(57)【要約】【課題】予備処理比率の高い溶銑物流のスケジューリングを行うこと。【解決手段】予備処理設備においてペアで予備処理対象とされる溶銑を積載するトピードカーのペアの組み合わせの候補を生成し（ステップＳ１）、各トピードカーの採り得る通過工程を、移動を含む処理の順列で表されたルートの候補として生成し（ステップＳ２）、ルートの候補について、予備処理設備の競合に関する制約と、各製鋼工場での一定期間内に要求される溶銑量の積算量および予備処理後溶銑量の積算量に関する制約とを満たしつつ、予備処理比率を最大化するように数理最適化問題を解くことにより、該ルートの候補およびペアの組み合わせの候補のうち、予備処理比率が最も高いものを選択して、当該ペアの各トピードカーの向け先の製鋼工場、該各トピードカーの溶銑に対して予備処理を行うか否か、および使用する予備処理設備が決定した溶銑物流計画を作成する（ステップＳ３）。【選択図】図３
2016130331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉と製鋼工場との間に溶銑の予備処理設備が設置されている製鉄所内における溶銑物流計画を作成する溶銑物流計画方法であって、
前記予備処理設備においてペアで予備処理の対象とされる溶銑を積載する溶銑輸送容器のペアの組み合わせの候補を生成するステップと、
前記各溶銑輸送容器の採り得る通過工程を、移動を含む処理の順列で表されたルートの候補として生成するステップと、
前記ルートの候補について、前記予備処理設備の競合に関する制約と、前記各製鋼工場での一定期間内に要求される溶銑量の積算量および予備処理後溶銑量の積算量に関する制約とを満たしつつ、全溶銑輸送容器のうち予備処理が実施される溶銑輸送容器の比率である予備処理比率を最大化するように数理最適化問題を解くことにより、該ルートの候補および前記ペアの組み合わせの候補のうち、該予備処理比率が最も高いものを選択して、当該ペアの前記各溶銑輸送容器の向け先の製鋼工場、該各溶銑輸送容器の溶銑に対して予備処理を行うか否か、および使用する前記予備処理設備が決定した溶銑物流計画を作成するステップと、
を含むことを特徴とする溶銑物流計画方法。
【請求項２】
所定期間Ａ内に発生する溶銑を積載する溶銑輸送容器を対象として前記溶銑物流計画を作成した後、当該所定期間Ａ内の最初の所定期間Ｂについて発生する溶銑を積載する溶銑輸送容器について、作成された前記溶銑物流計画を既定とするとともに、前記所定期間Ａの時間枠を該所定期間Ｂだけ後にずらした期間に発生する溶銑を積載する溶銑輸送容器を対象として、前記溶銑物流計画を作成することを特徴とする請求項１に記載の溶銑物流計画方法。
【請求項３】
高炉と製鋼工場との間に溶銑の予備処理設備が設置されている製鉄所内における溶銑物流計画を作成する溶銑物流計画装置方法であって、
前記予備処理設備においてペアで予備処理の対象とされる溶銑を積載する溶銑輸送容器のペアの組み合わせの候補を生成する手段と、
前記各溶銑輸送容器の採り得る通過工程を、移動を含む処理の順列で表されたルートの候補として生成する手段と、
前記ルートの候補について、前記予備処理設備の競合に関する制約と、前記各製鋼工場での一定期間内に要求される溶銑量の積算量および予備処理後溶銑量の積算量に関する制約とを満たしつつ、全溶銑輸送容器のうち予備処理が実施される溶銑輸送容器の比率である予備処理比率を最大化するように数理最適化問題を解くことにより、該ルートの候補および前記ペアの組み合わせの候補のうち、該予備処理比率が最も高いものを選択して、当該ペアの前記各溶銑輸送容器の向け先の製鋼工場、該各溶銑輸送容器の溶銑に対して予備処理を行うか否か、および使用する前記予備処理設備が決定した溶銑物流計画を作成する手段と、
を備えることを特徴とする溶銑物流計画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所において高炉から製鋼工場の間に溶銑の予備処理を実施する溶銑物流操業を最適化する溶銑物流計画方法および溶銑物流計画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製鉄所の高炉から製鋼工場の間で、溶銑は溶銑輸送容器として、例えばトピードカー（ＴＰ）に入れられて運搬される。溶銑は、ＴＰにより高炉から製鋼工場へ運搬される間には、途中に設置された予備処理設備で予備処理（脱リン処理）が行われリン濃度が半減する。製鋼工場で空になったＴＰは高炉へと搬送される。なお、予備処理は、時間に余裕がある場合に実施される。ＴＰは、溶銑に予備処理で成分調整が行われる場合に予備処理設備を経由し、予備処理が行われない場合には製鋼工場に直送される。
