(57)【要約】【課題】長尺状の材料を長手方向に分割して製品を製造する際に、様々な分割パターンにおいて、分割後に生じる余剰の量を少なく抑えることができる材料引当システム、およびそのような材料引当方法を提供する。【解決手段】長尺状の材料Ｂを長手方向に分割して製品を製造するに際し、材料Ｂの群から該製品の製造に使用する個体を選択する材料引当システムにおいて、材料引当システムは、演算部１を有し、演算部１は、材料Ｂから製品を複数製造した際に、材料Ｂが製品の製造に使用される歩留を材料Ｂの個体ごとに予測し、該歩留が閾値以上となる材料Ｂの個体を識別する材料引当システムとする。また、そのような材料引当システムを用いた材料引当方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の材料を長手方向に分割して製品を製造するに際し、前記材料の群から該製品の製造に使用する個体を選択する材料引当システムにおいて、
前記材料引当システムは、演算部を有し、前記演算部は、前記材料から前記製品を複数製造した際に、前記材料が前記製品の製造に使用される歩留を前記材料の個体ごとに予測し、該歩留が閾値以上となる前記材料の個体を識別することを特徴とする材料引当システム。
【請求項２】
前記演算部は、前記材料全体の質量、および前記製品１つあたりに使用される前記材料の質量に基づいて、前記歩留を予測することを特徴とする請求項１に記載の材料引当システム。
【請求項３】
前記演算部は、前記材料から前記製品を製造する工程における前記材料の質量の増減を考慮して、前記歩留を予測することを特徴とする請求項２に記載の材料引当システム。
【請求項４】
前記材料引当システムは、表示部を有し、
前記表示部は、前記材料の群のうち、前記歩留が前記閾値以上である個体を、前記歩留が前記閾値未満である個体と区別して表示することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の材料引当システム。
【請求項５】
前記材料は鋼片であり、前記製品は、前記材料の圧延と切断を経て得られる圧延片であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の材料引当システム。
【請求項６】
前記製品は、質量の異なる複数種から選択可能であり、
前記演算部は、選択する前記製品の種類と数の少なくとも一方が異なる複数の分割パターンに対して、歩留を予測し、それらの歩留の中で最大のものを前記閾値との比較に用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の材料引当システム。
【請求項７】
前記製品は、前記材料を第一の質量だけ使用して製造される主尺品と、前記材料を前記第一の質量よりも小さい第二の質量だけ使用して製造される副尺品と、の２とおりであり、
前記演算部は、前記材料の１つの個体から製造される前記製品の群が、少なくとも１つの前記主尺品を必須に含み、上限数以下の前記副尺品を任意に含むようにして、前記歩留が最も高くなるように、前記主尺品と前記副尺品のそれぞれの数を設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の材料引当システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の材料引当システムを用いて、材料の引当を行うことを特徴とする材料引当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料引当システムおよび材料引当方法に関し、さらに詳しくは、鋼片等、長尺状の材料から分割を経て複数の製品を製造するに際し、材料の引当を行うための材料引当システムおよびそのようなシステムを用いた材料引当方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼片を圧延して得られた長尺状の圧延材を所定の長さに切断する場合等、長尺状の材料を長さ方向に分割して複数の製品を製造する場合に、所定の長さの製品を複数採取した後に、製品として要求される長さに満たない余剰が発生することがある。特に、元の材料の長さにばらつきがある場合や、要求される製品の長さが変化する場合等には、切断時に生じる余剰の量が多くなる事態が生じやすく、製品の製造における材料歩留が低くなってしまう。
【０００３】
このような場合に、余剰を少なくするための切断方法が提案されている。例えば、特許文献１で開示されている長尺材の切断方法においては、長尺材を複数同時に切断するに当たり、ビレット装入情報に基づいて、順次圧延ラインを流れる流れ毎に同時に切断する長尺材本数を切断許容範囲で切断本数が最大となるように決めるとともに、複数の採用可能短尺長さの候補について、長尺材１本毎のアズロール長さＬと定尺長さとから短尺材採取本数毎の積算余長を計算し、該積算余長が最少となる採用可能短尺長さの候補を短尺長さとして決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４９４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、複数の採用可能短尺長さの候補が存在し、余剰が少なくなるように、それら候補の中から短尺長さを選択しているが、製造すべき製品の種類等によって、必ずしも候補として採用できる短尺長さが複数存在するとは限らない。採用可能な短尺長さが１つしか存在しない場合や、短尺材を採取せずに１種類の長尺材のみを採取することが希望される場合等、要求される切断パターンによっては、特許文献１の切断方法を余剰の低減に有効に利用することができない。
