(57)【要約】【課題】キャストにまたがるチャージ間の制約が厳しい多品種・少量生産の製鋼工程の生産計画について、チャージの鋳造順を自動的に作成することにより、計画作成者の負荷を軽減することができる、生産計画作成方法を提供する。【解決手段】計画期間内に鋳造すべき複数のチャージの情報を入力して、チャージの暫定鋳造順の初期値を決定する（ステップＳ１〜Ｓ３）。次に、暫定鋳造順に対して、各チャージの設備・操業に関する制約違反、鋳造限界日に関する制約違反、連結状況の不適切さを計算し、暫定鋳造順に対する評価値を計算する（ステップＳ４〜Ｓ７）。そして、暫定鋳造順に対して、シミュレーティッド・アニーリング法を用いた任意の２つのチャージの組み替えを行い、評価値を最小化して最適な鋳造順を作成する（ステップＳ８）。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャストにまとめられた多品種のチャージにおける製鋼工程の生産計画作成方法において、
計画期間内に鋳造すべき複数のチャージの情報を入力するステップと、
前記チャージの暫定鋳造順の初期値を決定するステップと、
前記暫定鋳造順に対して、各チャージが予め設定されている設備・操業制約に違反している場合に、設備・操業に関する制約違反を計算するステップと、
前記暫定鋳造順に対して、各チャージの鋳造日が予め設定されている鋳造限界日よりも遅い場合に、鋳造限界日に関する制約違反を計算するステップと、
前記暫定鋳造順に対して、各チャージの連結状況について、連結状況の不適切さを計算するステップと、
前記設備・操業に関する制約違反と、前記鋳造限界日に関する制約違反と、前記連結状況の不適切さと、から前記暫定鋳造順に対する評価値を計算するステップと、
前記暫定鋳造順に対して、シミュレーティッド・アニーリング法を用いた任意の２つのチャージの組み替えを行い、前記評価値を最小化して最適な鋳造順を作成するステップと、
を備えることを特徴とする生産計画作成方法。
【請求項２】
前記チャージの情報は、成分目標値と、同一鋼種を連続して鋳造することができるチャージ数の上限値と、キャストの先頭必須、最後必須、先頭不可、最後不可の制約の有無と、鋳造限界日の情報と、が含まれ、
前記設備・操業制約は、キャスト内でのシーケンスブロックの使用回数の上限制約と、キャスト内で連続して鋳造することができるチャージ数の上限制約と、均熱炉を同時に使用することができるチャージの数の上限制約と、同一鋼種の連続鋳造チャージ数の上限制約と、キャストの先頭または最後必須チャージ制約と、キャストの先頭または最後不可チャージ制約と、が含まれ、
前記連結状況の不適切さは、各チャージ間の品質と、タンディッシュ交換回数と、が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の生産計画作成方法。
【請求項３】
前記各チャージ間の品質は、前後の関係にある２チャージの成分目標値の差により数値化されることを特徴とする請求項２に記載の生産計画作成方法。
【請求項４】
複数のキャストにまとめられた多品種のチャージにおける製鋼工程の鋳造順計画を作成するプログラムにおいて、
計画期間内に鋳造すべき複数のチャージの情報を入力するチャージ情報入力手段、
前記チャージの暫定鋳造順の初期値を決定する鋳造順初期値決定手段、
前記暫定鋳造順に対して、各チャージが予め設定されている設備・操業制約に違反している場合に、設備・操業に関する制約違反を計算する設備・操業違反計算手段、
前記暫定鋳造順に対して、各チャージの鋳造日が予め設定されている鋳造限界日よりも遅い場合に、鋳造限界日に関する制約違反を計算する鋳造限界違反計算手段、
前記暫定鋳造順に対して、各チャージの連結状況について、連結状況の不適切さを計算するチャージ連結状況計算手段、
前記設備・操業に関する制約違反と、前記鋳造限界日に関する制約違反と、前記連結状況の不適切さと、から前記暫定鋳造順に対する評価値を計算する評価関数計算手段、
前記暫定鋳造順に対して、任意の２つのチャージの組み替えを行う鋳造順近傍解作成手段、
前記暫定鋳造順に対して、シミュレーティッド・アニーリング法を用いた前記鋳造順近傍解作成手段による操作を行い、前記評価値を最小化して最適な鋳造順を作成する鋳造順近傍解作成手段、
としてコンピュータを機能させるプログラム。
【請求項５】
前記チャージの情報は、成分目標値と、同一鋼種を連続して鋳造することができるチャージ数の上限値と、キャストの先頭必須、最後必須、先頭不可、最後不可の制約の有無と、鋳造限界日の情報と、が含まれ、
