(57)【要約】【課題】製鉄所の連続焼鈍ラインにおいて、制御温度の上昇及び下降速度についての限界値Ｕ，Ｄの制約下、各被焼鈍処理用鉄区分ｉに係る各焼鈍用制御温度の上限ＬＨ＿ｉ及び下限ＬＬ＿ｉの条件を満たす温度制御を実現する可能性があるかを、データ量の膨大となるダイナミック・プログラミングを用いずに、計算する。【解決手段】計算対象の帯状被焼鈍処理用鉄１２の被焼鈍処理用鉄区分には移動方向の前から順番に番号１，２，・・・，ｎを付ける、Ｔ＿ｉは被焼鈍処理用鉄区分ｉが温度制御を受ける所定点を通過するのに要する時間である。ＬＨ＿１＝ＬＬ＿１＝ｂは所与である。Ｘ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ  −  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ  ＋  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ］を計算する。Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ≠  φの場合は、Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉとする。Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ＝  φの場合は、Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉとする。ｉ＝１からｉ＝ｎへ昇順にＹ＿ｉを計算していく。【選択図】      図３
2004315949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、
物理状態制御装置が被制御処理用材料の物理状態を制御し、
各時間区分には前記被制御処理用材料の物理状態についての制限物理状態範囲が設定され、
前記物理状態制御装置は、その限界制御速度範囲内の速度で前記被制御処理用材料の物理状態を変更しつつ、前記被制御処理用材料の物理状態が各時間区分における制限物理状態範囲となるように前記被制御処理用材料の物理状態を制御し、
前記物理状態制御装置に使用する情報を計算する物理状態制御用情報計算装置において、
所与の時間区分の開始時の物理状態制御範囲及び前記物理状態制御装置の限界制御速度に基づき該所与の時間区分の終了時までに到達可能な到達可能物理状態範囲を計算する時間区分用到達可能物理状態範囲計算手段、
所与の時間区分の終了時の到達可能物理状態範囲と該所与の時間区分の次の時間区分の制限物理状態範囲とに基づき該次の時間区分開始時の物理状態制御範囲を計算する時間区分用物理状態制御範囲計算手段、及び
前記制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して前記時間区分用到達可能物理状態範囲計算手段及び前記時間区分用物理状態制御範囲計算手段にその処理を繰り返し実施させ全部の時間区分の開始時の物理状態制御範囲を求める全体用物理状態制御範囲計算手段、
を有していることを特徴とする物理状態制御用情報計算装置。
【請求項２】
有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、
前記制御時間全体にわたって各時間区分における被制御処理用材料の物理状態に係る条件に基づいて前記被制御処理用材料の物理状態を制御する物理状態制御装置に使用する情報を計算する物理状態制御用情報計算装置において、
次のように定義し（なお、ｎ、ｂ、ｅ、ＬＬ＿ｉ、ＬＨ＿ｉ、Ｄ及びＵに係る情報は所与である。また、”＿”より右側のインデックスは番号を示す。）
（ａ１）ｎ：制御時間を構成する時間区分の総数。
（ａ２）ｉ：制御時間の各時間区分の番号を時間系列の前の時間区分から順番に１，２，・・・，ｎとしたときの時間区分の番号。
（ａ３）ｂ：番号１の時間区分の開始時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ４）ｅ：番号ｎの時間区分の終了時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ５）ＬＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の下限値
（ａ６）ＬＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の上限値
（ａ７）Ｌ＿ｉ  ＝  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］  ただし、Ｌ＿（ｎ＋１）  ＝  ［ＬＬ＿ｎ，  ＬＨ＿ｎ］
（ａ８）Ｄ：被制御処理用材料の物理状態を上昇させるときの限界上昇速度
（ａ９）Ｕ：被制御処理用材料の物理状態を下降させるときの限界下降速度
（ａ１０）＊：乗算演算子
（ａ１１）Ｔ＿ｉ：番号ｉの時間区分の時間長さ
（ａ１２）ＩＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の下限
（ａ１３）ＩＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の上限
（ａ１４）Ｉ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ］  ただし、Ｉ＿１  ＝  ［ｂ，  ｂ］  ＝  ｂ
（ａ１５）Ｘ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ  −  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ  ＋  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ａ１６）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ≠  φの場合。
（ａ１７）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ＝  φの場合。
（ａ１８）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ≠  φの場合。
（ａ１９）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ＝  φの場合。
所定のｉに対して前記（ａ１５）に基づきＩ＿ｉからＸ＿ｉを計算する第１の処理手段、
所定のｉに対して前記第１の処理手段の計算結果と前記（ａ１６）及び前記（ａ１７）とに基づきＹ＿ｉを計算する第２の処理手段、
所定のｉに対して前記第２の処理手段の計算結果と前記（ａ１８）及び（ａ１９）とに基づきＩ＿（ｉ＋１）を計算する第３の処理手段、
所定のｉに対して前記第３の処理手段の計算結果としてのＩ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第４の処理手段、及び
ｉ＝１からｉ＝ｎまで昇順に各ｉに対して前記第１〜第４の処理手段にそれらの処理を実施させる第１の番号指定手段、
を有していることを特徴とする物理状態制御用情報計算装置。
【請求項３】
次のように定義し、
（ｂ１）ｓ＿１  ＝  ｂ
（ｂ２）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ∈Ｉ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ３）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＬ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＩＬ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ４）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＨ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＩＨ＿（ｉ＋１）の場合。
所定のｉに対して前記（ｂ２）〜（ｂ４）に基づきｓ＿（ｉ＋１）を計算する第５の処理手段、
所定のｉに対して前記第５の処理手段の計算結果としてのｓ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第６の処理手段、及び
ｉ＝１からｉ＝ｎ−１まで昇順に各ｉに対して前記第５及び前記第６の処理手段に処理を実施させる第２の番号指定手段、
を有していることを特徴とする請求項２記載の物理状態制御用情報計算装置。
【請求項４】
次のように定義し、
（ｃ１）ｔ＿（ｎ＋１）  ＝  ｅ
（ｃ２）Ｚ＿ｉ  （：＝  ［ＺＬ＿ｉ，  ＺＨ＿ｉ］）  ＝  ［ｔ＿（ｉ＋１）  −  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ｔ＿（ｉ＋１）  ＋  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ｃ３）ｔ＿ｉ  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ∈    Ｚ＿ｉの場合。
（ｃ４）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＬ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＺＬ＿ｉの場合。
（ｃ５）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＨ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＺＨ＿ｉの場合。
所定のｉに対して前記（ｃ２）に基づきｔ＿（ｉ＋１）からＺ＿ｉを計算する第７の処理手段、
所定のｉに対して前記第７の処理手段の計算結果と前記（ｃ３）〜（ｃ５）とに基づきｔ＿ｉを計算する第８の処理手段、