【０００６】
さらに、切断に供する材料の個体ごとの長さのばらつきが大きい場合には、特許文献１のように、切断方法を最適化するだけでは、切断に供する材料個体の長さによっては、効果的に余剰を低減することができない場合がある。そこで、材料が複数存在する群の中から切断に供する個体を選択する引当を適切に行うことで、切断後の余剰を低減できる可能性がある。しかし、例えば、長尺状の鋼片に対して圧延を行い、所定の長さに切断するという場合に、原材料たる鋼片の引当に際し、従来一般には、圧延と切断を経た後に発生する余剰の量について系統的に考慮するものではなく、作業者が任意に鋼片を選択してきた。この場合には、選択する鋼片によっては、余剰の量が多くなってしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、長尺状の材料を長手方向に分割して製品を製造する際に、様々な分割パターンにおいて、分割後に生じる余剰の量を少なく抑えることができる材料引当システム、およびそのような材料引当方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる材料引当システムは、長尺状の材料を長手方向に分割して製品を製造するに際し、前記材料の群から該製品の製造に使用する個体を選択する材料引当システムにおいて、前記材料引当システムは、演算部を有し、前記演算部は、前記材料から前記製品を複数製造した際に、前記材料が前記製品の製造に使用される歩留を前記材料の個体ごとに予測し、該歩留が閾値以上となる前記材料の個体を識別するものである。
【０００９】
ここで、前記演算部は、前記材料全体の質量、および前記製品１つあたりに使用される前記材料の質量に基づいて、前記歩留を予測するものであるとよい。この場合に、前記演算部は、前記材料から前記製品を製造する工程における前記材料の質量の増減を考慮して、前記歩留を予測するものであるとよい。
【００１０】
また、前記材料引当システムは、表示部を有し、前記表示部は、前記材料の群のうち、前記歩留が前記閾値以上である個体を、前記歩留が前記閾値未満である個体と区別して表示するとよい。
【００１１】
前記材料は鋼片であり、前記製品は、前記材料の圧延と切断を経て得られる圧延片であるとよい。
【００１２】
前記製品は、質量の異なる複数種から選択可能であり、前記演算部は、選択する前記製品の種類と数の少なくとも一方が異なる複数の分割パターンに対して、歩留を予測し、それらの歩留の中で最大のものを前記閾値との比較に用いるとよい。
【００１３】
前記製品は、前記材料を第一の質量だけ使用して製造される主尺品と、前記材料を前記第一の質量よりも小さい第二の質量だけ使用して製造される副尺品と、の２とおりであり、前記演算部は、前記材料の１つの個体から製造される前記製品の群が、少なくとも１つの前記主尺品を必須に含み、上限数以下の前記副尺品を任意に含むようにして、前記歩留が最も高くなるように、前記主尺品と前記副尺品のそれぞれの数を設定するとよい。
【００１４】
本発明にかかる材料引当方法は、上記のような材料引当システムを用いて、材料の引当を行うものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記発明にかかる材料引当システムにおいては、長尺状の材料を長手方向に分割して複数の製品する場合に、材料が製品に使用される歩留を算出し、その歩留が閾値以上になる材料個体を識別することで、そのような歩留の高い個体を選択して製品の製造に使用することができる。このように、既に選択されている材料の分割方法を最適化するのではなく、多数の材料の群の中で加工に供する材料を選択する段階から、材料の歩留を予測し、所定以上の歩留を与える材料を選択して加工に用いることで、効果的に材料の歩留を高くし、切断後に生じる余剰の量を低減することが可能となる。また、加工に供する材料を選択できることで、希望される製品の長さが限定されている等の事情で、分割パターンの最適化では十分に余剰を低減できない場合をはじめ、様々な分割パターンに対して、余剰の効果的な削減が可能となる。
【００１６】
ここで、演算部が、材料全体の質量、および製品１つあたりに使用される材料の質量に基づいて、歩留を予測するものである場合には、製品を製造する工程で材料の長さや断面積が様々に変化しうる場合でも、所定の質量を有する製品を多数製造する際の歩留を正確に算出し、余剰を少なくできる材料の選択に利用することができる。
【００１７】
この場合に、演算部が、材料から製品を製造する工程における材料の質量の増減を考慮して、歩留を予測する構成によれば、材料が単に切断されて製品となるのではなく、材料を構成する一部の部位を除去する工程や、材料に別の原料を付加する工程等を含んで製品を製造する場合のように、製品の製造工程で材料の質量に増減が生じる場合にも、製品を製造した後の余剰が少なくなるような材料を適切に選択することが可能となる。
【００１８】
また、材料引当システムが、表示部を有し、表示部が、材料の群のうち、歩留が閾値以上である個体を、歩留が閾値未満である個体と区別して表示する場合には、実際に材料の引当を行う作業者が、選択すべき材料個体を明確に認識し、搬送等の作業を行うことができる。