前記設備・操業制約は、キャスト内でのシーケンスブロックの使用回数の上限制約と、キャスト内で連続して鋳造することができるチャージ数の上限制約と、均熱炉を同時に使用することができるチャージの数の上限制約と、同一鋼種の連続鋳造チャージ数の上限制約と、キャストの先頭または最後必須チャージ制約と、キャストの先頭または最後不可チャージ制約と、が含まれ、
前記連結状況の不適切さは、各チャージ間の品質と、タンディッシュ交換回数と、が含まれていることを特徴とする請求項４に記載のプログラム。
【請求項６】
前記各チャージ間の品質は、前後の関係にある２チャージの成分目標値の差により数値化されることを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産計画作成方法に関し、特に、多品種・少量生産の製鋼工程についての生産計画作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製鋼工程の生産計画は、生産性や品質の向上、及び、処理コスト低減のために、種々の制約条件（例えば、設備制約、操業制約、鋳造納期制約）を考慮しつつ、計画作成方法を熟知した熟練者が手作業で処理（チャージ）の順番（以下、「処理順」と略する。）を作成していた。
【０００３】
そこで、生産計画の作成を容易にするため、多くの場合、
１、チャージ編成：注文を転炉吹錬１回分の処理（１チャージ）にまとめる。
２、キャスト編成：複数のチャージを連続鋳造設備での処理ロット（キャスト）にまとめる。
３、キャスト配置：複数のキャストの処理順を決める。
の３段階を踏むことにより、各段階での考慮すべき制約や対象とする入力（チャージおよびキャスト）の数を減らし、自動的に処理順を作成する技術が開発されてきた。
【０００４】
生産計画を自動的に作成する方法として、例えば、特許文献１には、予め設定されている処理（チャージ）順にかかる制約条件を満たしている処理ロット（キャスト）を抽出して処理順序を決め、この処理順に基づいて評価関数を満足しているときに、これを生産計画の候補とする技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１５１０９号公報（図１参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多品種・少量生産の製鋼工程の場合、チャージ編成後の各チャージの鋼種がまちまちであり、また、キャストにまたがるチャージ間の制約（均熱炉に関する制約、徐冷設備に関する制約、取鍋に関する制約、パウダーに関する制約等）が厳しい。従って、同一鋼種または類似鋼種のチャージを予めキャストにまとめることが困難なため、事前に制約条件を満たす複数のチャージを集約したキャストを組めず、上述のキャスト編成→キャスト配置の段階により生産計画を立てることは不可能であるという問題がある。
【０００７】
即ち、特許文献１に記載している技術が利用できるのは、転炉での１回分の処理を１チャージとするとき、事前に複数のチャージを集約した処理ロット（キャスト）が組める場合である。つまり、同一鋼種または類似鋼種のチャージが多くあり、複数個のチャージをキャストにまとめることができ、更に、複数個の処理ロット（キャスト）を並べることにより制約を満足した計画が組める場合に限られる。
【０００８】
そこで、従来通り、キャストにまたがるチャージ間の制約が厳しい多品種・少量生産の製鋼工程について、与えられたチャージに対する鋳造順を手作業で作成することになるが、制約条件と計画作成方法を熟知した熟練者が長時間をかけて行わなければ作成することができないという問題がある。
【０００９】
ここで、均熱炉に関する制約（半製品の投入限度及び保持時間）を考慮すべき製鋼工程の生産計画の具体例について、図７〜図１０を用いて、説明する。ここでは、連々鋳のキャストサイズを１５チャージ、１チャージの鋳造時間を１時間、均熱炉に投入できる半製品の限度を４チャージ分、均熱炉の半製品の保持時間を２０時間としている。
【００１０】
まず、キャスト単位で配置した場合の生産計画例を図７に示す。図７においては、各枠はチャージで表し、図中「均熱」と記入した枠が均熱炉用のチャージとする。ここで、均熱炉の制約以外の制約は満足しているものとする。
図７によると、キャスト編成を実施した後の各ロット内の均熱炉用のチャージは４チャージ以内であり、均熱炉の制約違反は判断することができない。そこで、図７の順序でキャストをつなげた場合の均熱炉に投入されているチャージ数の推移を図８に示す。図８によると、均熱炉に投入できる半製品の限度が４チャージ分であるため、違反している時間帯があることがわかる。尚、図７のキャストの順序を入れ替えたとしても、均熱炉に関する制約違反のない計画を立てることができない。