【０００３】
通常の操業時、溶銑入りの盈車として運用されるＴＰは、ディーゼルで運搬される。また、複数の予備処理設備のそれぞれには、１つまたは２つのステーションが存在し、各ステーションでは２つのＴＰの溶銑に対して同時に予備処理を実施できる。ただし、単一のＴＰの溶銑に対する予備処理を実施中には、その処理が終了してＴＰが搬出されるまで、この予備処理設備では新たなＴＰの溶銑に対する予備処理を開始することはできない。
【０００４】
このような溶銑物流操業は、複数の管理部門（溶銑ＨＱ、鉄道ＨＱ、原料ＨＱ）により実施されている。溶銑ＨＱは、各製鋼工場における生産計画に基づき製鋼に遅滞なく連続的に溶銑を供給するように、各ＴＰの向け先の製鋼工場を決定する。また、溶銑ＨＱは、各溶鋼鍋（ＣＨ）の成分制約を考慮した上で、各ＴＰの向け先製鋼工場や予備処理を行うか否か（予備処理有無）を決定する。鉄道ＨＱは、溶銑ＨＱの決定を受けて、各ディーゼル運転員に対し、どのＴＰをどこまで運搬するのかを指示する。原料ＨＱは、ＴＰが製鋼工場に到着し次第、各ＣＨの成分制約を満たすように、複数のＴＰからの成分の異なる溶銑をＣＨに分配し混合する。
【０００５】
上記のように、溶銑物流操業はオペレータによりマニュアルで実施されており、各工程のリードタイムや設備の競合（設備干渉）は、オペレータの主観的な予測に基づいて決定あるいは判断されている。そのため、本来ならば予備処理設備で予備処理を行うことができたＴＰの溶銑を、時間に余裕がないものとして製鋼工場に直送してしまう場合があり、予備処理設備を経由するＴＰ数の全ＴＰ数に対する割合である予備処理比率が低下する。そうすると、成分制約の厳しいＣＨへ分配できる溶銑が不足して、全体として溶銑物流の効率が低下してしまう。
【０００６】
そこで、数理最適化により溶銑物流の効率を改善するために、例えば、特許文献１には、ＴＰの溶銑の各ＣＨへの分配（引当て）量、各ＴＰの予備処理を行うか否かを決定するアルゴリズムが開示されている。また、特許文献２には、各製鋼工場の要求成分量、要求成分および要求時刻からスケジュールを逆算し、各ＴＰの溶銑に対していつまでに予備処理を行うべきであるかを決定する、物流シミュレーションに基づくアルゴリズムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−８３９６３号公報
【特許文献２】特開平０９−２４９９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本来、ＴＰは、高炉と製鋼工場との間に潤沢に存在し、予備処理を実施するだけの時間的余裕がある場合にのみ予備処理設備を経由できる。したがって、いつ、各ＴＰが予備処理設備に到着し、各ＴＰの溶銑の予備処理が終了し、各ＴＰが製鋼工場に向けて予備処理設備を出発するかというＴＰのスケジューリング問題と、各ＴＰの溶銑をどれだけ各ＣＨに分配するかというＣＨの溶銑分配問題とは、不可分の問題である。すなわち、ＴＰのスケジューリング問題とＣＨの溶銑分配問題とは、同時に最適化を行うべき問題である。実際に、各ＴＰの向け先製鋼工場および予備処理有無を決定する溶銑ＨＱは、各ＴＰの溶銑の各ＣＨへの分配量を決定する原料ＨＱ、および各ＴＰを牽引するディーゼルの運行を統括している鉄道ＨＱと、密に連絡を取り合いながら操業を行っている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、いつ、各ＴＰが予備処理設備に到着し、このＴＰの溶銑の予備処理が終了し、ＴＰが製鋼工場に向けて予備処理設備を出発するかというＴＰのスケジュールを決定できない。
【００１０】