所定のｉに対して前記第８の処理手段の計算結果としてのｔ＿ｉを情報として記憶する第９の処理手段、及び
ｉ＝ｎからｉ＝１まで降順に各ｉに対して前記第７〜第９の処理手段に処理を実施させる第３の番号指定手段、
を有していることを特徴とする請求項３記載の物理状態制御用情報計算装置。
【請求項５】
前記被制御処理用材料は、固体、液体、及び気体のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせからなるものであることを特徴とする請求項２記載の物理状態制御用情報計算装置。
【請求項６】
前記物理状態は、力学的状態、光学的状態、熱学的状態、又は電磁気学的状態であることを特徴とする請求項２記載の物理状態制御用情報計算装置。
【請求項７】
前記被制御処理用材料は金属であり、前記物理状態は温度であることを特徴とする請求項２記載の物理状態制御用情報計算装置。
【請求項８】
前記金属は、焼鈍処理される鉄であり、該被焼鈍制御処理用鉄は、焼鈍温度の上限及び下限の異なる複数個の長さ区分が移動方向へ直列に結合した連続体から成り、該連続体は、等速度で移動し、移動方向の所定箇所において焼鈍処理を受け、ＬＨ＿ｉ及びＬＬ＿ｉは、該連続体の番号ｉの長さ区分の焼鈍処理についての上限温度及び下限温度に対応していることを特徴とする請求項７記載の物理状態制御用情報計算装置。
【請求項９】
有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、
物理状態制御装置が被制御処理用材料の物理状態を制御し、
各時間区分には前記被制御処理用材料の物理状態についての制限物理状態範囲が設定され、
前記物理状態制御装置は、その限界制御速度範囲内の速度で前記被制御処理用材料の物理状態を変更しつつ、前記被制御処理用材料の物理状態が各時間区分における制限物理状態範囲となるように前記被制御処理用材料の物理状態を制御し、
前記物理状態制御装置に使用する情報を計算する物理状態制御用情報計算方法において、
所与の時間区分の開始時の物理状態制御範囲及び前記物理状態制御装置の限界制御速度に基づき該所与の時間区分の終了時までに到達可能な到達可能物理状態範囲を計算する時間区分用到達可能物理状態範囲計算ステップ、
所与の時間区分の終了時の到達可能物理状態範囲と該所与の時間区分の次の時間区分の制限物理状態範囲とに基づき該次の時間区分開始時の物理状態制御範囲を計算する時間区分用物理状態制御範囲計算ステップ、及び
前記制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して前記時間区分用到達可能物理状態範囲計算ステップ及び前記時間区分用物理状態制御範囲計算ステップを繰り返し実施させ全部の時間区分の開始時の物理状態制御範囲を求める全体用物理状態制御範囲計算ステップ、
を有していることを特徴とする物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１０】
有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、
前記制御時間全体にわたって各時間区分における被制御処理用材料の物理状態に係る条件に基づいて前記被制御処理用材料の物理状態を制御する物理状態制御装置に使用する情報を計算する物理状態制御用情報計算方法において、
次のように定義し（なお、ｎ、ｂ、ｅ、ＬＬ＿ｉ、ＬＨ＿ｉ、Ｄ及びＵに係る情報は所与である。また、”＿”より右側のインデックスは番号を示す。）
（ａ１）ｎ：制御時間を構成する時間区分の総数。
（ａ２）ｉ：制御時間の各時間区分の番号を時間系列の前の時間区分から順番に１，２，・・・，ｎとしたときの時間区分の番号。
（ａ３）ｂ：番号１の時間区分の開始時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ４）ｅ：番号ｎの時間区分の終了時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ５）ＬＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の下限値
（ａ６）ＬＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の上限値
（ａ７）Ｌ＿ｉ  ＝  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］  ただし、Ｌ＿（ｎ＋１）  ＝  ［ＬＬ＿ｎ，  ＬＨ＿ｎ］
（ａ８）Ｄ：被制御処理用材料の物理状態を上昇させるときの限界上昇速度
（ａ９）Ｕ：被制御処理用材料の物理状態を下降させるときの限界下降速度
（ａ１０）＊：乗算演算子
（ａ１１）Ｔ＿ｉ：番号ｉの時間区分の時間長さ
（ａ１２）ＩＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の下限
（ａ１３）ＩＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の上限
（ａ１４）Ｉ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ］  ただし、Ｉ＿１  ＝  ［ｂ，  ｂ］  ＝  ｂ
（ａ１５）Ｘ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ  −  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ  ＋  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ａ１６）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ≠  φの場合。
（ａ１７）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ＝  φの場合。
（ａ１８）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ≠  φの場合。
（ａ１９）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ＝  φの場合。
所定のｉに対して前記（ａ１５）に基づきＩ＿ｉからＸ＿ｉを計算する第１の処理ステップ、
所定のｉに対して前記第１の処理ステップにおける計算結果と前記（ａ１６）及び前記（ａ１７）とに基づきＹ＿ｉを計算する第２の処理ステップ、
所定のｉに対して前記第２の処理ステップにおける計算結果と前記（ａ１８）及び（ａ１９）とに基づきＩ＿（ｉ＋１）を計算する第３の処理ステップ、
所定のｉに対して前記第３の処理ステップにおける計算結果としてのＩ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第４の処理ステップ、及び
ｉ＝１からｉ＝ｎまで昇順に各ｉに対して前記第１〜第４の処理ステップを実行する第１の番号指定ステップ、
を有していることを特徴とする物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１１】
次のように定義し、
（ｂ１）ｓ＿１  ＝  ｂ
（ｂ２）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ∈Ｉ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ３）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＬ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＩＬ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ４）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＨ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＩＨ＿（ｉ＋１）の場合。
所定のｉに対して前記（ｂ２）〜（ｂ４）に基づきｓ＿（ｉ＋１）を計算する第５の処理ステップ、
所定のｉに対して前記第５の処理ステップにおける計算結果としてのｓ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第６の処理ステップ、及び
ｉ＝１からｉ＝ｎ−１まで昇順に各ｉに対して前記第５及び前記第６の処理ステップを実行する第２の番号指定ステップ、
を有していることを特徴とする請求項１０記載の物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１２】
次のように定義し、
（ｃ１）ｔ＿（ｎ＋１）  ＝  ｅ
（ｃ２）Ｚ＿ｉ  （：＝  ［ＺＬ＿ｉ，  ＺＨ＿ｉ］）  ＝  ［ｔ＿（ｉ＋１）  −  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ｔ＿（ｉ＋１）  ＋  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ｃ３）ｔ＿ｉ  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ∈    Ｚ＿ｉの場合。
（ｃ４）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＬ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＺＬ＿ｉの場合。
（ｃ５）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＨ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＺＨ＿ｉの場合。
所定のｉに対して前記（ｃ２）に基づきｔ＿（ｉ＋１）からＺ＿ｉを計算する第７の処理ステップ、
所定のｉに対して前記第７の処理ステップにおける計算結果と前記（ｃ３）〜（ｃ５）とに基づきｔ＿ｉを計算する第８の処理ステップ、
