示す図形１３ｃ）は、例えば「灰色」になっている。また、規格外れ等で納品することができない仕掛材Ｗ（死材）を示す図形１３ｄは、例えば「黒色」になっている。なお、図形の着色について、緊急性が高いものは「暖色系」、緊急度の低いものは「寒色系」にするのが望ましいが、着色は上述したものに限定されない。
【００２８】
このように、保管場所５に積まれている仕掛材を、工程納期（作業完了すべき日までの余裕）に応じて色分け表示することにより、納期余裕に応じた仕掛材の分布を容易に把握することができる。つまり、支援モニタ１０に表示した状況表示画面Ｑ１を見ることにより、納期遅れの余裕度に応じた仕掛材の分布が一目瞭然でわかり（どのような仕掛材がどこの載置場所に詰まれているかを容易に目視確認できる）、どの載置場所に存在する仕掛材（山）を優先的に処理すべきかの判断を簡単にすることができる。
【００２９】
支援モニタ１０は、保管場所５に保管された仕掛材Ｗのうち、下工程で同じ作業を行う仕掛材Ｗを表示する。詳しくは、図３に示す如く、支援モニタ１０は、保管場所５に保管された複数の仕掛材Ｗのうち、諸条件の一致する仕掛材Ｗを検索する検索画面Ｑ２を表示するようになっている。
検索画面Ｑ２には、仕掛材Ｗの厚みの範囲、仕掛材Ｗの幅、仕掛材Ｗの長さ、下工程における作業内容（仕掛コード）のそれぞれを入力する入力ウインドウが表示されており、各入力ウインドウに任意の条件を入力して、「絞り込み」をクリックすると、この条件に合致する仕掛材が仕掛材状況表示部１２（状況表示画面Ｑ１）に表示されるようになっている。なお、検索画面Ｑ２において、仕掛コードは、下工程で行われる作業内容を示すものである。
【００３０】
検索画面Ｑ２にて同じ条件、例えば、作業内容が同じである仕掛材を検索した場合、図２に示すように、仕掛材状況表示部１２には、表示した複数の仕掛材Ｗのうち、作業内容が同じである仕掛材を、他の仕掛材と区別して表示する。例えば、作業内容が同じ仕掛材Ｗを太枠１４で示す。これにより、作業内容が同じ仕掛材Ｗがどの場所にあるかを簡単に把握することができる。つまり、作業内容や同時の処理（取り合わせ）が可能な寸法などの条件を指定し、それに合致した仕掛材を状況表示画面Ｑ１に強調表示することができ、処理対象がどの保管場所５のどの位置にあるかを容易に目視確認することができる。
【００３１】
さらに、支援モニタ１０は、仕掛材Ｗの納期状況を表示する。
詳しくは、図４に示すように、支援モニタ１０は、納期の遅れの状況（遅れ枚数比率）を表示する納期状況画面Ｑ３を表示する。納期状況画面Ｑ３には、例えば、１日の作業を８時間毎に区切った時間軸（横軸）と、保管場所５に保管した全仕掛材Ｗに対する遅れ枚数比率（納期遅れの枚数／全仕掛材の枚数）を示す縦軸とを有する傾向グラフが表示される。各作業毎（８時間毎）に納期遅れの割合が表示される。
【００３２】
これにより、納期状況の１つである納期遅れの状況を把握することができ、オペレータによる作業が適正であるかどうかを判断することができる。例えば、日々あるいはオペレータ交代時間ごとで、納期余裕の少ない仕掛材がどう変化したか、どれくらいの量を処理したか、どれくらいのものが流入したかを把握することができ、操業において、納期遅れの仕掛材の枚数を所定量以下に抑えることができる。保管場所への新規の仕掛材の流入と下工程への仕掛材の搬送量（処理量）のバランスを崩れないようにすることができる。
【００３３】
また、たとえば、納期遅れの材が複数山に分散しており、なおかつ、遅れ枚数比率が低減しない、ないし増加している場合は、あえて配替をしてでも納期遅れの仕掛材を処理する必要があると判断できる場合がある。このような場合にも、仕掛材の山積み状態を容易に確認できるので、どの程度の配替作業が必要かを容易に見積もることが可能であり、要員確保など適切な作業計画立案が可能になる。 