【００１１】
そこで、チャージ単位で配置した場合の生産計画例を図９に示し、図９の順序でキャストをつなげた場合の均熱炉に投入されているチャージ数の推移を図１０に示す。図１０によると、均熱炉に関する制約違反のないことがわかる。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、キャストにまたがるチャージ間の制約が厳しい多品種・少量生産の製鋼工程の生産計画について、複数キャストにまたがるチャージ単位での処理順（以下、「鋳造順」と略する。）を自動的に作成することにより、計画作成者の負荷を軽減することができる、生産計画作成方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の生産計画作成方法は、複数のキャストにまとめられた多品種のチャージにおける製鋼工程の生産計画作成方法において、計画期間内に鋳造すべき複数のチャージの情報を入力するステップと、前記チャージの暫定鋳造順の初期値を決定するステップと、前記暫定鋳造順に対して、各チャージが予め設定されている設備・操業制約に違反している場合に、設備・操業に関する制約違反を計算するステップと、前記暫定鋳造順に対して、各チャージの鋳造日が予め設定されている鋳造限界日よりも遅い場合に、鋳造限界日に関する制約違反を計算するステップと、前記暫定鋳造順に対して、各チャージの連結状況について、連結状況の不適切さを計算するステップと、前記設備・操業に関する制約違反と、前記鋳造限界日に関する制約違反と、前記連結状況の不適切さと、から前記暫定鋳造順に対する評価値を計算するステップと、前記暫定鋳造順に対して、シミュレーティッド・アニーリング法を用いた任意の２つのチャージの組み替えを行い、前記評価値を最小化して最適な鋳造順を作成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４のプログラムは、複数のキャストにまとめられた多品種のチャージにおける製鋼工程の鋳造順計画を作成するプログラムにおいて、計画期間内に鋳造すべき複数のチャージの情報を入力するチャージ情報入力手段、前記チャージの暫定鋳造順の初期値を決定する鋳造順初期値決定手段、前記暫定鋳造順に対して、各チャージが予め設定されている設備・操業制約に違反している場合に、設備・操業に関する制約違反を計算する設備・操業違反計算手段、前記暫定鋳造順に対して、各チャージの鋳造日が予め設定されている鋳造限界日よりも遅い場合に、鋳造限界日に関する制約違反を計算する鋳造限界違反計算手段、前記暫定鋳造順に対して、各チャージの連結状況について、連結状況の不適切さを計算するチャージ連結状況計算手段、前記設備・操業に関する制約違反と、前記鋳造限界日に関する制約違反と、前記連結状況の不適切さと、から前記暫定鋳造順に対する評価値を計算する評価関数計算手段、前記暫定鋳造順に対して、任意の２つのチャージの組み替えを行う鋳造順近傍解作成手段、前記暫定鋳造順に対して、シミュレーティッド・アニーリング法を用いた前記鋳造順近傍解作成手段による操作を行い、前記評価値を最小化して最適な鋳造順を作成する鋳造順近傍解作成手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００１５】
請求項１、４によると、チャージの暫定鋳造順に対し、キャストにまたがるチャージ間の制約違反（設備・操業に関する制約違反、鋳造限界日制約違反、チャージの連結状況の不適切さ）から評価値を計算し、公知の大規模組み合わせ最適化問題の解法技術であるシミュレーティド・アニーリング法に基づいて暫定鋳造順の組み替えを行い、評価値が最も少なくなる、即ち、最も好ましいチャージの鋳造順を求めている。したがって、キャストにまたがるチャージ間の制約が厳しい多品種・少量生産の製鋼工程の生産計画について、チャージの鋳造順を自動的に作成することができ、計画作成者の負荷を軽減することができる。
【００１６】