また、特許文献２記載の技術では、スケジュール通りに高炉で溶銑の出銑が行われ、スケジュール通りに盈車が得られることが前提とされている。そのため、大まかなスケジューリングのアルゴリズムとしては有効であるが、出銑速度の変化等の外乱の下でのオンラインのスケジューリングのアルゴリズムとしては不十分である。実際に、盈車数は高炉での出銑速度に依存し、時間に余裕がある場合にのみ予備処理設備を経由させることが可能であるため、溶銑ＨＱは、状況に応じた柔軟な判断が求められる。したがって、直近の盈車数等の操業実績値を反映できる最適化アルゴリズムの開発が期待されている。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、予備処理比率の高い溶銑物流のスケジューリングを行うことができる溶銑物流計画方法および溶銑物流計画装置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】
【００１２】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶銑物流計画方法は、高炉と製鋼工場との間に溶銑の予備処理設備が設置されている製鉄所内における溶銑物流計画を作成する溶銑物流計画方法であって、前記予備処理設備においてペアで予備処理の対象とされる溶銑を積載する溶銑輸送容器のペアの組み合わせの候補を生成するステップと、前記各溶銑輸送容器の採り得る通過工程を、移動を含む処理の順列で表されたルートの候補として生成するステップと、前記ルートの候補について、前記予備処理設備の競合に関する制約と、前記各製鋼工場での一定期間内に要求される溶銑量の積算量および予備処理後溶銑量の積算量に関する制約とを満たしつつ、全溶銑輸送容器のうち予備処理が実施される溶銑輸送容器の比率である予備処理比率を最大化するように数理最適化問題を解くことにより、該ルートの候補および前記ペアの組み合わせの候補のうち、該予備処理比率が最も高いものを選択して、当該ペアの前記各溶銑輸送容器の向け先の製鋼工場、該各トピードカーの溶銑に対して予備処理を行うか否か、および使用する前記予備処理設備が決定した溶銑物流計画を作成するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る溶銑物流計画方法は、上記発明において、所定期間Ａ内に発生する溶銑を積載する溶銑輸送容器を対象として前記溶銑物流計画を作成した後、当該所定期間Ａ内の最初の所定期間Ｂについて発生する溶銑を積載する溶銑輸送容器について、作成された前記溶銑物流計画を既定とするとともに、前記所定期間Ａの時間枠を該所定期間Ｂだけ後にずらした期間に発生する溶銑を積載する溶銑輸送容器を対象として、前記溶銑物流計画を作成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る溶銑物流計画装置は、高炉と製鋼工場との間に溶銑の予備処理設備が設置されている製鉄所内における溶銑物流計画を作成する溶銑物流計画装置であって、前記予備処理設備においてペアで予備処理の対象とされる溶銑を積載する溶銑輸送容器のペアの組み合わせの候補を生成する手段と、前記各溶銑輸送容器の採り得る通過工程を、移動を含む処理の順列で表されたルートの候補として生成する手段と、前記ルートの候補について、前記予備処理設備の競合に関する制約と、前記各製鋼工場での一定期間内に要求される溶銑量の積算量および予備処理後溶銑量の積算量に関する制約とを満たしつつ、全溶銑輸送容器のうち予備処理が実施される溶銑輸送容器の比率である予備処理比率を最大化するように数理最適化問題を解くことにより、該ルートの候補および前記ペアの組み合わせの候補のうち、該予備処理比率が最も高いものを選択して、当該ペアの前記各溶銑輸送容器の向け先の製鋼工場、該各溶銑輸送容器の溶銑に対して予備処理を行うか否か、および使用する前記予備処理設備が決定した溶銑物流計画を作成する手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る溶銑物流計画方法および溶銑物流計画装置によれば、予備処理比率の高い溶銑物流のスケジューリングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である溶銑物流計画処理の対象の溶銑物流に関する設備の配置を例示する模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である溶銑物流計画装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態の溶銑物流計画処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、ＴＰの採り得るルートを説明するための説明図である。