【００１９】
材料が鋼片であり、製品が、材料の圧延と切断を経て得られる圧延片である場合には、通常、圧延の原料となる鋼片においては長さや断面積のばらつきが大きいため、加工に供する個体の選択を適切に行わなければ、所定の長さの圧延片を製造した後に残る余剰の量が多くなってしまう可能性があるが、上記のような材料引当システムを利用して、加工に供する鋼片を選択することで、効果的に余剰の量を低減することが可能となる。
【００２０】
製品が、質量の異なる複数種から選択可能であり、演算部が、選択する製品の種類と数の少なくとも一方が異なる複数の分割パターンに対して、歩留を予測し、それらの歩留の中で最大のものを閾値との比較に用いる場合には、分割パターンを複数から選択できることにより、歩留を高め、余剰の量を低減できる余地が高まる。
【００２１】
製品が、材料を第一の質量だけ使用して製造される主尺品と、材料を第一の質量よりも小さい第二の質量だけ使用して製造される副尺品と、の２とおりであり、演算部が、材料の１つの個体から製造される製品の群が、少なくとも１つの主尺品を必須に含み、上限数以下の副尺品を任意に含むようにして、歩留が最も高くなるように、主尺品と副尺品のそれぞれの数を設定する場合には、主尺品と副尺品の数の組み合わせの多様性により、高い歩留を得やすくなるので、効果的に余剰の量を低減することが可能となる。
【００２２】
上記発明にかかる材料引当方法においては、上記のような材料引当システムを用いて、製品の製造に用いる材料個体を選択することで、様々な分割パターンに対応して、分割後に生じる余剰の量を少なく抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる材料引当システムの構成を示す概略図である。
【図２】上記本発明の実施形態にかかる材料引当システムの演算部における演算を説明するフロー図である。
【図３】上記引当システムにおける歩留予測の概念を説明する図である。（ａ）は歩留の予測方法を示し、（ｂ）は予測結果に基づく鋼片の選択を示している。
【図４】主尺品と副尺品を製造する場合の歩留予測の一例を示すフロー図である。
【図５】３通りの切断パターンを説明する図であり、それぞれ副尺品の本数を（ａ）０本、（ｂ）１本、（ｃ）２本としている。
【図６】従来一般の材料引当における鋼片の選択を説明する図である。（ａ）は鋼片のランダムな選択を示し、（ｂ）は選択された鋼片を切断した結果を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態にかかる材料引当システムおよび材料引当方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の一実施形態にかかる材料引当システムは、長尺状の材料を長手方向に分割する工程を含んで製品を製造するに際し、材料の群から製品の製造に使用する個体を選択し、引当を行うためのシステムである。また、本発明の一実施形態にかかる材料引当方法は、そのような材料引当システムを用いて、材料の群から製品の製造に使用する個体を選択し、引当を行う方法である。なおここで、「長尺状の材料を長手方向に分割する」とは、寸法や形状が引当時から実質的に変わらない状態の材料に対して切断等を行って材料を分割し、製品とする場合のみならず、以降で詳細に説明するように、金属よりなる材料を圧延し、得られた長尺状の圧延材を切断等によって分割する場合等、加工履歴により、分割を行う際に元の（引当時の）材料の寸法や形状がそのまま保持されていない場合であっても、元の材料の長手方向の一部分に由来する構成材を用いて最終的な製品を得る形態を全て包含するものとする。
【００２５】
［材料引当システムおよび材料引当方法の概略］
最初に、本発明の一実施形態にかかる材料引当システムおよび材料引当方法の概略について説明する。ここでは、鋳造等を経て製造された長尺状の鋼片Ｂが多数集積されている中から、加工に供する鋼片Ｂを選択し、引当を行う場合を例に、材料引当システムおよびそれを用いた材料引当方法について説明する。引当てられた鋼片Ｂは、圧延と切断を含む加工工程を経て、製品としての複数の棒状の圧延片となる。
【００２６】
図１に概略を示すように、本発明の一実施形態にかかる材料引当システムは、演算部１と、表示部２と、を有している。具体的には、演算部１はコンピュータより構成することができ、表示部２は、コンピュータ１のディスプレイ１１および／またはクレーン操作部４の表示パネル４１より構成することができる。さらに、本材料引当システムは、鋼材Ｂの搬送を行うクレーン３を備えている。クレーン３は、クレーン操作部４を介して、作業者Ｐによって操作される。
【００２７】
演算部１は、外部から情報を入力可能な入力部を有する。入力部には、鋼片Ｂの質量に関わる情報Ｍが入力される。情報Ｍは、鋼片Ｂの質量の値そのものであっても、質量に相関を有する他の物理量であってもよい。図１に示した形態においては、鋼片Ｂの長さＬに関する情報Ｍ１と、略正方形である鋼片Ｂの断面の辺の寸法Ｗに関する情報Ｍ２とが入力される。情報Ｍとしては、実測結果を入力しても、上流の工程での情報等、実測以外の情報に基づいて入力してもよい。例えば、鋼片Ｂの長さＬに関する情報Ｍ１および断面の寸法Ｗに関する情報Ｍ２は、上流の鋼片Ｂを製造する工程からの情報として、入力することができる。鋳造等を経て製造され、圧延に供される鋼片Ｂは、長さＬや断面の寸法Ｗのばらつきが大きく、同じ設備を用いて同じ条件で製造された鋼片Ｂであっても、さらには、同一のロットで製造された鋼片Ｂであっても、個体ごとに質量がばらつきやすい。しかし、例えば、鋼片Ｂの長さＬは個体ごとにばらつきやすいが、断面の寸法Ｗは安定しているという場合には、情報Ｍ２を省略し、情報Ｍ１のみを入力するようにしてもよい。