所定のｉに対して前記第８の処理ステップにおける計算結果としてのｔ＿ｉを情報として記憶する第９の処理ステップ、及び
ｉ＝ｎからｉ＝１まで降順に各ｉに対して前記第７〜第９の処理ステップを実行する第３の番号指定ステップ、
を有していることを特徴とする請求項１１記載の物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１３】
前記被制御処理用材料は、固体、液体、及び気体のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせからなるものであることを特徴とする請求項１０記載の物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１４】
前記物理状態は、力学的状態、光学的状態、熱学的状態、又は電磁気学的状態であることを特徴とする請求項１０記載の物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１５】
前記被制御処理用材料は金属であり、前記物理状態は温度であることを特徴とする請求項１０記載の物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１６】
前記金属は、焼鈍処理される鉄であり、該被焼鈍制御処理用鉄は、焼鈍温度の上限及び下限の異なる複数個の長さ区分が移動方向へ直列に結合した連続体から成り、該連続体は、等速度で移動し、移動方向の所定箇所において焼鈍処理を受け、ＬＨ＿ｉ及びＬＬ＿ｉは、該連続体の番号ｉの長さ区分の焼鈍処理についての上限温度及び下限温度に対応していることを特徴とする請求項１５記載の物理状態制御用情報計算方法。
【請求項１７】
請求項１〜８のいずれかの物理状態制御用情報計算装置における各手段としてコンピュータを機能させるための物理状態制御用情報計算用プログラム．
【請求項１８】
請求項１〜８のいずれかに記載する物理状態制御用情報計算装置の計算した物理状態制御範囲、Ｉ＿ｉ、ｓ＿ｉ及び／又はｔ＿ｉであって各時間区分ｉに対応するＩ＿ｉ、ｓ＿ｉ及び／又はｔ＿ｉに基づいて前記被制御処理用材料の物理状態を制御することを特徴とする物理状態制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続する複数個の時間区分に区分されている所定の制御時間にわたり被制御処理用材料をその物理状態について各時間区分における制御条件に基づき制御する物理状態制御用情報計算装置、物理状態制御用情報計算方法、物理状態制御用情報計算用プログラム及び物理状態制御装置に係り、典型的には製鉄産業の連続焼鈍プロセスに適用される物理状態制御用情報計算装置、物理状態制御用情報計算方法、物理状態制御用情報計算用プログラム及び物理状態制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄における連続焼鈍プロセスに代表されるように、異種の材料を直列に連結して、その連結列を、ラインに乗せて、シーケンシャルに熱処理を行うようなプロセスが存在する。通常、材料ごとに許容可能な温度範囲（上限、下限）と処理時間が決まっており、熱処理を行う装置は、各材料の温度範囲に収まるように、制御温度を上昇及び下降させなければならない。また装置における温度の上昇及び下降速度の限界はそれぞれ決まっている。
【０００３】
温度範囲を守る温度遷移を得るためには、材料をラインに流す順番（並び）が適切となるように、決めることも重要である。しかし、温度範囲を守る温度遷移が可能である並びか否かを知るためには、その並びに対して、温度遷移の評価、つまり温度範囲を外さないような温度遷移は可能か（又はどの程度外してしまうか）の評価をする必要がある。こうして求まった温度遷移の評価が材料の並びの全体評価（他の制約の評価も含む）にも反映され、良い並びを求める目的に使われる。そして最終的に求まった目標温度遷移は熱処理をする装置の温度の上昇及び下降スケジュールとして使うことができる。
【０００４】
従来の連続焼鈍プロセスにおいて、ある温度範囲が守れる並びを見つけることは、エキスパート（達人又は名人）が経験に基づく直感により行なっていた。エキスパートにより従来、行われている、焼鈍材料の適切な並び順の見つけ出し方を、具体的に説明する。例えばエクセル（マイクロソフト社の登録商標）のような表計算ソフトによりＰＣ（パーソナル・コンピュータ）の画面に表示及び編集可能な表が用意され、該表の各行（レコード）に各焼鈍材料を対応付けるとともに、各列（フィールド）には、焼鈍材料の幅、厚さ、温度範囲用コード、その他の属性の項目が対応付ける。温度範囲コードは、例えば、７５，  ７６，  ８６，  ８７，  ８８，・・・のような数値であり、エキスパートは、例えば、７５は温度範囲［２４０℃−２８０℃］、７６は温度範囲［２６０℃−３１０℃］であると、把握する。そして、エキスパートは、７５と７６はどのくらい近いとか、８６と８７はどのくらい近いとかのおおよそを把握しており、頭の中で、他の制約も考慮しつつ、隣接する温度範囲が重なるような並びを決めている。一般の製鉄所では、並行して同時に走る複数個（例：数十個）のラインが存在し、エキスパートは、各ラインの並びはどうすべきかとともに、各焼鈍品をどのラインの並びに含めるかを考えており、また、至急品が発生して、それを優先して所定のラインに割り込ませると、そのラインにおける該割り込み品以降の並びは再度、考え直す必要がある。
【０００５】
特許文献１は、鋳造製品についての一括方式焼鈍プロセスを開示する。該一括方式焼鈍プロセスでは、自己焼鈍ボックスについての経験則上の雰囲気温度の遷移傾向及び焼鈍に適する雰囲気温度に基づく判定基準用温度遷移曲線を作成するとともに、自己焼鈍プロセスにおける複数時点における自己焼鈍ボックス内の実際の雰囲気温度を測定する。そして、測定温度を判定基準用温度遷移曲線と照合することにより、焼鈍の品質の良否を判定している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２９１０２１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
温度範囲を守る遷移が可能ならば必ずそのような（温度外しコスト０の）遷移を求めないといけないが、範囲を守るのが不可能な場合は、厳密に計算して（最小温度外しコストの）温度遷移を求める必要はない。基本的には並びを変えて温度範囲を守る遷移を見つける方が良いし、時間的に後のスケジュールは後で変わる可能性が大きいので、通常は単に時間的に前の材料の温度範囲を優先して守ればよい。なお、焼鈍品については、その品質上、焼鈍中の温度はなるべく変化させない方が良く、時間的に後ろの材料の並びは、至急品等の発生により変更される可能性があるので、温度は並びにおける順番が後方となっている焼鈍品の温度範囲を守れなくなるか又は終了温度に到達できなくなる限界の時点に到達していない限り、なるべく変化させない方が望ましい。
【０００８】
エキスパートによる従来の並び作成方法では、エキスパートが、今回の複数個の焼鈍材料の順番として作成した並びに対して、実際に、温度上昇及び下降速度の制約下、各焼鈍材料の温度範囲条件を満たして、全体の並びについての温度制御を実施可能であるか否かを正確に見極めることが困難となっている。また、各焼鈍材料について、特に並びの後ろの方に順番が来るかもしれない焼鈍材料について、該焼鈍材料の処理がいつ終了するのかを即答することが困難になっている。
【０００９】
特許文献１は、連続焼鈍プロセスにおいて、各被焼鈍処理用鉄区分がそれらの対応焼鈍期間にそれぞれ別々の上限温度及び下限温度をもつ並びに対して、（ａ）各被焼鈍処理用鉄区分の上限温度及び下限温度の条件（以下、適宜、単に、「温度範囲条件」と言う。）を満たすように、温度制御を実施することは可能か、及び（ｂ）各被焼鈍処理用鉄区分の品質を良好なものにするには、各被焼鈍処理用鉄区分内の温度変化は極力抑えた方が望ましいが、温度範囲条件を守りつつ、このような要望に対処するには、並びに対する制御温度遷移は具体的にどのようにするべきかのアルゴリズムは提示も示唆もしていない。
【００１０】
なお、温度遷移コストを温度範囲の外れ具合に基づいて適当に定義し、可能な温度範囲について、ダイナミック・プログラミングの手法を使って、最もコストの低い温度遷移を求めることが考えられる。しかし、これを行うためには、まず遷移可能な範囲内の温度を離散化する必要があるため、時間がかかる上、離散化することで精度にも問題が生じる。温度が広い範囲の値を取り得て、精度を上げるために細かく離散化すると、効率性は下がる。
【００１１】
本発明の第１の目的は、被制御処理用材料の物理状態の制御において限界上昇速度及び限界下降速度が存在し、かつ制御時間中の各時間区分では、各物理状態範囲条件が決められている場合に、各時間区分の物理状態範囲条件を満たす制御が現実に可能であるか否かの情報の計算処理を能率的に実施できる物理状態制御用情報計算装置、物理状態制御用情報計算方法、物理状態制御用情報計算用プログラム及び物理状態制御装置を提供することである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、第１の目的を達成しつつ、各時間区分における物理状態の変化を抑制した物理状態の具体的な遷移過程を能率的に計算できる物理状態制御用情報計算装置、物理状態制御用情報計算方法、物理状態制御用情報計算用プログラム及び物理状態制御装置を提供することである。
【００１３】
本発明の第３の目的は、第２の目的を達成しつつ、制御時間の開始時刻及び終了時刻における被制御処理用材料の物理状態を所与の値に一致する物理状態の具体的な遷移過程を能率的に計算できる物理状態制御用情報計算装置、物理状態制御用情報計算方法、物理状態制御用情報計算用プログラム及び物理状態制御装置を提供することである。
【００１４】