請求項２の生産計画作成方法は、請求項１に記載の生産計画作成方法であって、前記チャージの情報は、成分目標値と、同一鋼種を連続して鋳造することができるチャージ数の上限値と、キャストの先頭必須、最後必須、先頭不可、最後不可の制約の有無と、鋳造限界日の情報と、が含まれ、前記設備・操業制約は、キャスト内でのシーケンスブロックの使用回数の上限制約と、キャスト内で連続して鋳造することができるチャージ数の上限制約と、均熱炉を同時に使用することができるチャージの数の上限制約と、同一鋼種の連続鋳造チャージ数の上限制約と、キャストの先頭または最後必須チャージ制約と、キャストの先頭または最後不可チャージ制約と、が含まれ、前記連結状況の不適切さは、各チャージ間の品質と、タンディッシュ交換回数と、が含まれていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５のプログラムは、請求項４に記載のプログラムであって、前記チャージの情報は、成分目標値と、同一鋼種を連続して鋳造することができるチャージ数の上限値と、キャストの先頭必須、最後必須、先頭不可、最後不可の制約の有無と、鋳造限界日の情報と、が含まれ、前記設備・操業制約は、キャスト内でのシーケンスブロックの使用回数の上限制約と、キャスト内で連続して鋳造することができるチャージ数の上限制約と、均熱炉を同時に使用することができるチャージの数の上限制約と、同一鋼種の連続鋳造チャージ数の上限制約と、キャストの先頭または最後必須チャージ制約と、キャストの先頭または最後不可チャージ制約と、が含まれ、前記連結状況の不適切さは、各チャージ間の品質と、タンディッシュ交換回数と、が含まれていることを特徴とする。
【００１８】
請求項２、５によると、均熱炉に関する制約を考慮すべき製鋼工程の生産計画に対して、本発明を適用することができる。
【００１９】
請求項３の生産計画作成方法は、請求項２に記載の生産計画作成方法であって、前記各チャージ間の品質は、前後の関係にある２チャージの成分目標値の差により数値化されることを特徴とする。
【００２０】
請求項６のプログラムは、請求項５に記載のプログラムであって、前記各チャージ間の品質は、前後の関係にある２チャージの成分目標値の差により数値化されることを特徴とする。
【００２１】
請求項３、６によると、前後するチャージの鋼種を類似したものとすることができ、また、シーケンスブロックの使用回数も低減することができる。
【００２２】
尚、請求項４〜６の夫々に記載されているプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃ）などのリムーバブル型記録媒体やハードディスクなどの固定型記録媒体に記録して配布可能である他、有線又は無線の電気通信手段によってインターネットなどの通信ネットワークを介して配布可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２４】
まず、本実施の形態に関わる製鋼設備１００の構成について、図５に基づいて説明する。図５は、製鋼設備の概要構成図である。
【００２５】
図５に示すように、本実施の形態に関わる製鋼設備１００では、溶鋼（チャージ）１１１は、転炉１０７から溶鋼処理を経て連鋳設備１０１に移される。連鋳設備１０１では、溶鋼１１１は、取鍋と呼ばれる容器１０２に蓄えられ、タンディッシュと呼ばれる一種の受け皿１０３に注がれた後、鋳型１０４を通り、徐々に降下しながら硬化し、半製品１１２に仕上げられる。そして、連鋳後の半製品１１２は、均熱炉１０５又は加熱炉１０６に投入されて、圧延される。ここで、鋼種がある程度異なるチャージの前後では、図示しないシーケンスブロックと呼ばれる治具を挿入する必要があり、その準備の間は鋳造が中断する。また、連続するチャージ数がある程度以上多くなった場合や、特殊な鋼種のチャージの鋳造前または鋳造後には、設備面や品質面から、タンディッシュ１０３の交換が必要であり、その作業の間も鋳造が中断する。
したがって、連続鋳造の生産性を向上させるためには、設備面や品質面の制約を守りつつ、なるべくシーケンスブロックの挿入回数やタンディッシュ１０３の交換回数を極力少なくするようにチャージの鋳造順を決定する必要がある。尚、本実施の形態では、タンディッシュ交換から次のタンディッシュ交換までの鋳造を、キャストと呼ぶ。
【００２６】
本実施の形態では、設備面や品質面から、均熱炉に関する制約を含んだ下記の制約がある。
１、１キャスト内でのシーケンスブロックの使用回数には上限がある。
２、１キャストで連続して鋳造できるチャージ数には上限がある。
３、均熱炉を同時に使用できるチャージ数には上限がある。
４、鋼種によっては、連続して鋳造できるチャージ数に上限がある。
５、鋼種によっては、キャストの先頭または最後でのみ鋳造できるチャージがある。
６、鋼種によっては、キャストの先頭または最後では鋳造できないチャージがある。
７、各チャージに設定された鋳造限界日を守らねばならない。
