(57)【要約】【課題】最適解のレベルを左右するパラメータの調整を必要とせずに出鋼計画にしたがった溶鋼処理に溶鋼鍋を効率よく引き当てること。【解決手段】演算部が、出鋼開始時刻が最も早い出鋼チャージを選択し（ステップＳ４，Ｓ２１）、引当配列のうちの１つを選択し（ステップＳ６）、その引当配列に追加してその出鋼チャージに引当可能な溶鋼鍋の溶鋼鍋番号を対応づけした引当配列で置き換え、各引当配列の各溶鋼鍋の使用履歴に関する情報を更新し（Ｓ１１）、全引当配列に対する処理が終了した際（Ｓ１４，Ｎｏ）、各引当配列に対する所定の評価の高い順に所定数以下の引当配列を採用し（ステップＳ１７）、全出鋼チャージに対する処理が終了した際（ステップＳ２０、Ｙｅｓ）、各引当配列に対する所定の評価の最も高い引当配列を引当計画として選択するか、若しくは評価の高い引当配列から複数個選択する（ステップＳ２２）。【選択図】図６
2016015122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージのそれぞれに引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号を対応づけした引当配列を引当計画として作成する溶鋼鍋の引当計画作成方法であって、
溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない出鋼チャージのうちの出鋼開始時刻が最も早いものを選択する出鋼チャージ選択ステップと、
出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージの全部または一部に対して引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない所定数以下の引当配列のうちの１つを選択する引当配列選択ステップと、
前記引当配列選択ステップで選択された引当配列を、該引当配列に追加して前記出鋼チャージ選択ステップで選択された出鋼チャージに引当可能な１以上の溶鋼鍋の溶鋼鍋番号のそれぞれを対応づけした１以上の引当配列で置き換えるとともに、置き換えられた各引当配列の各溶鋼鍋の使用履歴に関する情報を更新する情報更新ステップと、
前記引当配列選択ステップにおいて引当配列の全てが選択され、選択された各引当配列に対する前記情報更新ステップの処理が終了した際、置き換えられた各引当配列に対する所定の評価を行って、評価の高い順に前記所定数以下の引当配列を採用する採用ステップと、
前記出鋼チャージ選択ステップにおいて出鋼チャージの全てが選択され、選択された各出鋼チャージに対する前記引当配列選択ステップ、前記情報更新ステップおよび前記採用ステップの処理が終了した際、採用された前記所定数以下の引当配列のそれぞれに対する所定の評価を行って、最も評価の高い引当配列を引当計画として選択するか、若しくは評価の高い引当配列から複数個選択する引当計画作成ステップと、
を含むことを特徴とする溶鋼鍋の引当計画作成方法。
【請求項２】
前記情報更新ステップにおいて、前記出鋼チャージの出鋼開始時刻と各溶鋼鍋の前記使用履歴に関する情報に含まれる次に出鋼チャージに引き当てることができる時刻とに基づいて、所定の制約条件を満たして前記出鋼チャージに引当可能な溶鋼鍋を決定することを特徴とする請求項１に記載の溶鋼鍋の引当計画作成方法。
【請求項３】
前記採用ステップおよび／または引当計画作成ステップにおいて、計画期間に使用する溶鋼鍋の数が少ないほど、評価を高くすることを特徴とする請求項１または２に記載の溶鋼鍋の引当計画作成方法。
【請求項４】
前記採用ステップおよび／または引当計画作成ステップにおいて、各出鋼チャージの鋳造が終了して空になった後に次に出鋼チャージが引き当てられるまでの溶鋼鍋の空鍋時間が所定の閾値以上となる溶鋼鍋の数が少ないほど、評価を高くすることを特徴とする請求項１または２に記載の溶鋼鍋の引当計画作成方法。
【請求項５】
出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージのそれぞれに引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号を対応づけした引当配列を引当計画として作成する溶鋼鍋の引当計画作成装置であって、
溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない出鋼チャージのうちの出鋼開始時刻が最も早いものを選択する出鋼チャージ選択手段と、
出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージの全部または一部に対して引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない所定数以下の引当配列のうちの１つを選択する引当配列選択手段と、
前記引当配列選択手段により選択された引当配列を、該引当配列に追加して前記出鋼チャージ選択手段により選択された出鋼チャージに引当可能な１以上の溶鋼鍋の溶鋼鍋番号のそれぞれを対応づけした１以上の引当配列で置き換えるとともに、置き換えられた各引当配列の各溶鋼鍋の使用履歴に関する情報を更新する情報更新手段と、
前記引当配列選択手段により引当配列の全てが選択され、選択された各引当配列に対する前記情報更新手段による処理が終了した際、置き換えられた各引当配列に対する所定の評価を行って、評価の高い順に前記所定数以下の引当配列を採用する採用手段と、
前記出鋼チャージ選択手段により出鋼チャージの全てが選択され、選択された各出鋼チャージに対する前記引当配列選択手段、前記情報更新手段および前記採用手段による処理が終了した際、採用された前記所定数以下の引当配列のそれぞれに対する所定の評価を行って、最も評価の高い引当配列を引当計画として選択するか、若しくは評価の高い引当配列から複数個選択する引当計画作成手段と、