本発明の第４の目的は、第３の目的を達成しつつ、鉄鋼の焼鈍処理に適用した物理状態制御用情報計算装置、物理状態制御用情報計算方法、物理状態制御用情報計算用プログラム及び物理状態制御装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の物理状態制御用情報計算装置及び方法が計算する情報を使用する物理状態制御装置では、使用される有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、物理状態制御装置が被制御処理用材料の物理状態を制御し、各時間区分には前記被制御処理用材料の物理状態についての制限物理状態範囲が設定される。そして、前記物理状態制御装置は、その限界制御速度範囲内の速度で前記被制御処理用材料の物理状態を変更しつつ、前記被制御処理用材料の物理状態が各時間区分における制限物理状態範囲となるように前記被制御処理用材料の物理状態を制御する。
【００１６】
本発明の第１の物理状態制御用情報計算装置は次の手段を有している。
・所与の時間区分の開始時の物理状態制御範囲及び前記物理状態制御装置の限界制御速度に基づき該所与の時間区分の終了時までに到達可能な到達可能物理状態範囲を計算する時間区分用到達可能物理状態範囲計算手段、
・所与の時間区分の終了時の到達可能物理状態範囲と該所与の時間区分の次の時間区分の制限物理状態範囲とに基づき該次の時間区分開始時の物理状態制御範囲を計算する時間区分用物理状態制御範囲計算手段、及び
・前記制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して前記時間区分用到達可能物理状態範囲計算手段及び前記時間区分用物理状態制御範囲計算手段にその処理を繰り返し実施させ全部の時間区分の開始時の物理状態制御範囲を求める全体用物理状態制御範囲計算手段。
【００１７】
本発明の第１の物理状態制御用情報計算方法は次のステップを有している。
・所与の時間区分の開始時の物理状態制御範囲及び前記物理状態制御装置の限界制御速度に基づき該所与の時間区分の終了時までに到達可能な到達可能物理状態範囲を計算する時間区分用到達可能物理状態範囲計算ステップ、
・所与の時間区分の終了時の到達可能物理状態範囲と該所与の時間区分の次の時間区分の制限物理状態範囲とに基づき該次の時間区分開始時の物理状態制御範囲を計算する時間区分用物理状態制御範囲計算ステップ、及び
・前記制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して前記時間区分用到達可能物理状態範囲計算ステップ及び前記時間区分用物理状態制御範囲計算ステップを繰り返し実施させ全部の時間区分の開始時の物理状態制御範囲を求める全体用物理状態制御範囲計算ステップ。
【００１８】
本発明の第２の物理状態制御用情報計算装置及び方法によれば、有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、前記制御時間全体にわたって各時間区分における被制御処理用材料の物理状態に係る条件に基づいて前記被制御処理用材料の物理状態を制御する物理状態制御装置に使用する情報を計算する。次のように定義する。なお、ｎ、ｂ、ｅ、ＬＬ＿ｉ、ＬＨ＿ｉ、Ｄ及びＵに係る情報は所与である。また、”＿”より右側のインデックスは番号を示す。
（ａ１）ｎ：制御時間を構成する時間区分の総数。
（ａ２）ｉ：制御時間の各時間区分の番号を時間系列の前の時間区分から順番に１，２，・・・，ｎとしたときの時間区分の番号。
（ａ３）ｂ：番号１の時間区分の開始時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ４）ｅ：番号ｎの時間区分の終了時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ５）ＬＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の下限値
（ａ６）ＬＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の上限値
（ａ７）Ｌ＿ｉ  ＝  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］  ただし、Ｌ＿（ｎ＋１）  ＝  ［ＬＬ＿ｎ，  ＬＨ＿ｎ］
（ａ８）Ｄ：被制御処理用材料の物理状態を上昇させるときの限界上昇速度
（ａ９）Ｕ：被制御処理用材料の物理状態を下降させるときの限界下降速度
（ａ１０）＊：乗算演算子
（ａ１１）Ｔ＿ｉ：番号ｉの時間区分の時間長さ
（ａ１２）ＩＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の下限
（ａ１３）ＩＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の上限
（ａ１４）Ｉ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ］  ただし、Ｉ＿１  ＝  ［ｂ，  ｂ］  ＝  ｂ
（ａ１５）Ｘ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ  −  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ  ＋  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ａ１６）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ≠  φの場合。
（ａ１７）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ＝  φの場合。
（ａ１８）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ≠  φの場合。
（ａ１９）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ＝  φの場合。
【００１９】
本発明の第２の物理状態制御用情報計算装置は次の手段を有している。
・所定のｉに対して前記（ａ１５）に基づきＩ＿ｉからＸ＿ｉを計算する第１の処理手段、
・所定のｉに対して前記第１の処理手段の計算結果と前記（ａ１６）及び前記（ａ１７）とに基づきＹ＿ｉを計算する第２の処理手段、
・所定のｉに対して前記第２の処理手段の計算結果と前記（ａ１８）及び（ａ１９）とに基づきＩ＿（ｉ＋１）を計算する第３の処理手段、
・所定のｉに対して前記第３の処理手段の計算結果としてのＩ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第４の処理手段、及び
・ｉ＝１からｉ＝ｎまで昇順に各ｉに対して前記第１〜第４の処理手段にそれらの処理を実施させる第１の番号指定手段。
【００２０】
本発明の第２の物理状態制御用情報計算方法は次のステップを有している。
・所定のｉに対して前記（ａ１５）に基づきＩ＿ｉからＸ＿ｉを計算する第１の処理ステップ、
・所定のｉに対して前記第１の処理ステップにおける計算結果と前記（ａ１６）及び前記（ａ１７）とに基づきＹ＿ｉを計算する第２の処理ステップ、
・所定のｉに対して前記第２の処理ステップにおける計算結果と前記（ａ１８）及び（ａ１９）とに基づきＩ＿（ｉ＋１）を計算する第３の処理ステップ、
・所定のｉに対して前記第３の処理ステップにおける計算結果としてのＩ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第４の処理ステップ、及び
・ｉ＝１からｉ＝ｎまで昇順に各ｉに対して前記第１〜第４の処理ステップを実行する第１の番号指定ステップ。
【００２１】
さらに、次のように定義する。
（ｂ１）ｓ＿１  ＝  ｂ
（ｂ２）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ∈Ｉ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ３）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＬ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＩＬ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ４）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＨ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＩＨ＿（ｉ＋１）の場合。
【００２２】
本発明の第３の物理状態制御用情報計算装置は第２の物理状態制御用情報計算装置にさらに次の手段を付加的に有している。
・所定のｉに対して前記（ｂ２）〜（ｂ４）に基づきｓ＿（ｉ＋１）を計算する第５の処理手段、
・所定のｉに対して前記第５の処理手段の計算結果としてのｓ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第６の処理手段、及び
・ｉ＝１からｉ＝ｎ−１まで昇順に各ｉに対して前記第５及び前記第６の処理手段に処理を実施させる第２の番号指定手段。
【００２３】
本発明の第３の物理状態制御用情報計算方法は第２の物理状態制御用情報計算方法にさらに次のステップを付加的に有している。
・所定のｉに対して前記（ｂ２）〜（ｂ４）に基づきｓ＿（ｉ＋１）を計算する第５の処理ステップ、
・所定のｉに対して前記第５の処理ステップにおける計算結果としてのｓ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する第６の処理ステップ、及び
・ｉ＝１からｉ＝ｎ−１まで昇順に各ｉに対して前記第５及び前記第６の処理ステップを実行する第２の番号指定ステップ。
【００２４】
さらに、次のように定義する。
（ｃ１）ｔ＿（ｎ＋１）  ＝  ｅ
（ｃ２）Ｚ＿ｉ  （：＝  ［ＺＬ＿ｉ，  ＺＨ＿ｉ］）  ＝  ［ｔ＿（ｉ＋１）  −  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ｔ＿（ｉ＋１）  ＋  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ｃ３）ｔ＿ｉ  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ∈    Ｚ＿ｉの場合。