【００３４】
以上述べた如く、本発明の仕掛材保管設備の操業支援システム１によれば、オペレータは、支援モニタ１０の状況表示画面Ｑ１に表示された保管場所５の仕掛材Ｗの山積状態と、仕掛材Ｗの納期とを見ながら、即ち、保管場所５に保管した全ての仕掛材Ｗの納期と仕掛材Ｗの分布を見ながら搬送クレーン３を操作することができる。そのため、どのように搬送クレーン３を動かして仕掛材Ｗの搬送作業を行えば最適であるかを素早く導くことができる。特に、ユーザの要望や物流状況によって納期が急に変更した場合であっても、最も適した方法で仕掛材Ｗを下工程に送ることができる。
【００３５】
仕掛材の納期が短納期になった場合など、至急材や段取り時間、増大などにより処理能力不足の兆候を支援モニタ１０を見ることによって把握することができ、この場合には、前工程（圧延工程）を含めた全体生産計画調整を行うことが可能となる。納期状況画面Ｑ３によって納期状況の傾向を把握することができ、処理能力の状態を評価することができる。
【００３６】
なお、本発明の仕掛材保管設備の操業支援システムにおいて、オペレータに示す情報は、上記したものに限定されず、様々な情報を表示するようにしてもよい。
例えば、仕掛材保管設備の操業支援システム１において、載置場所５Ａ〜５Ｄ毎に納期状況を数値化し、数値化した指標をガイダンスとして支援モニタ１０に表示するようにしてもよい。
【００３７】
例えば、式（１）に示した余裕指標Ｗ１を載置場所５Ａ〜５Ｄ毎に計算し、計算した余裕指標Ｗ１を表示するようにしてもよいし、式（２）に示すように、枚数指標Ｗ２を保管場所毎に計算し、計算した枚数指標Ｗ２を表示するようにしてもよい。
【００３８】
【数１】
0005968832.tif 000002
【００３９】
余裕指標Ｗ１では、各載置場所について、余裕日数が少ないほど指標値が大きくなる（遅れの場合は負の数になり、αよりも大きくなる）。ただし、α日以上の余裕があるものはカウントされない。例えば、納期遅れの大きなものがあれば、Ｗ１は大きな値になる。それに対し、枚数指標Ｗ２では納期余裕程度は考慮されず、仕掛材の枚数のみを考慮している。通常、処理能力に余裕がある場合は、枚数指標Ｗ２の大きな山を順次処理すればよいが、余裕指標Ｗ１が所定値より大きくなった保管場所がある場合は、下側に納期が短い仕掛材がある載置場所を優先的に処理する必要がある。
【００４０】
このように、余裕指標Ｗ１、枚数指標Ｗ２を各載置場所について計算し、その推移を見ることで、どの載置場所から処理するかの目安とすることができる。これにより、仕掛の過剰な増加による生産停止などを未然に防止することができる。また、仕掛材において納期分布の遅れが所定範囲内であれば「山優先」（優先搬送作業）を優先とし、納期遅れが増加している場合は「板優先」（配替作業）を優先することができる。
【００４１】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００４２】
１  仕掛材保管設備
２  圧延設備
３  搬送クレーン
４  ガス切断装置
５  保管場所
５Ａ  第１載置場所
５Ｂ  第２載置場所
５Ｃ  第３載置場所
５Ｄ  第４載置場所
１０  表示器（支援モニタ）
１１  保管場所表示部
１２  仕掛材状況表示部
１２ａ  第１エリア
１２ｂ  第２エリア
１２ｃ  第３エリア
１２ｄ  第４エリア
１３  図形
【図１】
0005968832.tif 000003
【図２】
0005968832.tif 000004
【図３】
0005968832.tif 000005
【図４】
0005968832.tif 000006