【００２８】
演算部１の入力部には、さらに設計情報Ｔが入力される。設計情報Ｔには、材料である鋼片Ｂに関する情報、鋼片Ｂから製造される製品（ここでは圧延片）に関する情報、そして製品を製造するための加工の工程に関する情報が含まれる。材料に関する情報としては、鋼種、比重等、個体ごとに変化しない鋼片Ｂの特性を示す情報が挙げられる。製品に関する情報としては、製造すべき製品の長さをはじめとする寸法や、比重が挙げられる。工程に関する情報としては、圧延前の段階や圧延の途中の工程で材料を除去する量等、製造工程に由来する材料の減少量に関する情報が挙げられる。なお、鋼片Ｂの圧延および切断の工程においては、一般には材料の質量は減少する方向にのみ変化するが、引当を経て加工に供する材料や製造される製品の種類に応じて、加工の工程における材料の減少だけでなく、増加に関する情報も設計情報Ｔに含まれうる。図１に示すように、設計情報Ｔは、各項目の情報を表にまとめたものとして準備しておくことができる。各項目の情報は、実測や事前の試験、過去の実績、シミュレーション等に基づいて、準備しておけばよい。
【００２９】
演算部１は、入力部から入力された鋼片Ｂの質量に関する情報Ｍと、設計情報Ｔとに基づいて、集積された鋼片Ｂの群から、製品を製造する際の歩留が所定の閾値以上となる個体を識別する。ここで、歩留とは、１本の長尺状の鋼片Ｂから製品である圧延片を複数製造した際に、鋼片Ｂを構成する金属材料全体のうち、最終的に製品として使用される金属材料の質量の割合のことである。歩留の算出の詳細については、後述する。上記のように、鋳造等を経て製造さる鋼片Ｂにおいては、質量のばらつきが大きいため、個体ごとに歩留に大きな差が生じる場合がある。
【００３０】
そして、演算部１は、歩留が閾値以上となる鋼片Ｂの個体を良品として区別した演算結果Ｒを、表示部２に表示させ、可視化する。図１の例では、ディスプレイ１１上に示すように、長手方向を揃えた状態で縦横に積層された鋼片Ｂの集積状態に対応して、マトリクス状に各鋼片Ｂを表示し（図では３×３のマトリクス）、そのうち歩留が閾値以上の良品となる個体を無印で、歩留が閾値未満で不良となる個体を斜線で示している。図の例では、最上段両端の個体が不良、それ以外の個体が良品となっている。
【００３１】
作業者Ｐは、表示部２に表示された演算結果Ｒを見て、集積された鋼片Ｂの群のうち、いずれの鋼片Ｂが良品であるかを、実際の鋼片Ｂの配置と対応させた形で、認識することができる。そして、クレーン操作部４を介してクレーン３を操作して、それら良品のうちの１本を引当て、持ち上げる。そして、続く加工の工程を開始できるように、その鋼片Ｂを搬送する。
【００３２】
［演算部における演算］
次に、演算部１において、各鋼片Ｂの歩留を算出し、良品を識別する工程について説明する。図２に、演算部１における演算の流れを示す。
【００３３】
ステップＳ０で演算部１が良品識別のための演算を開始すると、ステップＳ１において、演算部１は、入力部から、集積された群の中の１本の鋼片Ｂについて、質量に関する情報Ｍ（情報Ｍ１，Ｍ２）の入力を受ける。また、材料、製品、工程のそれぞれに関する情報を含んだ設計情報Ｔの入力を受ける。
【００３４】
そして、入力された情報Ｍが、その鋼片Ｂの質量そのものでない場合には、その情報Ｍをもとに、鋼片Ｂの質量を算出する。例えば、情報Ｍ１として鋼片Ｂの長さＬ、情報Ｍ２として断面の寸法Ｗが入力された場合に、情報Ｍ１と情報Ｍ２に基づき、鋼片Ｂの体積を計算する。さらに、設計情報Ｔの中に材料の情報として含まれるその鋼種の比重の値を体積に乗じて、鋼片Ｂの質量を算出することができる。
【００３５】
そして、ステップＳ２において、圧延前における鋼片Ｂの質量変化を算入する。つまり、圧延に先立って鋼片Ｂに対して行われる加工の工程により、鋼片Ｂの質量が増減する場合に、ステップＳ１で得られた鋼片Ｂの質量に、その増減にかかる質量を加味し、圧延を受ける直前の状態の鋼片Ｂの質量を算出する。この質量の増減がどの程度であるかは、設計情報Ｔに含まれる加工に関する情報と、材料の比重に関する情報等から算出できる。通常、圧延に供される鋼片Ｂは、表面に金属酸化物等よりなるスケールの層が形成された白皮の状態にあり、圧延に先立って、グラインダ等を用いて鋼片Ｂの表面の白皮を除去し、黒皮の状態としておく必要がある。この白皮の除去の工程において、鋼片Ｂの質量が減少する。この質量の減少分を、ステップＳ２において算入する。
【００３６】
次に、ステップＳ３において、圧延工程における鋼片Ｂの質量の変化を算入する。つまり、圧延の工程、および圧延と連続して行われる切断の工程により、鋼片Ｂの質量が増減する場合に、ステップＳ２で算出された圧延前の鋼片Ｂの質量に、その増減にかかる質量を加味し、製品の製造に使用可能な圧延材（圧延を受けた状態での金属材料）の正味の質量を算出する。ここで算入すべき質量の増減がどの程度であるかは、設計情報Ｔに含まれる加工に関する情報と、材料の比重に関する情報等から算出できる。
【００３７】