（ｃ４）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＬ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＺＬ＿ｉの場合。
（ｃ５）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＨ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＺＨ＿ｉの場合。
【００２５】
本発明の第４の物理状態制御用情報計算装置は第３の物理状態制御用情報計算装置にさらに次の手段を付加的に有している。
・所定のｉに対して前記（ｃ２）に基づきｔ＿（ｉ＋１）からＺ＿ｉを計算する第７の処理手段、
・所定のｉに対して前記第７の処理手段の計算結果と前記（ｃ３）〜（ｃ５）とに基づきｔ＿ｉを計算する第８の処理手段、
・所定のｉに対して前記第８の処理手段の計算結果としてのｔ＿ｉを情報として記憶する第９の処理手段、及び
・ｉ＝ｎからｉ＝１まで降順に各ｉに対して前記第７〜第９の処理手段に処理を実施させる第３の番号指定手段。
【００２６】
本発明の第４の物理状態制御用情報計算方法は第３の物理状態制御用情報計算方法にさらに次のステップを付加的に有している。
・所定のｉに対して前記（ｃ２）に基づきｔ＿（ｉ＋１）からＺ＿ｉを計算する第７の処理ステップ、
・所定のｉに対して前記第７の処理ステップにおける計算結果と前記（ｃ３）〜（ｃ５）とに基づきｔ＿ｉを計算する第８の処理ステップ、
・所定のｉに対して前記第８の処理ステップにおける計算結果としてのｔ＿ｉを情報として記憶する第９の処理ステップ、及び
・ｉ＝ｎからｉ＝１まで降順に各ｉに対して前記第７〜第９の処理ステップを実行する第３の番号指定ステップ。
【００２７】
第２の物理状態制御用情報計算装置及び方法は、それぞれ第２及び第４の物理状態制御用情報計算装置及び方法とは別の物理状態制御用情報計算装置及び方法であってＬ＿ｉの系列からｓ＿ｉ及びｔ＿ｉの系列を計算する物理状態制御用情報計算装置及び方法と組み合わせて適用することができる。
【００２８】
第３の物理状態制御用情報計算装置及び方法は、それぞれ第４の物理状態制御用情報計算装置及び方法とは別の物理状態制御用情報計算装置及び方法であってｓ＿ｉの系列からｔ＿ｉの系列を計算する物理状態制御用情報計算装置及び方法と組み合わせて適用することができる。
【００２９】
なお、第１〜第４の物理状態制御用情報計算装置及び方法がｎ個の時間区分が番号順に並ぶ制御時間全体についてのＩ＿ｉ、ｓ＿ｉ、及びｔ＿ｉの系列を計算終了して、その計算値に基づいて制御開始した後、優先して制御しなければならない被制御処理用材料が発生し、次に処理予定となっている被制御処理用材料（該材料の番号をｋ＋１とする。）の前に割り込ませる制御を実施してもよい。そのような割り込み制御実施したときは、割り込んだ被制御処理用材料の番号をｋとし、番号ｋ，ｋ＋１，・・・，ｎを番号１，２，・・・，ｎ−ｋに変更するとともに、ｎ−ｋを改めてｎと起き、第１〜第４の物理状態制御用情報計算装置及び方法によりＩ＿ｉ、ｓ＿ｉ、及びｔ＿ｉの系列を再計算することになる。
【００３０】
上述の物理状態制御用情報計算装置及び方法は次の１個又は任意の組み合わせを適宜、付加することができる。
・前記被制御処理用材料は、固体、液体、及び気体のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせからなるものである。
・前記物理状態は、力学的状態、光学的状態、熱学的状態（温度状態を含む。）、又は電磁気学的状態である。
・前記被制御処理用材料は金属であり、前記物理状態は温度である。
・前記金属は、焼鈍処理される鉄であり、該被焼鈍制御処理用鉄は、焼鈍温度の上限及び下限の異なる複数個の長さ区分が移動方向へ直列に結合した連続体から成り、該連続体は、等速度で移動し、移動方向の所定箇所において焼鈍処理を受け、ＬＨ＿ｉ及びＬＬ＿ｉは、該連続体の番号ｉの長さ区分の焼鈍処理についての上限温度及び下限温度に対応している。
【００３１】
本発明の物理状態制御用情報計算用プログラムは、上述したいずれかの物理状態制御用情報計算装置における各手段としてコンピュータを機能させる。又は、本発明の物理状態制御用情報計算用プログラムは、上述したいずれかの物理状態制御用情報計算方法における各ステップをコンピュータに実行させる。
【００３２】
本発明の物理状態制御装置は、上述のいずれかの物理状態制御用情報計算装置の計算した物理状態制御範囲、Ｉ＿ｉ、ｓ＿ｉ及び／又はｔ＿ｉであって各時間区分ｉに対応するＩ＿ｉ、ｓ＿ｉ及び／又はｔ＿ｉに基づいて前記被制御処理用材料の物理状態を制御する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以降、本発明を実施の形態及び実施例について具体的に説明する。なお、本発明は実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３４】
最初に、説明に用いる各種記号を定義する。なお、ｎ、ｂ、ｅ、ＬＬ＿ｉ、ＬＨ＿ｉ、Ｄ及びＵに係る情報は所与である。また、”＿”より右側のインデックスは番号を示す。φは空集合を意味する。さらに、有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、被制御処理用材料の物理状態は、制御時間全体にわたって各時間区分における被制御処理用材料の物理状態に係る条件に基づいて、制御される。
（ａ１）ｎ：制御時間を構成する時間区分の総数。
（ａ２）ｉ：制御時間の各時間区分の番号を時間系列の前の時間区分から順番に１，２，・・・，ｎとしたときの時間区分の番号。
（ａ３）ｂ：番号１の時間区分の開始時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ４）ｅ：番号ｎの時間区分の終了時の被制御処理用材料の物理状態の値
（ａ５）ＬＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の下限値
（ａ６）ＬＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分における被制御処理用材料の物理状態の上限値
（ａ７）Ｌ＿ｉ  ＝  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］  ただし、Ｌ＿（ｎ＋１）  ＝  ［ＬＬ＿ｎ，  ＬＨ＿ｎ］
（ａ８）Ｄ：被制御処理用材料の物理状態を上昇させるときの限界上昇速度
（ａ９）Ｕ：被制御処理用材料の物理状態を下降させるときの限界下降速度
（ａ１０）＊：乗算演算子
（ａ１１）Ｔ＿ｉ：番号ｉの時間区分の時間長さ
（ａ１２）ＩＬ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の下限
（ａ１３）ＩＨ＿ｉ：番号ｉの時間区分の開始時刻までに到達可能な被制御処理用材料の物理状態の上限
（ａ１４）Ｉ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ］  ただし、Ｉ＿１  ＝  ［ｂ，  ｂ］  ＝  ｂ
（ａ１５）Ｘ＿ｉ  ＝  ［ＩＬ＿ｉ  −  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ＩＨ＿ｉ  ＋  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ａ１６）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ≠  φの場合。
（ａ１７）Ｙ＿ｉ  ＝  Ｘ＿ｉ  ただし、Ｘ＿ｉ  ∩  Ｌ＿ｉ  ＝  φの場合。
（ａ１８）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ≠  φの場合。
（ａ１９）Ｉ＿（ｉ＋１）  ＝  Ｙ＿ｉ  ただし、Ｙ＿ｉ  ∩  Ｌ＿（ｉ＋１）  ＝  φの場合。
【００３５】
（ｂ１）ｓ＿１  ＝  ｂ
（ｂ２）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ∈Ｉ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ３）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＬ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＩＬ＿（ｉ＋１）の場合。
（ｂ４）ｓ＿（ｉ＋１）  ＝  ＩＨ＿（ｉ＋１）  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＩＨ＿（ｉ＋１）の場合。
【００３６】
（ｃ１）ｔ＿（ｎ＋１）  ＝  ｅ
（ｃ２）Ｚ＿ｉ  （：＝  ［ＺＬ＿ｉ，  ＺＨ＿ｉ］）  ＝  ［ｔ＿（ｉ＋１）  −  Ｕ  ＊  Ｔ＿ｉ，  ｔ＿（ｉ＋１）  ＋  Ｄ  ＊  Ｔ＿ｉ］
（ｃ３）ｔ＿ｉ  ＝  ｓ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ∈  Ｚ＿ｉの場合。
（ｃ４）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＬ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＜  ＺＬ＿ｉの場合。
（ｃ５）ｔ＿ｉ  ＝  ＺＨ＿ｉ  ただし、ｓ＿ｉ  ＞  ＺＨ＿ｉの場合。
【００３７】