８、前後するチャージは極力類似した鋼種で構成する。
９、シーケンスブロックの使用回数を極力減らす。
１０、タンディッシュの交換回数を極力減らす。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る生産計画作成方法の手順について、図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本実施の形態による生産計画作成方法の手順について説明したフローチャートである。図２は、シミュレーティッド・アニーリング法の手順について説明したフローチャートである。図３は、タンディッシュ枠とチャージ枠について説明した図である。
【００２８】
ステップＳ１において、図３に示すタンディッシュ枠（ＴＤ１、ＴＤ２、・・・）を用意し、各タンディッシュ枠にＭ個のチャージ枠（ＣＨ１、ＣＨ２、・・・）を設ける。ここで、Ｍは１タンディッシュ（キャスト）を連続して鋳造することができるチャージ数の上限とする。
【００２９】
次に、ステップＳ２において、鋳造すべきチャージ及び当該チャージに関する情報を入力する。ここで、各チャージには、以下の情報が含まれているものとする。
・Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｐ等の成分目標値
・均熱炉の使用の有無
・同一鋼種を連続して鋳造することができるチャージ数の上限値
・キャストの先頭必須、最後必須、先頭不可、最後不可の制約の有無
・鋳造限界日
【００３０】
そして、ステップＳ３において、入力したチャージを上記のチャージ枠に順番に埋め、暫定鋳造順の初期値として決定する。ここで、入力チャージ順は任意であるため、作成したチャージの並びは、必ずしも上述の設備制約や操業制約を満足しているとは限らない。
【００３１】
次に、ステップＳ４において、決定された暫定鋳造順に対して、設備・操業制約に関する各制約に対する違反を計算する。
（１）１キャスト内でのシーケンスブロックの使用回数の上限制約
各キャストにおける前後のチャージの関係から、シーケンスブロックの必要性の有無を判断し、各キャストでのシーケンスブロックの使用回数を計算する。この使用回数が上限値を超す場合、超した回数を当該キャストの違反数とし、全キャストの違反数の和を違反数Ｆ１とする。
（２）１キャスト内で連続して鋳造することができるチャージ数の上限制約
各キャストにおけるチャージ数を計算する。このチャージ数が上限値を超す場合、超した回数を当該キャストの違反数とし、全キャストの違反数の和を違反数Ｆ２とする。尚、本実施の形態においては、図３の各タンディッシュ枠のチャージ数を当該上限値とすることで、本制約違反は生じないので、本制約違反の計算は行わず、Ｆ２＝０とする。
（３）均熱炉を同時に使用することができるチャージ数の上限制約
暫定鋳造順で鋳造した場合の、均熱炉を利用する各チャージが均熱炉を使用する時間帯を計画している全キャストのチャージに対してシミュレーションし、使用可能チャージを超すチャージの総数を違反数Ｆ３とする。
（４）同一鋼種の連続鋳造チャージ数の上限制約
暫定鋳造順の並びにおいて、同一鋼種（成分目標値が同一の鋼種）が連続している並びを抽出し、連続しているチャージ数が当該鋼種の上限を超している場合、その超したチャージ数を当該制約の違反数とし、暫定鋳造順における違反数の和を違反数Ｆ４とする。
（５）キャストの先頭または最後必須チャージ制約
暫定鋳造順の並びにおいて、キャストの先頭必須または最後必須のチャージでキャストの先頭または最後にないチャージを違反チャージとし、違反チャージの総数を違反数Ｆ５とする。
（６）キャストの先頭または最後不可チャージ制約
暫定鋳造順の並びにおいて、キャストの先頭不可または最後不可のチャージでキャストの先頭または最後にあるチャージを違反チャージとし、違反チャージの総数を違反数Ｆ６とする。
【００３２】
次に、ステップＳ５において、決定された暫定鋳造順に対して、鋳造限界日に対する遅れを計算する。
（７）鋳造限界日
暫定鋳造順で鋳造した場合の各チャージの鋳造日をシミュレーションし、鋳造限界日を超した日に鋳造されるチャージの総数を違反数Ｆ７とする。
【００３３】
次に、ステップＳ６において、決定された暫定鋳造順に対して、チャージの連結状況の不適格さを計算する。
（８）チャージ間品質
暫定鋳造順で鋳造した場合の前後の関係にある２チャージの目標成分値の差を数値化し、すべての前後チャージに対する数値化された目標成分値の差をＦ８とする。尚、本実施の形態においては、目標成分値の差が大きいほど大きな数値となるように数値化を行う。従って、評価値を小さくすることにより、前後するチャージは類似した鋼種となり、また、シーケンスブロックの使用回数も低減することとなる。