例えば、圧延材の先端部や後端部には、形状が一定でない部位や、傷等の加工痕が存在することが多く、これらの部位は製品の製造には利用できないので、切り落とされることになる。このような切り落としの工程によって、鋼片Ｂの質量は減少する。また、圧延材の一部は、品質管理のためのサンプルとして採取される場合があり、これによっても、鋼片Ｂの質量は減少する。なお、鋼片Ｂの質量の増減が、圧延材の切断箇所の数に応じて、つまり製造される製品の数に応じて変化する場合には、この圧延時質量変化の算入工程Ｓ３と、次の歩留予測工程Ｓ４とは、厳密に区別して逐次的に行われるものではなく、相互に相関したものとなりうる。例えば、圧延材の切断時に、切断刃の刃厚によって生じる金属材料の損失は、製品の数が多いほど大きくなる。
【００３８】
ステップＳ４においては、鋼片Ｂの製造における材料歩留を予測する。具体的にはまず、ステップＳ３で算出された、製品の製造に使用しうる正味の金属材料の質量と、製品１つあたりに使用される金属材料の質量に基づいて、演算の対象としている鋼片Ｂの個体から製造できる製品の最大数を算出する。製品１つあたりに使用される金属材料の質量は、設計情報Ｔに製品に関する情報として含まれる、製品の長さをはじめとする寸法の情報や、比重の情報等に基づいて算出することができる。
【００３９】
さらに、製品の製造に使用できる金属材料の全質量、つまりステップＳ３を経て算出された鋼片Ｂの全質量のうち、上記最大数の製品を製造するのに用いられる金属材料の割合、換言すると、製品の製造に用いられない部分である余剰を除いた金属材料の割合として、歩留Ｙを算出する。歩留Ｙは、以下の式で表すことができる。
歩留Ｙ＝（製品として使用される材料の質量）／（鋼片Ｂの全質量）×１００％＝（鋼片Ｂの全質量―余剰の質量）／（鋼片Ｂの質量）×１００％
なお、ここでは、歩留は、ステップＳ３を経て算出される、製品の製造に使用可能な金属材料の全質量を基準（分母）として、算出しているが、その代わりに、ステップＳ１で算出される、一切の加工を経る前の原材料として鋼片Ｂの質量、またはステップＳ２で算出される圧延前の加工のみを経た状態での鋼片Ｂの質量を基準としてもよい。
【００４０】
例えば、想定される製品が１種類である場合には、圧延材の質量を製品１つの質量で除した割算の商が、製品の最大数となり、その割算の余りが製品の製造に用いることができない余剰となる。図３に、鋼片Ｂの断面積が一定であるとして、１種類の製品を製造する場合の歩留予測の例を示す。ここでは、鋼片Ｂの断面積が一定であり、鋼片Ｂの質量の代わりに長さを指標として、歩留を評価する。
【００４１】
図３で符号Ｂ３にて示した鋼片を例とする。この鋼片Ｂ３の全長をＬ３とする。ここで、全長Ｌ３は、ステップＳ２およびステップＳ３での質量変化を算入した金属材料の質量を、加工前と同じ断面積を有する鋼片の長さに換算したものである。そして、鋼片Ｂ３に占める長さＬａ分の金属材料を用いて、製品が１つ製造されるとする。ここで、製造できる製品の最大数は、Ｌ３÷Ｌａの割算で得られる商であり、図３（ａ）では４本となっている。そして、余剰Ｄ３は、製品４本分の金属材料を鋼片Ｂ３から取った残りの量、つまり、Ｄ３＝Ｌ３−４×Ｌａとなっている。そして、歩留Ｙは、以下のようになる。
Ｙ＝４×Ｌａ／Ｌ３×１００％＝（Ｌ３−Ｄ３）／Ｌ３×１００％
【００４２】
このように、ステップＳ４において、演算対象の鋼片Ｂの歩留を予測すると、次に、ステップＳ５において、ステップＳ４で判定された歩留Ｙが、所定の閾値Ｃ以上となっているかどうかを判定する。閾値Ｃは、例えば設計情報Ｔの一部として、演算部１にあらかじめ入力されている。ステップＳ５で歩留Ｙが閾値Ｃ以上であれば（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ６で、その鋼片Ｂが良品であることを表示部２に表示する。一方、歩留が閾値Ｃ未満であれば（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ７で、その鋼片Ｂが不良であることを表示部２に表示する。なお、ここでは、ステップＳ６，Ｓ７での表示部２への表示を、鋼片Ｂの個体ごとの判定に対応して行うように説明しているが、実際には、全鋼片Ｂに対する歩留Ｙの予測と閾値Ｃとの関係の判定を完了してから、一括して表示を行ってもよい。
【００４３】
１本の鋼片Ｂに対するステップＳ１〜Ｓ７の演算を終了すると、ステップＳ１に回帰し、次の鋼片Ｂに対して、同様の演算を行えばよい。この工程を集積されている全鋼片Ｂに対して繰り返すことで、閾値Ｃ以上の歩留Ｙが見込まれる鋼片Ｂを識別して可視化した演算結果Ｒを得ることができる。
【００４４】
ここでは、演算結果Ｒは、各鋼片Ｂに対して予測される歩留Ｙが閾値Ｃ以上であるか閾値Ｃ未満であるかのみを示すようにしているが、ステップＳ４の歩留予測の工程で付随的に得られる他の情報を、併せて表示部２に表示してもよい。この種の情報としては、各鋼片Ｂに対して予測される歩留Ｙの数値そのもの、各鋼片Ｂから製造できる製品の最大数、良品の総本数、全鋼片Ｂに占める良品の割合、各鋼片Ｂの歩留Ｙの序列等を挙げることができる。
【００４５】
［歩留予測の例：副尺品を設ける場合］
上記の例では、ステップＳ４の歩留予測の例として、図３の鋼片Ｂ３を参照しながら、１種類の製品を製造する場合について説明した。ここでは、製造すべき製品が、質量の異なる複数種の候補から選択可能である場合について、説明する。具体例として、１種類の主尺品と、１種類の副尺品を、製品として想定する場合について説明する。