図１は製鉄用焼鈍装置１０の概略図である。製鉄用焼鈍装置１０は、本発明の物理状態制御用情報計算装置を製鉄の焼鈍に適用したものである。製鉄用焼鈍装置１０は、トンネル状構造の温度制御装置１１を備えている。帯状被焼鈍処理用鉄１２は、図１の矢印方向としての移動方向へ長く帯状に延び、矢印方向へ等速度ｖで移動し、入り口１３より温度制御装置１１内に入り、出口１４より温度制御装置１１内から出る。帯状被焼鈍処理用鉄１２は、移動方向へ隣接同士が溶接により接続されている異種の複数個の帯状被焼鈍処理用鉄区分の連続から構成されている。帯状被焼鈍処理用鉄１２は、典型的には、厚さは０．１ｍｍ、幅は１ｍである。温度制御装置１１は、内部を通過する各帯状被焼鈍処理用鉄区分に対して、帯状被焼鈍処理用鉄１２の移動方向の所定箇所における雰囲気温度、典型的には出口１４における雰囲気温度が、各帯状被焼鈍処理用鉄区分に対応する温度範囲となるように、制御される。
【００３８】
前述のｎ、ｂ、ｅ、ＬＬ＿ｉ、ＬＨ＿ｉ、Ｄ及びＵは製鉄用焼鈍装置１０では次のように概念を減縮して定義される。なお、帯状被焼鈍処理用鉄１２は今回の温度制御スケジュール対象となっている有限長さの帯状被焼鈍処理用鉄とする。帯状被焼鈍処理用鉄１２を構成する各帯状被焼鈍処理用鉄区分について、移動方向前の帯状被焼鈍処理用鉄区分から順番に１，２，・・・と番号を付ける。帯状被焼鈍処理用鉄１２は、移動方向前から帯状被焼鈍処理用鉄区分ｍ＿１，ｍ＿２，・・・により区分される。帯状被焼鈍処理用鉄１２は等速度ｖで移動するので、移動方向への帯状被焼鈍処理用鉄区分ｍ＿ｉの長さをＲ＿ｉとすると、Ｒ＿ｉ＝ｖ・Ｔ＿ｉとなる。
ｎ：帯状被焼鈍処理用鉄１２における帯状被焼鈍処理用鉄区分の総数
ｂ：帯状被焼鈍処理用鉄１２に対する制御開始時刻の温度
ｅ：帯状被焼鈍処理用鉄１２に対する制御終了時刻の温度
ＬＬ＿ｉ：ｉ番目の帯状被焼鈍処理用鉄区分に対する温度制御における上限温度
ＬＨ＿ｉ：ｉ番目の帯状被焼鈍処理用鉄区分に対する温度制御における下限温度
Ｄ：帯状被焼鈍処理用鉄１２に対する温度制御における限界の温度上昇速度
Ｕ：帯状被焼鈍処理用鉄１２に対する温度制御における限界の温度下降速度
【００３９】
本発明を所定個数ｎの被焼鈍処理用鉄区分が連続して直列に並ぶ帯状被焼鈍処理用鉄１２の温度制御に適用した場合の制約は次の通りである。本発明を帯状被焼鈍処理用鉄１２の温度制御に適用した場合の温度系列として、後の図４で説明される目標温度ｔ＿ｉの系列は次の制約を満たしたものとなっている。
（１）制御温度の遷移の限界上昇速度Ｕ、限界下降速度Ｄは必ず守る。
（２）制御温度の開始値ｂと終了値ｅは必ず結ぶ。（ｂ，ｅは限界速度Ｕ，Ｄで結べない程は、離れていないと仮定する。）
（３）各被焼鈍処理用鉄区分における制御温度の上限・下限の範囲は上記１、２に違反しない限り、前方優先で可能な限り守る。
（４）制御温度の遷移は上記（１）〜（３）に違反しない限り、可能な限り変化させない。
なお、（３）で前方優先とした理由は、スケジュールの後方範囲では、至急の被焼鈍処理用鉄区分の割り込み当により、実際にその後方範囲の制御時点では、並びが変更されている可能性が高いので、現在により近いスケジュール範囲を重視するためである。
【００４０】
図２は図１の製鉄用焼鈍装置１０において帯状被焼鈍処理用鉄１２に対して実施する温度制御スケジュール上の各時間区分の温度範囲（温度制約とも言う。）を示している。温度制御装置１１は、移動方向へ直列に連結されたｎ個の帯状被焼鈍処理用鉄区分ｍ＿１，ｍ＿２，・・・，ｍ＿ｉ，・・・，ｍ＿ｎから成る。図２において、帯状被焼鈍処理用鉄１２は一定の速度ｖで温度制御装置１１内を通過しているので、各帯状被焼鈍処理用鉄区分ｍ＿１，ｍ＿２，・・・，ｍ＿ｉ，・・・，ｍ＿ｎが温度制御装置１１の所定箇所、例えば出口１４を通過するのに要する時間Ｔ＿１，Ｔ＿２，・・・，Ｔ＿ｉ，・・・，Ｔ＿ｎは移動方向の各帯状被焼鈍処理用鉄区分の長さＲ＿１，Ｒ＿２，・・・，Ｒ＿ｎに比例する。温度制御装置１１は、各帯状被焼鈍処理用鉄区分に対して温度制御装置１１の所定箇所、例えば出口１４における雰囲気温度が、各帯状被焼鈍処理用鉄区分に対応する温度範囲Ｌ＿ｉ  ＝  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］となるように、温度制御を行う。すなわち、各帯状被焼鈍処理用鉄区分ｍ＿ｉは、入り口１３内へ進入した時点では、まだ、該帯状被焼鈍処理用鉄区分ｍ＿ｉに対応の温度範囲Ｌ＿ｉ  ＝  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］の雰囲気温度に晒されることはないが、少なくとも、出口１４に到達するまでには、その雰囲気は温度範囲Ｌ＿ｉ  ＝  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］となるように、温度制御装置１１により制御される。なお、図２における典型的な数値を述べると、温度制御の開始時から終了時までの時間は約１月であり、焼鈍温度はおおよそ４００〜６００°Ｃ、温度範囲Ｌ＿ｉは５０°Ｃである。１個の時間区分Ｔ＿ｉは約数十分である。
【００４１】
狙い温度（ｓ＿ｉの系列を「狙い温度」と呼ぶことにする。）を決める製鉄用焼鈍装置１０における手法は大きく次の２つのプロセスに分けられる。なお、帯状被焼鈍処理用鉄１２の適切な焼鈍処理のために温度制御装置１１が帯状被焼鈍処理用鉄１２に付与しようとする温度を「目標温度」と呼ぶことにすると、狙い温度は目標温度を得るための中間データとして位置付けられる。
プロセス１：温度到達可能領域の計算（先頭→末尾）
プロセス２：プロセス１の領域内を通る狙い温度の計算（末尾→先頭）
【００４２】
なお、後述するように、プロセス１，２ではそれぞれ狙い温度ｓ＿ｉ及び目標温度ｔ＿ｉの系列を計算している。ｓ＿ｉの系列は、本発明を帯状被焼鈍処理用鉄１２の温度制御に適用した場合の前述の制約（１）、（３）及び（４）を考慮して計算されており、また、ｔ＿ｉの系列は制約（１）、（２）及び（４）を考慮して計算されている。
【００４３】
プロセス１では開始温度から始めて、限界移行速度Ｕ，Ｄを満足しつつ、温度移行が到達可能な範囲を、並びの先頭から末尾方向へ向けて次々と求める。各帯状被焼鈍処理用鉄区分の温度範囲の制約は、後の並びにおける温度範囲の制約は考慮せずに、前方の制約を優先して求めていく。この温度到達可能範囲の上・下限を隣り合うものとそれぞれ繋いで囲まれる領域を温度到達可能領域と呼ぶ。図３は図２の温度制約に対してプロセス１を適用して求めた温度到達可能領域を示している。プロセス１では、さらに、プロセス２で変化の少ない温度遷移を求めるために各帯状被焼鈍処理用鉄区分は到達可能範囲内のどの温度を目指して遷移すればよいかの狙い温度ｓ＿ｉを覚えておく。狙い温度ｓ＿ｉの具体的な算出の仕方は後述する。
【００４４】
プロセス２では終了温度ｅから始めて、限界移行速度Ｕ，Ｄを満足しつつ、目標温度ｔ＿ｉを並びの末尾（ｉ＝ｎ）から先頭（ｉ＝１）へ向けて次々と求める。目標温度ｔ＿ｉはプロセス１で求めた狙い温度ｓ＿ｉを追従することを目指す。プロセス１で到達可能範囲Ｉ＿ｉが温度範囲Ｌ＿ｉを外さず、最後に終了温度ｅを含んでいたら、その並びでは温度範囲Ｌ＿ｉを守る遷移が可能である。このときプロセス２では、温度遷移がこの到達可能範囲を決して外れないので、温度範囲を守る温度遷移が求まることが保証される。図４はプロセス２に基づく目標温度ｔ＿ｉの遷移を示す。
【００４５】
図５は帯状被焼鈍処理用鉄に対応する時間区分における制約温度  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］と到達可能温度Ｉ＿ｉとの関係を模式的に示している。到達可能温度Ｉ＿ｉは、ｉ＝１からｉ＝ｎへ昇順に（ａ１５）〜（ａ１９）の式に基づき算出される。ただし、（ａ３）の条件より、Ｉ＿１（＝［ＩＬ＿１，ＩＨ＿１］）＝ｂである。
【００４６】
図６は到達可能温度Ｉ＿ｉと狙い温度ｓ＿ｉとの関係を示したものである。ｓ＿ｉはｉ＝１からｉ＝ｎへ昇順に（ｂ２）〜（ｂ４）の式に基づき算出される。図６（ａ）は（ｂ２）の場合、また、図６（ｂ）は（ｂ３）又は（ｂ４）の場合を示している。
【００４７】
プロセス２では終了温度ｅから始めて、限界移行速度を満足しつつ、プロセス１で求めた目標温度を追従するようにして、末尾から先頭へ向けて、すなわちｉ＝ｎからｉ＝１へ降順に目標温度ｔ＿ｉを求める。図７は限界速度Ｕ，Ｄ及び狙い温度ｓ＿ｉと目標温度ｔ＿ｉとの関係を示している。図７（ａ）は（ｃ３）の場合、図７（ｂ）は（ｃ４）又は（ｃ５）の場合を示している。終了温度と開始温度があまりにも離れていて、温度移行速度の限界（Ｕ，Ｄ）の傾きの直線でも繋がらない場合は（後にこの条件の意義を図８及び図９において詳述する。）、目標温度ｔ＿１は開始温度ｂに繋がらないが、そこまで離れることは無いとする。目標温度は終了温度から温度到達可能領域を目指して限界速度で近づき、領域内に入ったら、その後は領域外に外れることなく開始温度まで繋がる。終了温度ｅが到達可能領域に含まれていて（すなわち  ｅ  ∈  Ｉ＿（ｎ＋１）  ）、全ての温度到達可能範囲が温度範囲内（すなわち      ∀ｉ：  Ｉ＿ｉ  ⊆  Ｌ＿ｉ）の場合は、温度範囲を守る温度遷移が可能である。目標温度の定め方から、温度の遷移はなるべく一定であり、温度が変化する部分は可能なかぎり温度移行限界速度で移行することが分かる。計算の効率については、帯状被焼鈍処理用鉄区分の個数ｎの２倍の回数（プロセス１でｎ回、プロセス２でｎ回）ループ処理をするだけである。
【００４８】
ここで、（ｃ１）〜（ｃ５）に基づいて算出したｔ＿１がｔ＿１＝ｂと保証されることを図８及び図９により証明する。図８は開始温度ｂと終了温度ｅは限界上昇／下降速度で直線的に繋がらない程は離れていないという前提についての説明図である。つまり、ｂから温度限界上昇Ｕ／下降速度Ｄの傾きの２直線を引くと、その２つに挟まれる領域（以後領域Ｒと呼ぶ）の中にｅは含まれる。
【００４９】
図９は領域Ｒと温度到達領域との関係についての説明図である。明らかに温度到達可能領域はこの領域Ｒの中に入る。したがって、全ての目標温度ｓ＿ｉは、温度到達可能領域の中に含まれるから、当然領域Ｒの中に含まれる。さて、目標温度ｔ＿ｉを求める計算式に注目すると、もし  ｔ＿（ｉ＋１），    ｓ＿ｉ，が共に領域Ｒの中に含まれれば、ｔ＿ｉも領域Ｒの中に含まれることが分かる。ここで、ｓ＿１＝ｂ，  ｓ＿１，  ｓ＿２，・・・，  ｓ＿ｎは全て領域Ｒの中に含まれる。したがって、ｔ＿（ｎ＋１）＝ｅ  は領域Ｒの中に含まれる。帰納法により、ｔ＿ｎ，  ｔ＿（ｎ−１），・・・，ｔ＿２，  ｔ＿１は全て領域Ｒの中に含まれることが示される。開始時点での領域Ｒは１点ｂであるから、ｔ＿１＝ｂ  となる。