（９）タンディッシュ交換回数
暫定鋳造順におけるタンディッシュ交換回数をＦ９とする。
【００３４】
そして、ステップＳ７において、上述の（１）〜（９）で計算した違反数と連結状況の不適格さの指数Ｆ１〜Ｆ９を用い、当該暫定鋳造順に関する評価値Ｆを次式で計算する。
Ｆ＝Ｗ１×Ｆ１＋Ｗ２×Ｆ２＋・・・＋Ｗ９×Ｆ９
尚、Ｗ１〜Ｗ９は、違反数や連結状況の不適格さの指数に対する正の値の荷重である。
【００３５】
次に、ステップＳ８において、暫定鋳造順に関する評価値Ｆが最も小さくなるように、暫定鋳造順を大規模組み合わせ最適化問題の解法であるシミュレーティッド・アニーリング法（以下「ＳＡ法」と略する。）を用いて組み替えていく。
【００３６】
ここで、ステップＳ８のＳＡ法を用いた暫定鋳造順のチャージの組み換えの手順について、図２に基づいて説明する。尚、本実施の形態においては、暫定鋳造
順を解候補Ｘで表し、Ｘに対する評価値をＦ（Ｘ）で表す。
【００３７】
ＳＡ法では、まず、ステップＳ８０１において、初期温度Ｔ０を設定する。初期温度Ｔ０はＳＡ法による収束計算を行うためのパラメータの一種である温度Ｔの初期値である。
【００３８】
また、ステップＳ８０２において、暫定鋳造順の解候補Ｘに対し、任意の２チャージを交換する、または、任意のチャージを任意のチャージの前または後に移動することにより得られた新たな暫定鋳造順を遷移候補Ｘ´とする。ここで、交換または移動の操作を行うチャージは、乱数により計算する。
【００３９】
次に、ステップＳ８０３において、遷移候補Ｘ´についてステップＳ４〜Ｓ６と同様の計算を行い、Ｘ´に対する評価値Ｆ（Ｘ´）の計算を行う。
【００４０】
そして、ステップＳ８０４において、解候補Ｘと遷移候補Ｘ´の評価値の変化Δ＝Ｆ（Ｘ´）−Ｆ（Ｘ）を計算し、ステップＳ８０５において、評価関数の変化Δに基づいて、遷移候補Ｘ´を受け入れるか拒絶するかを判定する。
【００４１】
遷移候補Ｘ´を受け入れた場合は（ステップＳ８０５：ＹＥＳ）、ステップＳ８０６において、解候補Ｘを遷移候補Ｘ´に変更する。一方、遷移候補Ｘ´を拒絶した場合は（ステップＳ８０５：ＮＯ）、遷移候補Ｘ´を捨て去る。ここで、遷移候補Ｘ´は確率Ｐ（Δ）で受け入れられ、確率１−Ｐ（Δ）で拒絶される。確率Ｐ（Δ）で受け入れられるというステップには、区間（０，１）での一様乱数ｒを利用する。即ち、ｒがＰ（Δ）より小さければ遷移候補Ｘ´を受け入れ、ｒがＰ（Δ）より大きければ遷移候補Ｘ´を拒絶する。
尚、Ｐ（Δ）は次式で表されるものとする。
Δ≦０の場合：Ｐ（Δ）＝１
Δ＞０の場合：Ｐ（Δ）＝ｅｘｐ（−Δ／Ｔ）
【００４２】
そして、ステップＳ８０７において、温度Ｔにおける平衡条件を達成したかを判定する。
【００４３】
温度Ｔにおける平衡条件を達成しなかった場合は（ステップＳ８０７：ＮＯ）、ステップＳ８０２に戻り、再び新たな遷移候補Ｘ´を乱数により生成する。
一方、温度Ｔにおける平衡条件を達成した場合は（ステップＳ８０７：ＹＥＳ）、ステップＳ８０８において、終了条件を達成したかを判定する。
【００４４】
終了条件を達成しなかった場合は（ステップＳ８０８：ＮＯ）、ステップＳ８０９において、温度Ｔを下げて更新し、ステップＳ８０２に戻り、再び新たな遷移候補Ｘ´を乱数により生成する。
一方、終了条件を達成した場合は（ステップＳ８０８：ＹＥＳ）、ＳＡ法を用いた暫定鋳造順のチャージの組み換えを終了する。
【００４５】
以上により、評価値が最小化され、最適な鋳造順が得られる。
【００４６】
尚、本実施の形態での計算における違反チャージの推移を図４に示す。図４によると、最終的には違反のない鋳造順計画が立案できていることがわかる。尚、本実施形態では、転炉吹錬１回分の処理を１チャージとし、鋳造すべきチャージは２００チャージとしている。
【００４７】
次に、本発明のプログラムについて、図６に基づいて説明する。図６は、本実施の形態によるプログラムのブロック図である。
【００４８】
図６に示すように、本実施の形態によるプログラム１は、チャージ情報入力部（チャージ情報入力手段）１０と、鋳造順初期値決定部（鋳造順初期値決定手段）２０と、最適鋳造順計算部３０と、鋳造順出力部６０と、から構成されている。
【００４９】
チャージ情報入力部１０は、図示されない入力装置から入力された、計画期間中に鋳造すべき複数のチャージの情報を入力する。また、各チャージには、成分目標値、均熱炉の使用の有無等の情報が含まれているものとする。また、チャージ情報入力部１０は、後述する鋳造順初期値決定部２０に対して、これらのチャージ情報を出力する。