【００４６】
主尺品、副尺品とも、長尺状の圧延材を所定の長さに切断して製造されるが、副尺品の長さは、主尺品の長さよりも短く、副尺品の製造に使用される材料の質量（第二の質量）は、主尺品の製造に使用される材料の質量（第一の質量）よりも小さい。このように、主尺品と副尺品を製品として想定し、なるべく多くの主尺品を製造するが、任意に副尺品を混合してもよいという切断方法が、「二点定尺」として、従来から用いられる場合がある。本実施形態においては、１本の鋼片Ｂから製造される製品の中に主尺品を必須に含み、上限数以下の副尺品を任意に含むようにして、圧延材の切断を行う。この場合に、含ませる副尺品の本数により、切断パターンが複数想定され、それぞれのパターンに応じて、歩留を算出することができる。
【００４７】
図４に、副尺品の上限数が２本である場合について、歩留予測工程Ｓ４の詳細の一例を示す。ステップＳ４０で、歩留予測工程Ｓ４がスタートされる。
【００４８】
まず、ステップＳ４１で、パターン１の場合の歩留を算出する。パターン１は、副尺品を含まず、主尺品のみで切断を行うパターンとする。図５（ａ）に、この切断パターンを模式的に示す。図５でも、図３と同様に、ステップＳ２およびステップＳ３で質量増減を算入した後の金属材料の質量を、加工前と同じ断面積を有する鋼片の長さに換算したものとして、全長Ｌ’を想定している。また、主尺品および副尺品をそれぞれ製造するのに使用される金属材料の質量を、加工前の鋼片の長さに換算したものとして、主尺品および副尺品の使用長Ｌａ，Ｌｂをそれぞれ想定している。図５（ａ）に示したパターン１では、鋼片Ｂの全長Ｌ’から使用長Ｌａの主尺品を最大数取っている。この最大数、つまりＬ’ ÷Ｌａの商が、主尺数Ｎ１となる。副尺数は０である。そして、Ｎ１本の主尺品を取った後の余りの長さが、余剰Ｄ１となる。パターン１の歩留Ｙ１は、以下のように算出される。
Ｙ１＝Ｎ１×Ｌａ／Ｌ’×１００％＝（Ｌ’−Ｄ１）／Ｌ’×１００％
【００４９】
次に、ステップＳ４２で、パターン２の場合の歩留を算出する。パターン２は、副尺品を１本含むパターンとする。図５（ｂ）に、この切断パターンを模式的に示す。このパターンでは、鋼片Ｂの全長Ｌ’から、副尺品の使用長Ｌｂを除いて、主尺品を最大数取っている。この主尺品の最大数、つまり（Ｌ’−Ｌｂ）÷Ｌａの商が、主尺数Ｎ２となる。副尺数は１である。そして、Ｎ２本の主尺品と１本の副尺品を取った後の余りの長さが、余剰Ｄ２となる。パターン２の歩留Ｙ２は、以下のように算出される。
Ｙ２＝（Ｎ２×Ｌａ＋Ｌｂ）／Ｌ’×１００％＝（Ｌ’−Ｄ２）／Ｌ’×１００％
【００５０】
次に、ステップＳ４３で、パターン３の場合の歩留を算出する。パターン３は、副尺品を２本含むパターンとする。図５（ｃ）に、この切断パターンを模式的に示す。このパターンでは、鋼片Ｂの全長Ｌ’から、副尺品の使用長Ｌｂを２本分除いて、主尺品を最大数取っている。この主尺品の最大数、つまり（Ｌ’−２Ｌｂ）÷Ｌａの商が、主尺数Ｎ３となる。副尺数は２である。そして、Ｎ３本の主尺品と２本の副尺品を取った後の余りの長さが、余剰Ｄ３となる。パターン３の歩留Ｙ３は、以下のように算出される。
Ｙ３＝（Ｎ３×Ｌａ＋２×Ｌｂ）／Ｌ’×１００％＝（Ｌ’−Ｄ３）／Ｌ’×１００％
副尺品の最大数が３以上である場合には、その最大数に応じて、同様の工程を繰り返せばよい。
【００５１】
次に、ステップＳ４４で、最高歩留Ｙを算出する。ここでは、ステップＳ４１〜４３で各切断パターンに対応して算出された歩留Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３を相互に比較し、そのうち最大のものを、最高歩留Ｙとする。図５の例では、最高歩留Ｙは、図５（ａ）のパターン１に対応する歩留Ｙ１である。
【００５２】
さらに、ステップＳ４５で、最大切断数Ｎを算出する。ここでは、ステップＳ４１〜Ｓ４３で各切断パターンに対応して算出された主尺数と副尺数の合計値として算出される切断数を相互に比較する。つまり、Ｎ１と、Ｎ２＋１と、Ｎ３＋２を相互に比較する。そして、それらのうちで最大のものを、最大切断数Ｎとする。図５の例では、いずれのパターンでも切断数は変わらず、Ｎ＝Ｎ１＝Ｎ２＋１＝Ｎ３＋２である。
【００５３】
そして、ステップＳ４６において、最良パターンの決定を行う。ここでは、歩留が高く、かつ切断数の大きいパターンがどれであるかを決定する。図５の例では、主尺数と副尺数を合わせた切断数がいずれのパターンでも同じであるため、歩留の最も高いパターンが最良パターンとして選択される。つまり、パターン１が最良パターンとなる。もし、パターン間で歩留が同程度で、切断数が異なっていれば、切断数が最大のパターンを最良パターンとして選択すればよい。歩留、切断数ともパターン間で異なり、歩留が最大値をとるパターンと切断数が最大値を取るパターンが一致しない場合には、パターン間の歩留の差と切断数の差を考慮してパターン間の優劣を評価できるように、所定の計算式等を演算部１に記憶させておき、その計算式等に従って、最良パターンを選択すればよい。あるいは、各パターンの歩留と切断数を表示部２に表示させ、作業者Ｐがそれらの情報を基に、最良パターンを決定すればよい。
【００５４】