【図５】図５は、ＴＰ、Ｐａｔｔｅｒｎ、Ｊｏｂの関係を示す概念図である。
【図６】図６は、本実施の形態の溶銑物流計画処理の概要を説明するための説明図である。
【図７】図７は、時間制約および成分制約を満たすための手順を説明するための説明図である。
【図８】図８は、時間枠を限定しながら溶銑物流計画処理を進める手順を説明するための説明図である。
【図９】図９は、本実施例の溶銑物流計画を示すガントチャートである。
【図１０】図１０は、本実施例の溶銑物流計画を示すガントチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である溶銑物流計画装置による溶銑物流計画処理について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１８】
〔溶銑物流の設備〕
はじめに、図１を参照して、本発明の一実施形態である溶銑物流計画処理により作成される溶銑物流計画の対象である溶銑物流に関わる設備の配置について説明する。図１に例示する製鉄所には、３つの高炉（１高炉〜３高炉）と２つの製鋼工場（１製鋼、２製鋼）との間に、２つの予備処理設備（予備処理設備１、予備処理設備２）が配置されている。このうち予備処理設備１には２つのステーション（予備処理設備１−１、予備処理設備１−２）が配置され、予備処理設備２には１つのステーションが配置されている。また、予備処理設備１の両隣には、除滓設備（前除滓、後除滓）が配置されている。
【００１９】
通常の操業時、いずれかの高炉（ＢＦ）で産出された溶銑は、溶銑輸送容器として、ＴＰにより受銑され、いずれかの製鋼工場（１製鋼、２製鋼）へ運搬される。ＴＰは、例えば４０台程度のうち２５台程度が溶銑入りの盈車として運用される。これらのＴＰは１０台程度のディーゼルで運搬される。
【００２０】
溶銑に予備処理により成分調整が行なわれる場合には、ＴＰが予備処理設備を経由して、ＴＰの溶銑に対して予備処理が実施され、溶銑のリン濃度が半減する。予備処理設備の各ステーションでは、２つのＴＰの溶銑に対して同時に予備処理を実施できる。ただし、単一のＴＰの溶銑に対する予備処理の実施中には、その処理が終了してＴＰが搬出されるまで、この予備処理設備では新たなＴＰの溶銑に対する予備処理を開始することはできない。なお、ＴＰは、予備処理設備１を経由する場合には、その前後に前除滓および／または後除滓を経由する。一方、溶銑に予備処理が行われない場合には、ＴＰは製鋼工場に直送される。
【００２１】
〔溶銑物流計画装置の構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である溶銑物流計画装置の構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態である溶銑物流計画装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の一実施形態である溶銑物流計画装置１は、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置１０で実現され、電源スイッチおよび入力キーなどの入力デバイスである入力部２０、表示装置や印刷装置等の出力部３０を備える。この溶銑物流計画装置１は、情報処理装置１０内部のＣＰＵ等の演算処理装置がメモリに記憶された制御プログラムを実行することによって、ペア生成部１１、ルート生成部１２、最適化部１３として機能する。これら各部の機能については後述する。
【００２２】
なお、本実施の形態では、制御プログラムをＣＰ（Constraint Programming）を用いて実装する。また、溶銑物流計画装置１には、図示しない上位システムがＬＡＮやインターネットなどの電気通信回線を介してデータ通信可能に接続される。溶銑物流計画装置１は、上位システムから各種の操業実績値を取得する。
【００２３】
〔物流計画作成処理〕