【００５０】
鋳造順初期値決定部２０は、チャージ情報入力部１０から入力された、複数のチャージを、予め設定しておいた各タンディッシュ枠内のチャージ枠に順に埋め、暫定鋳造順の初期値として決定する。そして、後述する最適鋳造順計算部３０に対して、決定した暫定鋳造順の初期値を出力する。尚、タンディッシュ枠及びチャージ枠は、図示されない入力装置により入力することにより設定しておく。
【００５１】
最適鋳造順計算部３０は、鋳造順近傍解作成部（鋳造順近傍解作成手段）４０と、評価値計算部（評価値計算手段）５０と、を有している。最適鋳造順計算部３０は、ＳＡ法を用いて、鋳造順初期値決定部２０で決定した暫定鋳造順を、後述する評価値計算部５０で計算された評価値が最も小さくなるように、後述する鋳造順近傍解作成部４０を操作して組み替えていく。そして、最適鋳造順計算部３０は、後述する鋳造順出力部６０に対して、得られた最適な鋳造順を出力する。
【００５２】
鋳造順近傍解作成部４０は、鋳造順初期値決定部２０から入力されたチャージの暫定鋳造順に対し、任意の２チャージを交換する、又は、任意のチャージを任意のチャージの前または後に移動する操作を行う。そして、後述する評価値計算部５０に対して、組み替えを行った鋳造順を出力する。尚、任意のチャージの選択は乱数により決定される。
【００５３】
評価値計算部５０は、設備・操業違反計算部（設備・操業違反計算手段）５１と、鋳造限界違反計算部（鋳造限界違反計算手段）５２と、チャージ連結状況計算部（チャージ連結状況計算手段）５３と、を有している。評価値計算部５０は、設備・操業違反計算部５１と、鋳造限界違反計算部５２と、チャージ連結状況計算部５３と、から入力された違反数とチャージの連結状況の不適格さとを用い、暫定鋳造順に対する評価値を計算する。そして、最適鋳造順計算部３０に対して、計算した評価値を出力する。
【００５４】
設備・操業違反計算部５１は、鋳造順初期値決定部２０から入力されたチャージの暫定鋳造順または鋳造順近傍解作成部４０から入力された組み替えられた鋳造順を基にして、各チャージが予め設定されている設備・操業制約に違反している場合に、設備・操業に関する制約違反を計算する。尚、本実施の形態においては、設備・操業制約は、上述のチャージ情報入力部１０により入力されたチャージ情報に含まれる制約の他、図示されない入力装置により入力することにより設定された制約が考慮される。そして、評価値計算部５０に対して、計算した違反数を出力する。
【００５５】
鋳造限界違反計算部５２は、鋳造順初期値決定部２０から入力されたチャージの暫定鋳造順または鋳造順近傍解作成部４０から入力された組み替えられた鋳造順を基にして、各チャージが予め設定されている鋳造限界日よりも遅い場合に、鋳造限界日に関する制約違反を計算する。尚、本実施の形態においては、鋳造限界日は、上述のチャージ情報入力部１０により入力されたチャージ情報に含まれる鋳造限界日が考慮される。そして、評価値計算部５０に対して、計算した違反数を出力する。
【００５６】
チャージ連結状況計算部５３は、鋳造順初期値決定部２０から入力されたチャージの暫定鋳造順または鋳造順近傍解作成部４０から入力された組み替えられた鋳造順を基にして、各チャージの連結状況について、連結状況の不適切さを計算する。尚、本実施の形態においては、連結状況の不適格さの計算は、上述のチャージ情報入力部１０により入力されたチャージ情報に含まれる成分目標値が考慮される。そして、評価値計算部５０に対して、計算したチャージの連結状況の不適格さを出力する。
【００５７】
鋳造順出力部６０は、最適鋳造順計算部３０から入力された最適な鋳造順を、プリンタやディスプレイ等に出力する。
【００５８】
ここで、図６に示されているプログラム１の各部１０〜６０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータによって構成されている。かかるパーソナルコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、プログラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＦＤ、ＭＯなどのリムーバブルな記憶媒体に記録しておくことにより、様々なコンピュータにインストールすることが可能である）を含む各種のソフトウェアが記録されている。そして、これらのハードウェアおよびソフトウェアが組み合わされることによって、上述の各部１０〜６０が構築されている。