そして、ステップＳ４７で、歩留予測工程４を終了すると、適宜、図２のステップＳ５以降で、最高歩留Ｙと閾値Ｃの比較および結果の表示等を行えばよい。併せて、最大切断数Ｎや各パターンに対応した歩留Ｙ１〜Ｙ３の値、主尺数Ｎ１〜Ｎ３および副尺数（０〜２）やそれらの合計等も併せて表示部２に表示すればよい。なお、最高歩留Ｙが閾値Ｃ以上かどうかを識別することのみを目的とする場合には、ステップＳ４５の最大切断数算出およびステップＳ４６の最良パターン決定の工程、およびそれらの結果の表示は、省略することができる。
【００５５】
［従来の引当方法との比較］
従来一般に、多数の鋼片Ｂの群から、加工に供する鋼片Ｂの引当を行う際には、必要本数の鋼片Ｂを、作業者Ｐが、ランダムに、あるいは経験等に基づいて選択していた。例えば、図６（ａ）に示す例では、長さの異なる７本の鋼片Ｂ１〜Ｂ７から、４本の鋼片Ｂを引当てるに際し、ランダムに、鋼片Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ６を選択している。
【００５６】
そして、選択した鋼片Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ６に対して、圧延と切断を含む加工を行い、図６（ｂ）に示すように、それぞれから、使用長Ｌａに対応する製品を最大数取る。使用長Ｌａに足りない長さは、それぞれ余剰Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４となる。なお、鋼片Ｄ６においては、ちょうど余剰が発生していない。
【００５７】
この場合に、余剰Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、選択した鋼片Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ６に対して、切断を含む全ての加工を実際に施した後で、結果として生じるものであり、選択した鋼片によっては、余剰が長くなり、歩留が低くなってしまう。特に、図６の例では、鋼片Ｂ２，Ｂ４において、製品を３本しか取ることができず、４本目の使用長Ｌａにわずかに届かない、長い余剰Ｄ２，Ｄ４が発生しており、歩留が非常に低くなっている。
【００５８】
これに対し、本実施形態の歩留予測に基づく引当を示した図３においては、図３（ａ）のように、あらかじめ各鋼片Ｂ１〜Ｂ７の質量（長さ）の情報を基に、歩留を算出し、鋼片Ｂ１〜Ｂ７の群のうち、歩留が高いものから４本、つまり鋼片Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７を選択している。図３（ａ）に、それらの歩留予測の結果を示すが、鋼片Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７の全てにおいて、使用長Ｌａの製品を４本取ることができ、比較的短い余剰Ｄ３，Ｄ５，Ｄ７が発生するのみである。選択した４本の鋼片Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７うち、最も短い個体である鋼片Ｂ６においては、ちょうど余剰が発生していない。その鋼片Ｂ６より短い鋼片Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４においては、使用長Ｌａの製品を４本取ることができず、製品を３本のみ取った後に、長い余剰が発生することになる。つまり、鋼片Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７の歩留が、鋼片Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４の歩留よりも高くなるとの予測結果が得られる。この歩留の予測結果に基づき、歩留の高い鋼片Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７が選択される。このように、引当に先立って各鋼片Ｂの歩留を予測し、その予測値が所定の閾値以上となるように、さらには予測値の大きい順に、必要本数の鋼片Ｂを選択することで、余剰が多く、歩留の低い鋼片Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４を残して、余剰が少なく、歩留の高い鋼片Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７を選択的に引当てることが可能となっている。
【００５９】
上記のように、材料Ｂの切断パターンの選択によって歩留を上げようとするのではなく、加工に供する材料Ｂを選択する引当の段階から歩留を予測し、その予測結果に基づいて、材料Ｂを選択することで、１種類の製品のみしか許容されない場合に代表される切断パターンに選択の余地がない場合など、様々な切断パターンに対応して、計画的に高い歩留を達成することができる。その結果、分割後の余剰の量を効果的に減らすことが可能となる。図５で示した副尺品を設ける場合のように、１つの材料個体Ｂから複数種の製品を製造する場合等、切断パターンが複雑であっても、その切断パターンに応じて、各材料個体Ｂの歩留の予測値を算出することができれば、本実施形態にかかる方法で余剰の削減を達成することが可能となる。歩留が所定の閾値以上となる個体を識別し、それらの中から引当を行うことができれば、少なくとも、その閾値以上の歩留を保証することができる。さらに、図３で説明したように、歩留が高い個体から順に、必要な数の材料Ｂを選択するようにすれば、歩留を一層高めることができる。