このような構成を有する溶銑物流計画装置１では、情報処理装置１０が以下に示す溶銑物流計画処理を実行する。これにより、各溶鋼鍋（ＣＨ）で要求される溶銑到着時刻、各ＣＨの目標成分、予備処理設備の競合制約等の溶銑ＨＱが考慮する操業制約を満たしつつ、予備処理比率が最大となるように、各ＴＰについての向け先製鋼工場、予備処理有無、および使用する予備処理設備等の変数が決定された溶銑物流計画が作成される。
【００２４】
以下、図３に示すフローチャートを参照して、この溶銑物流計画処理を実行する際の情報処理装置１０の動作について説明する。図３に示すフローチャートは、例えば、操作者による起動の指示入力があったタイミングで処理が開始され、溶銑物流計画処理はステップＳ１の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ１の処理では、ペア生成部１１が、高炉で発生する盈車（ＴＰ）を、例えば直近６時間の発生頻度の実績値に基づいて、以降も同じ頻度で発生するものとして予測して、同時に予備処理設備での予備処理対象とするＴＰのペアの組み合わせの候補を生成（列挙）する。その際、ペア生成部１１は、次の操業制約を満たすＴＰのペアの組み合わせを全て列挙する。
【００２６】
同一の高炉で５０分以下の時間間隔で発生するＴＰ同士をペアとする。同一の高炉のＴＰとするのは、異なる高炉のＴＰでは、ＴＰを牽引するディーゼルの移動時間に無駄が生じるためである。また、製鋼工場での要求時刻がひっ迫している場合を除き、単一ＴＰの溶銑に対する予備処理の実施を防止するため、可能な限り多数のＴＰのペアを生成する。そのため、時間的に隣接して発生し、その時間間隔が５０分以下のＴＰをペアとする。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、溶銑物流計画処理はステップＳ２の処理に進む。
【００２７】
ステップＳ２の処理では、ルート生成部１２が、各ＴＰの採り得るルートの候補を生成する。ここで、図４を参照して、各ＴＰの採り得るルートについて説明する。図４に示すように、各ＴＰの高炉から製鋼工場までに採り得るルートは、７つに分類される。各ルートについて、工程を分割し、移動を含む各処理をＪｏｂと定義し、Ｊｏｂの順列で表される各ルートをＰａｔｔｅｒｎと定義する。例えば、ルート１は、高炉から前除滓への移動（Ｊｏｂ１）、前除滓での処理（Ｊｏｂ２）、前除滓から予備処理設備１−１への移動（待ち時間を含む）（Ｊｏｂ３）、予備処理設備１−１での処理（Ｊｏｂ４）、予備処理設備１−１から１製鋼への移動（Ｊｏｂ５）、および１製鋼での溶鋼鍋への払い出し（Ｊｏｂ６）の６つのＪｏｂの順列からなるＰａｔｔｅｒｎで表される。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、溶銑物流計画処理はステップＳ３の処理に進む。
【００２８】
なお、図１のレイアウト上では、除滓設備として前除滓および後除滓を図示したが、予備処理設備を通過した場合は必ず後除滓を通過するため、本実施形態では予備処理設備から製鋼工場への移動所要時間に後除滓での処理所要時間を含め、後除滓についての計画を陽には解かないという簡略化を行った。
【００２９】
ここで、図５はＴＰ、Ｐａｔｔｅｒｎ、Ｊｏｂの関係を示す概念図である。図５に示すように、ＰａｔｔｅｒｎとはＴＰの通過工程に相当し、Ｊｏｂとは各通過工程を構成するプロセスに相当する。各ＴＰについてそれぞれ複数のＪｏｂで構成される複数のＰａｔｔｅｒｎのうちの１つが選択されると、各ＴＰのルートの１つが選択され、向け先製鋼工場、予備処理有無、および使用する予備処理設備等の変数が決定する。
【００３０】
ステップＳ３の処理では、最適化部１３が、ステップＳ１の処理で生成されたＴＰのペアの組み合わせの候補と、ステップＳ２の処理で生成された各ＴＰの採り得るルートの候補との中から、予備処理比率が高いものを採用する。具体的に、図６に処理の概要を示すように、最適化部１３は、各ＴＰのルートの候補の中から、設備干渉、時間制約、成分制約等の制約条件を満たしつつ、予備処理比率を評価する評価関数の値が最適値（最大値）となるように、ＴＰのペアの組み合わせとルートとを選択する。
【００３１】
このとき、最適化部１３は、併せて各Ｊｏｂの開始時刻と終了時刻とを決定する。また、最適化部１３は、実績値に基づいて、各工程のリードタイムとＴＰ（盈車）の発生時刻とを設定する。
【００３２】