【００５９】
このように、本実施形態の生産計画作成方法及びプログラムによれば、均熱炉に関する制約がある製鋼工程の生産計画に対して、決定されたチャージの暫定鋳造順（ステップＳ３）に対し、キャストにまたがるチャージ間の制約違反（設備・操業に関する制約違反、鋳造限界日制約違反、チャージの連結状況の不適切さ）から評価値を計算し（ステップＳ４〜Ｓ７）、公知の大規模組み合わせ最適化問題の解法技術であるシミュレーティド・アニーリング法に基づいて暫定鋳造順の組み替えを行い、評価値が最も少なくなる、即ち、最も好ましいチャージの鋳造順を求めている（ステップＳ８）。
その結果、キャストにまたがるチャージ間の制約が厳しい多品種・少量生産の製鋼工程の生産計画について、チャージの鋳造順を自動的に作成することができ、計画作成者の負荷を軽減することができる。
【００６０】
また、各チャージ間の品質は、前後の関係にある２チャージの成分目標値の差により数値化している（ステップＳ６）。
その結果、前後するチャージの鋼種を類似したものとすることができ、また、シーケンスブロックの使用回数も低減することができる。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。
【００６２】
上述の実施の形態では、キャストにまたがるチャージの制約として、均熱炉に関する制約を考慮すべき生産計画について適用しているが、それに限られない。例えば、徐冷設備、取鍋制約、パウダー制約に関する制約についても考慮すべき生産計画について適用してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１、４によると、チャージの暫定鋳造順に対し、キャストにまたがるチャージ間の制約違反（設備・操業に関する制約違反、鋳造限界日制約違反、チャージの連結状況の不適切さ）から評価値を計算し、公知の大規模組み合わせ最適化問題の解法技術であるシミュレーティド・アニーリング法に基づいて暫定鋳造順の組み替えを行い、評価値が最も少なくなる、即ち、最も好ましいチャージの鋳造順を求めている。したがって、キャストにまたがるチャージ間の制約が厳しい多品種・少量生産の製鋼工程の生産計画について、チャージの鋳造順を自動的に作成することができ、計画作成者の負荷を軽減することができる。
【００６４】
請求項２、５によると、均熱炉に関する制約を考慮すべき製鋼工程の生産計画に対して、本発明を適用することができる。
【００６５】
請求項３、６によると、前後するチャージの鋼種を類似したものとすることができ、また、シーケンスブロックの使用回数も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による生産計画作成方法の手順について説明したフローチャートである。
【図２】シミュレーティッド・アニーリング法の手順について説明したフローチャートである。
【図３】タンディッシュ枠とチャージ枠について説明した図である。
【図４】本実施の形態での計算における違反チャージの推移を示すグラフである。
【図５】製鋼設備の概要構成図である。
【図６】本実施の形態によるプログラムのブロック図である。
【図７】キャスト単位で配置した場合の生産計画例を示す図である。
【図８】図７の順序でキャストをつなげた場合の均熱炉に投入されているチャージ数の推移を示す図である。
【図９】チャージ単位で配置した場合の生産計画例を示す図である。
【図１０】図９の順序でキャストをつなげた場合の均熱炉に投入されているチャージ数の推移を示す図である。
【符号の説明】
１        プログラム
１０      チャージ情報入力部（チャージ情報入力手段）
２０      鋳造順初期値決定部（鋳造順初期値決定手段）
４０      鋳造順近傍解作成部（鋳造順近傍解作成手段）
５０      評価値計算部（評価値計算手段）
５１      設備・操業違反計算部（設備・操業違反計算手段）
５２      鋳造限界違反計算部（鋳造限界違反計算手段）
５３      チャージ連結状況計算部（チャージ連結状況計算手段）
１００    製鋼設備
１０１    連鋳設備
１０３    タンディッシュ
１０５    均熱炉
１１１    溶鋼（チャージ）
【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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