【００６０】
さらに、歩留の予測値が閾値以上である個体を閾値未満である個体と区別して、表示部２に可視化することで、実際に引当の作業を行う作業者Ｐが、選択すべき個体を明確に認識し、引当の作業を行うことができる。特に、図１に示したように、実際の材料Ｂの集積状態に対応させて、各材料個体Ｂの良否を表示することで、作業者Ｐがより直感的に識別すべき個体の認識を行うことが可能となる。また、歩留が閾値以上であるか閾値未満であるかの区別のみならず、歩留の値等、歩留予測の工程で付随的に得られる各種情報を併せて表示することで、作業者Ｐが引当てるべき個体をさらに的確に選択できるように、補助することが可能となる。なお、本実施形態においては、予測される歩留が閾値以上となる鋼片Ｂが複数存在する場合に、そのうちいずれを選択して実際にクレーン３での搬送作業を行うかは、作業者Ｐが判断することになるが、演算部１が算出して表示部２に表示される情報のみならず、どの鋼片Ｂが実際の作業を行いやすい位置に配置されているか等、他の要素を加味して、作業者Ｐが判断を行うことができる。
【００６１】
本実施形態においては、歩留の算出を、質量に基づいて行っている。つまり、元の材料全体の質量と製品１つあたりに使用される質量に基づいて、製品として使用される質量の割合として、歩留を予測している。このように、質量を指標として歩留を評価することで、鋼片Ｂを圧延し、鋼片Ｂの断面積および長さが当初から変化した状態で切断を行って、圧延片を製造する上記の場合のように、加工の途中で材料Ｂの断面積や長さ、形状等が変化する場合にも、所定の質量を有する製品を製造する際の歩留を正確に予測し、余剰を効果的に削減することができる。なお、材料Ｂの断面積が個体ごとに実質的にばらつかない場合には、質量に比例する量として、長さを指標として用いることができる。
【００６２】
また、質量に基づいて歩留の予測を行う場合に、加工工程において構成材料の除去や付加が行われる場合にも、それらを質量の増加または減少として取り込むことで、正確に歩留を評価し、全加工工程を経た際に余剰が少なくなる材料Ｂを適切に選択することができる。上記の鋼片Ｂの圧延の例においては、質量の変化は、減少する方向のみに起こるが、材料Ｂや加工の種類によっては、別の部材を材料Ｂに接合する工程等、材料Ｂの増加が起こる場合もありうる。
【００６３】
上記のように、歩留を予測して、その歩留が閾値以上となるように、製品の製造に用いる材料Ｂの個体を選択することで、切断パターンの選択によらなくても、歩留を上げることが可能となるが、材料Ｂの個体の選択と、切断パターンの選択とを組み合わせることで、さらに歩留を向上させることが可能となる。図４，５で説明した上限数以下の副尺品を任意に含ませてもよい場合のように、候補となるパターンごとに歩留を計算し、その中で最高の歩留が閾値以上となるように材料Ｂを選択したうえで、その最高の歩留を与えるパターンに従って、あるいは最大の切断数を与えるパターンに従って、その材料Ｂの切断を行えばよい。このように、複数種の製品の候補を想定し、選択する製品の種類と数の少なくとも一方が異なる複数の分割パターンに対して歩留を予測し、それらの歩留の中で最大のものを閾値との比較に採用することで、１つの切断パターンしか想定していない場合よりも、歩留を高め、余剰を低減できる自由度が増す。特許文献１に記載されるように、副尺品の長さとして複数のものが想定される場合にも、同様にして、材料Ｂの選択と切断パターンの選択を併用することができる。
【００６４】
本実施形態においては、副尺品を設ける場合においても、副尺品を設けずに１種類の製品のみを製造する場合においても、製造すべき製品の総数に上限を設けていない。１つの材料個体Ｂから採取可能な最大数の製品を製造することを想定し、その際に製品１個体を構成するのに満たない部分を不可避な余剰とみなして、歩留を算出したうえで、その歩留が閾値以上になるように、材料Ｂを選択している。この点において、本実施形態は、製造すべき製品の数が指定されておらず、できるだけ多数の製品を高歩留で製造すればよいという場合に、好適に適用することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。分割等の工程を経て製品となる材料として、上記では鋼片を例として扱ったが、これに限られるものではなく、長手方向の分割を含んで製品とされる長尺状の材料であれば、どのようなものを採用してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１                コンピュータ（演算部）
２                表示部
３                クレーン
４                クレーン操作部
Ｂ                鋼片（材料）
Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）  鋼片の質量に関わる情報
Ｒ                演算結果
Ｔ                設計情報
【図１】
2018151998.tif 000003
【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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