これにより、最適化部１３が、向け先製鋼工場、予備処理有無、予備処理設備等の変数を決定して、溶銑物流計画を最適化する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、溶銑物流計画処理は、ステップＳ４の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ４の処理では、出力部３０が、最適化された溶銑物流計画を適宜形式で出力する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連の溶銑物流計画処理は終了する。
【００３４】
以下、ステップＳ３の処理における制約条件および評価関数について、具体的に説明する。
【００３５】
〔制約条件〕
最適化部１３は、各ＴＰのＰａｔｔｅｒｎを選択する際、以下に例示する制約条件を考慮する。
【００３６】
〔設備干渉〕
設備の競合に関して、予備処理設備１−１、予備処理設備１−２、予備処理設備２の各設備において、同時に予備処理を実施可能なＴＰ数を２台までとする。また、この同時に同一の予備処理設備で予備処理を実施できるＴＰは、ステップＳ１の処理で生成されたペアを構成するＴＰのみとする。このペアのＴＰの予備処理の開始時刻および終了時刻は同一とする。
【００３７】
〔時間制約〕
各ＴＰが製鋼工場での各ＣＨの要求時刻に間に合うこと。
【００３８】
〔成分制約〕
各ＣＨの成分の目標値を満たすことは、以下の手順で考慮される。すなわち、本実施の形態では、時間制約および成分制約を充足するため、各製鋼工場に運搬されるＴＰの溶銑量の積算量および予備処理後溶銑量の積算量が、各製鋼工場で要求される溶銑量（要求溶銑量）および予備処理後溶銑量（予備処理後要求溶銑量）を上回るように、各ＴＰの向け先製鋼工場を決定する。
【００３９】
以下、図７を参照してこの手順を具体的に説明する。まず、各製鋼工場が要求しているＣＨのリン成分の目標値が所定の閾値以下である場合に、予備処理によりこの成分の低減が必要なものとして、このＣＨの溶銑量をこの製鋼工場の予備処理後要求溶銑量に積算する。なお、本実施例では目標リン濃度のみに着目しているが、珪素、硫黄等の他成分についても同様の制約を追加することが可能である。
【００４０】
また、各ＴＰの採り得る７つのルート（図４参照）のうち、例えば、向け先製鋼工場が１製鋼であるルート１〜３のＴＰの溶銑量を積算して１製鋼の計画溶銑量とし、予備処理設備を経由するルート１，２のＴＰの溶銑量を積算して１製鋼の予備処理後計画溶銑量とする。なお、各ＴＰが製鋼工場に到着した時点でＣＨへの分配が可能になるものとする。
【００４１】
そして、図７に例示するように、１製鋼に運搬される計画溶銑量および予備処理後計画溶銑量が、各ＣＨに順に分配される各時点で、常に要求溶銑量および予備処理後要求溶銑量を上回るように、各ＴＰの向け先製鋼工場を決定する。
【００４２】
〔評価関数〕
本実施の形態の溶銑物流計画処理では、予備処理工程を通過したＴＰ数の合計を評価関数として、この値を最大化するものを最適解とする。
【００４３】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態の溶銑物流計画装置１の溶銑物流計画処理では、ペア生成部１１が高炉で発生するＴＰのペアの組み合わせの候補を生成する。また、ルート生成部１２が各ＴＰの採り得るルートの候補として、移動を含む処理の順列で表されたＰａｔｔｅｒｎを生成する。そして、最適化部１３が、設備干渉制約、時間制約、および成分制約等の制約条件を満たして、予備処理比率を評価する評価関数が最適値となるように、ＴＰのペアの組み合わせとルートとを決定し、溶銑物流計画の向け先製鋼工場、予備処理有無、および予備処理設備等の変数を決定する。とくに、各製鋼工場に運搬される計画溶銑量および予備処理後計画溶銑量が、各製鋼工場の要求溶銑量および予備処理後要求溶銑量を上回るようにＴＰのルートが選択されることにより、時間制約および成分制約を充足する溶銑物流計画が作成される。以上のように、溶銑物流計画の作成を予備処理比率を最大化する数理最適化問題に置き換えて解くことにより、予備処理比率が高い溶銑物流計画が作成される。
【００４４】