【００５０】
図１０は物理状態制御用情報計算装置１５の機能ブロック図である。なお、（ａ１）〜（ａ１９）については、前述したとおりである。物理状態制御用情報計算装置１５は製鉄用焼鈍装置１０に限定されない。すなわち、物理状態制御用情報計算装置１５が、物理状態を制御する被制御処理用材料は、帯状被焼鈍処理用鉄１２の他にも、例えば固体、液体、及び気体のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせからなるものであってもよいとする。また、物理状態は、例えば、力学的状態、光学的状態、熱学的状態（温度状態を含む。）、又は電磁気学的状態である。
【００５１】
図１０の物理状態制御用情報計算装置１５において、第１の処理手段１６は、所定のｉに対して（ａ１５）に基づきＩ＿ｉからＸ＿ｉを計算する。第２の処理手段１７は、所定のｉに対して第１の処理手段１６の計算結果と（ａ１６）及び（ａ１７）とに基づきＹ＿ｉを計算する。第３の処理手段１８は、所定のｉに対して第２の処理手段１７の計算結果と（ａ１８）及び（ａ１９）とに基づきＩ＿（ｉ＋１）を計算する。第４の処理手段１９は、所定のｉに対して第３の処理手段１８の計算結果としてのＩ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する。第１の番号指定手段２０は、ｉ＝１からｉ＝ｎまで昇順に各ｉに対して第１〜第４の処理手段１６〜１９にそれらの処理を実施させる。第１〜第４の処理手段１６〜１９の全体は、第１の番号指定手段２０からの指示を受ける指示受け手段２１を構成する。
【００５２】
図１１は図１０の物理状態制御用情報計算装置１５に対してさらに追加機能を装備する物理状態制御用情報計算装置１５の機能ブロック図である。なお、（ｂ１）〜（ｂ４）については、前述したとおりである。第５の処理手段２３は、（ｂ２）〜（ｂ４）に基づきｓ＿（ｉ＋１）を計算する。第５の処理手段２３は、所定のｉに対して（ｂ２）〜（ｂ４）に基づきｓ＿（ｉ＋１）を計算する。第６の処理手段２４は、所定のｉに対して第５の処理手段２３の計算結果としてのｓ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する。第２の番号指定手段２５は、ｉ＝１からｉ＝ｎ−１まで昇順に各ｉに対して第５及び第６の処理手段２３，２４に処理を実施させる。第５及び第６の処理手段２３，２４の全体は、第２の番号指定手段２５からの指示を受ける指示受け手段２６を構成する。
【００５３】
図１２は図１１の物理状態制御用情報計算装置１５に対してさらに追加機能を装備する物理状態制御用情報計算装置１５の機能ブロック図である。なお、（ｃ１）〜（ｃ５）については、前述したとおりである。第７の処理手段３０は、（ｃ２）に基づきｔ＿（ｉ＋１）からＺ＿ｉを計算する。第８の処理手段３１は、（ｃ３）〜（ｃ５）に基づきＺ＿ｉ及びｓ＿ｉからｔ＿ｉを計算する。第９の処理手段３２は、ｔ＿ｉを情報として記憶する。第３の番号指定手段３３は、ｉ＝ｎからｉ＝１まで降順に各ｉに対して第７〜第９の処理手段３０〜３２に処理を実施させる。
【００５４】
ｔ＿ｉの系列は、ｂ，ｅ，Ｕ，Ｄ，Ｌ＿ｉの条件を満たしつつ、各時間区分において制御状態のフラット化（ｔ＿ｉ一定）を極力実現したものとなる。なお、前述の図４の説明では、制御状態又は温度がフラットとならない時間区分ｉにおいては、制御状態又は温度をｔ＿ｉからｔ＿（ｉ＋１）へ一直線で上昇又は下降させているが、本発明はこれに限定されない。本発明では、各時間区分ｉにおける温度変化は該時間区分ｉの開始時の温度ｔ＿ｉと終了時の温度ｔ＿（ｉ＋１）を満たしている限り、途中の変化は、曲線的な変化や、屈曲線的な変化等、任意である。しかし、帯状被焼鈍処理用鉄１２等の温度制御では、品質上、各帯状被焼鈍処理用鉄区分は温度変化が、フラットなこと、すなわち少ないことが望ましく、また、次に突然、至急品を割り込ませる事態が生じて、すなわちｔ＿（ｉ＋１）が変更される可能性がある。これに対処するため、例えば、時間区分ｉが比較的長い場合には、次の時間区分ｉ＋１におけるｔ＿（ｉ＋１）をＵ，Ｄの制約下、達成できるぎりぎりの時刻までｔ＿ｉに保持して、すなわち温度変化をフラットに保持して、時間区分ｉの終期にＵ又はＤで変化させる制御の仕方を考えることもできる。
【００５５】
図１３は物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。なお、（ａ１）〜（ａ１９）については、前述したとおりである。物理状態制御用情報計算方法は、物理状態制御用情報計算装置１５と同様に、被焼鈍処理用鉄列を形成する各帯状被焼鈍処理用鉄区分に対する温度制御への適用に限定されない。すなわち、物理状態制御用情報計算方法が適用される被制御処理用材料は、被焼鈍処理用鉄の他にも、例えば固体、液体、及び気体のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせからなるものであってもよいとする。また、物理状態は、例えば、力学的状態、光学的状態、熱学的状態（温度状態を含む。）、又は電磁気学的状態である。
【００５６】
図１３において、第１の処理ステップＳ５０では、所定のｉに対して（ａ１５）に基づきＩ＿ｉからＸ＿ｉを計算する。第２の処理ステップＳ５１では、所定のｉに対して第１の処理ステップＳ５０における計算結果と（ａ１６）及び（ａ１７）とに基づきＹ＿ｉを計算する。第３の処理ステップＳ５２では、所定のｉに対して第２の処理ステップＳ５１における計算結果と（ａ１８）及び（ａ１９）とに基づきＩ＿（ｉ＋１）を計算する。第４の処理ステップＳ５３では、所定のｉに対して第３の処理ステップＳ５２における計算結果としてのＩ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する。第１の番号指定ステップＳ５４では、ｉ＝１からｉ＝ｎまで昇順に各ｉに対して第１〜第４の処理ステップＳ５１〜Ｓ５３を実行する。
【００５７】
図１４は図１３の物理状態制御用情報計算方法に対してさらに処理を追加した物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。なお、（ｂ１）〜（ｂ４）については、前述したとおりである。第５の処理ステップＳ５８では、所定のｉに対して（ｂ２）〜（ｂ４）に基づきｓ＿（ｉ＋１）を計算する。第６の処理ステップＳ５９では、所定のｉに対して第５の処理ステップＳ５８における計算結果としてのｓ＿（ｉ＋１）を情報として記憶する。第２の番号指定ステップＳ６０では、ｉ＝１からｉ＝ｎ−１まで昇順に各ｉに対して第５及び第６の処理ステップＳ５８，Ｓ５９を実行する。
【００５８】
図１５は図１４の物理状態制御用情報計算方法に対してさらに処理を追加した物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。なお、（ｃ１）〜（ｃ５）については、前述したとおりである。第７の処理ステップＳ６３では、所定のｉに対して（ｃ２）に基づきｔ＿（ｉ＋１）からＺ＿ｉを計算する。第８の処理ステップＳ６４では、所定のｉに対して第７の処理ステップＳ６３における計算結果と（ｃ３）〜（ｃ５）とに基づきｔ＿ｉを計算する。第９の処理ステップＳ６５では、所定のｉに対して第８の処理ステップＳ６４における計算結果としてのｔ＿ｉを情報として記憶する。第３の番号指定ステップＳ６７では、ｉ＝ｎからｉ＝１まで降順に各ｉに対して第７〜第９の処理ステップＳ６５を実行する。
【００５９】
図１０〜図１５にそれぞれ説明されている各物理状態制御用情報計算装置１５及び各物理状態制御用情報計算方法に対しては、次の技術事項を単独で又は任意の組み合わせで追加又は具体化することができる。
・被制御処理用材料は、固体、液体、及び気体のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせからなるものであること。
・物理状態は、力学的状態、光学的状態、熱学的状態、又は電磁気学的状態であること。
・被制御処理用材料は金属であり、物理状態は温度であること。
・金属は、焼鈍処理される鉄であり、該被焼鈍制御処理用鉄は、焼鈍温度の上限及び下限の異なる複数個の長さ区分が移動方向へ直列に結合した連続体から成り、該連続体は、等速度で移動し、移動方向の所定箇所において焼鈍処理を受け、ＬＨ＿ｉ及びＬＬ＿ｉは、該連続体の番号ｉの長さ区分の焼鈍処理についての上限温度及び下限温度に対応していること。
【００６０】
図１６はプログラムを実行するためのハードウェア構成図である。図１６に記載したハードウェアを、図１０〜図１２に関連して説明した各物理状態制御用情報計算装置１５の各手段として機能させることにより、対応のプログラムを実行する。あるいは、図１６に記載したハードウェアに、図１３〜図１５に関連して説明した方法の各ステップを実行させることにより、各方法に係るプログラムを実行する。システム・バス７０には、ＣＰＵ７１、主記憶装置７２及び入出力制御装置７３が接続される。前述した手段又はステップは、コード化されたプログラムとして実行可能となっている。入出力制御装置７３には、ハード・ディスク・インターフェース等が含まれ、ＣＰＵ７１が実行する各種プログラムはハード・ディスク装置等にストアされている。プログラムは、ＣＰＵ７１において実行されるのに先立ち、主記憶装置７２にストアされる。ＣＰＵ７１は、主記憶装置７２の命令行を順次、読み出して、該プログラムを実行する。
【００６１】
図１７は別の物理状態制御用情報計算装置８０の機能ブロック図である。なお、図１７の物理状態制御用情報計算装置８０及び図１８の物理状態制御用情報計算方法において使用している用語と、前述の定義（ａ１）〜（ａ１９）、（ｂ１）〜（ｂ４）、及び（ｃ１）〜（ｃ５）の各記号との対応関係は次の通りである。
時間区分における制限物理状態範囲：［ＬＬ＿ｉ，ＬＨ＿ｉ］
物理状態制御装置の限界制御速度範囲：Ｕ，Ｄ
時間区分の開始時の物理状態制御範囲：［ＩＬ＿ｉ，ＩＨ＿ｉ］
到達可能物理状態範囲：Ｘ＿ｉ
時間区分開始時の狙い物理状態制御値：ｓ＿ｉ
目標物理状態制御値：ｔ＿ｉ
【００６２】
物理状態制御用情報計算装置８０は３個のブロック８１，８２，８３を備える。物理状態制御用情報計算装置８０が計算する情報を使用する物理状態制御装置（図示せず）では、有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、物理状態制御装置が被制御処理用材料の物理状態を制御し、各時間区分には被制御処理用材料の物理状態についての制限物理状態範囲が設定されている。物理状態制御装置は、その限界制御速度範囲内の速度で被制御処理用材料の物理状態を変更しつつ、被制御処理用材料の物理状態が各時間区分における制限物理状態範囲となるように被制御処理用材料の物理状態を制御する。
【００６３】
ブロック８１において、時間区分用到達可能物理状態範囲計算手段８８は、所与の時間区分の開始時の物理状態制御範囲及び物理状態制御装置の限界制御速度に基づき該所与の時間区分の終了時までに到達可能な到達可能物理状態範囲を計算する。時間区分用物理状態制御範囲計算手段８９は、所与の時間区分の終了時の到達可能物理状態範囲と該所与の時間区分の次の時間区分の制限物理状態範囲とに基づき該次の時間区分開始時の物理状態制御範囲を計算する。全体用物理状態制御範囲計算手段９０は、制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して時間区分用到達可能物理状態範囲計算手段８８及び時間区分用物理状態制御範囲計算手段８９にその処理を繰り返し実施させ全部の時間区分の開始時の物理状態制御範囲を求める。
【００６４】
ブロック８２において、時間区分用狙い物理状態制御値計算手段９３は、所与の時間区分開始時の狙い物理状態制御値と該所与の時間区分の次の時間区分の開始時の物理状態制御範囲と物理状態制御装置の限界制御速度とに基づいて該次の時間区分開始時の狙い物理状態制御値を計算する。全体用狙い物理状態制御値計算手段９４は、制御時間における開始時の狙い温度は所与としつつ制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して時間区分用狙い物理状態制御値計算手段９３にその処理を繰り返し実施させさせて全部の時間区分の開始時の狙い物理状態制御値を求める。
【００６５】
ブロック８３において、時間区分用目標物理状態値計算手段９７は、所与の時間区分開始時の目標物理状態制御値と該所与の時間区分より１個前の時間区分の開始時の狙い物理状態制御値と物理状態制御装置の限界制御速度とに基づいて該１個前の時間区分の開始時の目標物理状態制御値を計算する。全体用目標物理状態制御値計算手段９８は、制御時間の終了時の目標制御値は所与としつつ制御時間における最後の時間区分から最初の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して時間区分用目標物理状態制御値計算手段にその処理を繰り返し実施させさせて全部の時間区分の開始時の目標物理状態制御値を求める。
【００６６】
図１８は別の物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。該物理状態制御用情報計算方法は３個のブロックＢ１０１，Ｂ１０２，Ｂ１０３を有している。該物理状態制御用情報計算方法により計算された情報を使用する物理状態制御装置では、有限長さの制御時間が、連続する複数個の時間区分に区分され、物理状態制御装置が被制御処理用材料の物理状態を制御し、各時間区分には被制御処理用材料の物理状態についての制限物理状態範囲が設定されている。物理状態制御装置は、その限界制御速度範囲内の速度で被制御処理用材料の物理状態を変更しつつ、被制御処理用材料の物理状態が各時間区分における制限物理状態範囲となるように被制御処理用材料の物理状態を制御している。
【００６７】
ブロックＢ１０１において、時間区分用到達可能物理状態範囲計算ステップＳ１０５では、所与の時間区分の開始時の物理状態制御範囲及び物理状態制御装置の限界制御速度に基づき該所与の時間区分の終了時までに到達可能な到達可能物理状態範囲を計算する。時間区分用物理状態制御範囲計算ステップＳ１０６では、所与の時間区分の終了時の到達可能物理状態範囲と該所与の時間区分の次の時間区分の制限物理状態範囲とに基づき該次の時間区分開始時の物理状態制御範囲を計算する。全体用物理状態制御範囲計算ステップＳ１０７では、制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して時間区分用到達可能物理状態範囲計算ステップＳ１０５及び時間区分用物理状態制御範囲計算ステップＳ１０６を繰り返し実施させ全部の時間区分の開始時の物理状態制御範囲を求める。
【００６８】
ブロックＢ１０２において、時間区分用狙い物理状態制御値計算ステップＳ１０８では、所与の時間区分開始時の狙い物理状態制御値と該所与の時間区分の次の時間区分の開始時の物理状態制御範囲と物理状態制御装置の限界制御速度とに基づいて該次の時間区分開始時の狙い物理状態制御値を計算する。全体用狙い物理状態制御値計算ステップＳ１０９では、制御時間における開始時の狙い温度は所与としつつ制御時間における最初の時間区分から最後の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して時間区分用狙い物理状態制御値計算ステップＳ１０８を繰り返し実施させさせて全部の時間区分の開始時の狙い物理状態制御値を求める。
【００６９】
ブロックＢ１０３において、時間区分用目標物理状態値計算ステップＳ１１２では、所与の時間区分開始時の目標物理状態制御値と該所与の時間区分より１個前の時間区分の開始時の狙い物理状態制御値と物理状態制御装置の限界制御速度とに基づいて該１個前の時間区分の開始時の目標物理状態制御値を計算する。全体用目標物理状態制御値計算ステップＳ１１３では、制御時間の終了時の目標制御値は所与としつつ制御時間における最後の時間区分から最初の時間区分の方へ順番に時間区分を指定して時間区分用目標物理状態制御値計算ステップを繰り返し実施させさせて全部の時間区分の開始時の目標物理状態制御値を求める。
【００７０】
【発明の効果】
このように、本発明では、ダイナミック・プログラミングを用いずに、被制御処理用材料の物理状態に対する限界上昇速度、限界下降速度、各時間区分に係る物理状態の制御範囲の条件を守れる制御が可能であるか否かに係る情報を能率的に調べることができる。また、各時間区分における物理状態の変化を抑制した物理状態の遷移過程を具体的に提示し、かつ制御時間の終了時刻における被制御処理用材料の物理状態を所与の値に一致させる物理状態の遷移過程を提示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製鉄用焼鈍装置の概略図である。
【図２】図１の製鉄用焼鈍装置において帯状被焼鈍処理用鉄に対して実施する温度制御スケジュール上の各時間区分の温度範囲を示す図である。
【図３】図２の温度制約に対してプロセス１を適用して求めた温度到達可能領域を示す図である。
【図４】プロセス２に基づく目標温度ｔ＿ｉの遷移を示す図である。
【図５】帯状被焼鈍処理用鉄に対応する時間区分における制約温度  ［ＬＬ＿ｉ，  ＬＨ＿ｉ］と到達可能温度Ｉ＿ｉとの関係を模式的に示す図である。
【図６】到達可能温度Ｉ＿ｉと狙い温度ｓ＿ｉとの関係を示したものである。
【図７】限界速度Ｕ，Ｄ及び狙い温度ｓ＿ｉと目標温度ｔ＿ｉとの関係を示す図である。
【図８】離れていないという前提についての説明図である。
【図９】領域Ｒと温度到達領域との関係についての説明図である。
【図１０】物理状態制御用情報計算装置の機能ブロック図である。
【図１１】図１０の物理状態制御用情報計算装置に対してさらに追加機能を装備する物理状態制御用情報計算装置の機能ブロック図である。
【図１２】図１１の物理状態制御用情報計算装置に対してさらに追加機能を装備する物理状態制御用情報計算装置の機能ブロック図である。
【図１３】物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。
【図１４】図１３の物理状態制御用情報計算方法に対してさらに処理を追加した物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。
【図１５】図１４の物理状態制御用情報計算方法に対してさらに処理を追加した物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。
【図１６】プログラムを実行するためのハードウェア構成図である。
【図１７】別の物理状態制御用情報計算装置の機能ブロック図である。
【図１８】別の物理状態制御用情報計算方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０：製鉄用焼鈍装置、１１：温度制御装置、１２：帯状被焼鈍処理用鉄、１５：物理状態制御用情報計算装置、１６：第１の処理手段、１７：第２の処理手段、１８：第３の処理手段、１９：第４の処理手段、２０：第１の番号指定手段、２３：第５の処理手段、２４：第６の処理手段、２５：第２の番号指定手段、３０：第７の処理手段、３１：第８の処理手段、３２：第９の処理手段、３３：第３の番号指定手段、８０：物理状態制御用情報計算装置、８８：時間区分用到達可能物理状態範囲計算手段、８９：時間区分用物理状態制御範囲計算手段、９０：全体用物理状態制御範囲計算手段、９３；時間区分用狙い物理状態制御値計算手段、９４：全体用狙い物理状態制御値計算手段、９７：時間区分用目標物理状態値計算手段、９８：全体用目標物理状態制御値計算手段。
【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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【図１８】
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