なお、本実施の形態では、溶銑物流計画装置１は、溶銑物流計画処理の対象を、まず、３時間に発生するＴＰに限定し、この溶銑物流計画処理対象の時間枠を１時間ずつ後にずらしながら、溶銑物流計画処理を繰り返す。
【００４５】
図８は、このように時間枠を限定して実施する処理手順を説明するための概念図である。具体的に、溶銑物流計画装置１は、図８（ａ）に示すように、溶銑物流計画処理の開始時（現在）には、過去のＴＰ（発生済み盈車）については、通過済みあるいは通過予定の工程を固定する。そして、溶銑物流計画装置１は、図８（ｂ）に示すように、まず、現在から３時間先までに発生するＴＰを対象に、溶銑物流計画処理を実施する。次に、溶銑物流計画装置１は、図８（ｃ）に示すように、現在から１時間先までの１時間に発生するＴＰについて、計画された通過工程を固定する。次に、溶銑物流計画装置１は、図８（ｄ）に示すように、現在より１時間先から４時間先までの３時間に発生するＴＰを対象に、溶銑物流計画処理を実施する。そして、溶銑物流計画装置１は、図８（ｅ）に示すように、現在より１時間先から２時間先までの１時間に発生するＴＰについて、計画された通過工程を既定として固定する。溶銑物流計画装置１は、以後も同様の処理を繰り返す。
【００４６】
このように、溶銑物流計画装置１は、ＴＰの通過工程を指定する溶銑物流計画を３時間の時間枠で作成し、最初の１時間の溶銑物流計画を既定として固定するとともに時間枠を１時間ずつ後ろにずらして再度溶銑物流計画を作成する処理を繰り返す。これにより、溶銑物流計画装置１は、情報処理装置１０の負荷を低減しつつ、長時間分のＴＰの溶銑物流計画を作成することができる。
【００４７】
なお、計画を作成するＴＰを将来３時間までに限定したのは、実用的な計算時間（例えば１分以内）で解を得るためには、将来３時間程度に発生するＴＰの台数程度までに計画対象を限定せざるを得ないためである（現状の高速なＰＣ等使用した場合）。
【００４８】
また、将来「１時間分」のＴＰの計画のみを固定したのは、次の理由による。すなわち、１回の処理で計画を立案する３時間分のＴＰ全てについての計画を固定してしまうと、さらに計算ステップを進めてＴＰの計画を作成する際に、既に固定した計画が多すぎて計画の自由度が失われ実行不能に陥る可能性があるためである。そこで、最初の１時間のみ（ここでは例えば全体の１／３程度）を固定することにより、次回計画時の計画の自由度を保持するようにした。ここで、上記の３時間、１時間の枠はあくまで例であり、時間枠を変更してもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態において、溶銑輸送容器としてトピードカーを例示したが、溶銑輸送容器は溶銑鍋やその他の容器でもよく、溶銑物流計画処理を適用できる。
【００５０】
（実施例）
本実施の形態の溶銑物流計画処理を１日半分のＴＰに対して実行した。図９は、溶銑物流計画処理の開始から３時間分のＴＰについて作成された溶銑物流計画を例示するガントチャートである。また、図１０は、１日半分のＴＰについて作成された溶銑物流計画を例示するガントチャートである。表１に、予備処理比率（予備処理設備通過割合）を計算値として示す。また、表１に、オペレータによるマニュアル操業の結果の予備処理比率を実績値として示す。
【００５１】
【表１】
2016130331.tif 000003
【００５２】
表１に示すように、本実施の形態の溶銑物流計画処理により、予備処理比率が１０％程度向上することが確認された。
【００５３】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明が限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１  溶銑物流計画装置
１０  情報処理装置
１１  ペア生成部
１２  ルート生成部
１３  最適化部
２０  入力部
３０  出力部
【図１】
2016130331.tif 000004
【図２】
2016130331.tif 000005
【図３】
2016130331.tif 000006
【図４】
2016130331.tif 000007
【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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