を備えることを特徴とする溶鋼鍋の引当計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼工場内における溶鋼処理に必要な溶鋼鍋を出鋼チャージに引き当てる溶鋼鍋の引当計画作成方法及び引当計画作成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鋼工場内における溶鋼処理では、転炉から出鋼された溶鋼は、内壁面が耐火物で覆われた溶鋼鍋に注がれ、二次精錬設備において目的の成分及び温度に調整された後、溶鋼鍋から連続鋳造設備に注がれてスラブやビレット等の中間製品に鋳造される。そして、溶鋼が空けられた溶鋼鍋は整備された後に再び転炉に搬送され、同様の作業が繰り返し行われる。
【０００３】
このような溶鋼処理では、溶鋼の出鋼から鋳造までのリードタイム、すなわち溶鋼鍋が占有されている時間が出鋼チャージごとに同じであれば、溶鋼鍋を連続的に使用できることから、溶鋼処理に必要な溶鋼鍋数やどの溶鋼鍋を引き当てられるかを容易に把握することができる。なお、出鋼チャージとは、転炉における吹錬を１単位とするバッチプロセス、換言すれば、１回の出鋼工程によって転炉から出鋼される溶鋼を意味する。
【０００４】
しかしながら、実際の溶鋼処理では、多品種の鉄鋼製品を製造するために、二次精錬設備や連続鋳造設備における処理内容が出鋼チャージによって異なる。そのため、溶鋼が二次精錬設備や連続鋳造設備を通過するために要する時間は出鋼チャージによって異なり、溶鋼の出鋼から鋳造までのリードタイムは出鋼チャージによって変化する。したがって、例えば１日に必要な溶鋼鍋数やどの溶鋼鍋を引き当てることができるかを把握することが困難であった。
【０００５】
また、溶鋼を空けた後の溶鋼鍋（空鍋）は、可能な限り高温のまま、素早く次の出鋼チャージに引き当てることが必要である。これは、引き当てられる溶鋼鍋が高温であるほど出鋼温度を下げることができるためであり、転炉でのエネルギー削減、転炉の寿命延長等も期待できる。
【０００６】
そこで、これらの条件を満たしたうえで出鋼計画にしたがった溶鋼処理に効率よく溶鋼鍋を引き当てるための技術が開示されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、遺伝的アルゴリズムにより出鋼チャージに溶鋼鍋を引き当てる技術が開示されている。この方法によれば、溶鋼鍋が空になってから短時間で次の出鋼チャージを引き当てることができる。
【０００８】
また、特許文献２〜４には、ヒューリスティックスにより出鋼チャージに溶鋼鍋を引き当てる技術が開示されている。この方法によれば、溶鋼鍋が空になってから短時間で次の出鋼チャージを引き当てることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１４３５６７号公報
【特許文献２】特開２０１２−９２４００号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２３７７２号公報
【特許文献４】特開２０１２−１７３８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の遺伝的アルゴリズムには、交叉や突然変異の変異箇所や発生確率等のパラメータの調整が必要となり、所望のレベル以上の最適解が得られるか否かはこのパラメータの調整に左右される。また、特許文献２〜４に記載の技術では、出鋼開始時刻順に引き当てることができる溶鋼鍋を選択する操作を繰り返して１つの実行可能解を導出するにすぎず、その実行可能解が最適解とはいえない。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、最適解のレベルを左右するパラメータの調整を必要とせずに出鋼計画にしたがった溶鋼処理に溶鋼鍋を効率よく引き当てることが可能な溶鋼鍋の引当計画作成方法及び引当計画作成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、本発明に係る溶鋼鍋の引当計画作成方法は、出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージのそれぞれに引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号を対応づけした引当配列を引当計画として作成する溶鋼鍋の引当計画作成方法であって、溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない出鋼チャージのうちの出鋼開始時刻が最も早いものを選択する出鋼チャージ選択ステップと、出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージの全部または一部に対して引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない所定数以下の引当配列のうちの１つを選択する引当配列選択ステップと、前記引当配列選択ステップで選択された引当配列を、該引当配列に追加して前記出鋼チャージ選択ステップで選択された出鋼チャージに引当可能な１以上の溶鋼鍋の溶鋼鍋番号のそれぞれを対応づけした１以上の引当配列で置き換えるとともに、置き換えられた各引当配列の各溶鋼鍋の使用履歴に関する情報を更新する情報更新ステップと、前記引当配列選択ステップにおいて引当配列の全てが選択され、選択された各引当配列に対する前記情報更新ステップの処理が終了した際、置き換えられた各引当配列に対する所定の評価を行って、評価の高い順に前記所定数以下の引当配列を採用する採用ステップと、前記出鋼チャージ選択ステップにおいて出鋼チャージの全てが選択され、選択された各出鋼チャージに対する前記引当配列選択ステップ、前記情報更新ステップおよび前記採用ステップの処理が終了した際、採用された前記所定数以下の引当配列のそれぞれに対する所定の評価を行って、最も評価の高い引当配列を引当計画として選択するか、若しくは評価の高い引当配列から複数個選択する引当計画作成ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る溶鋼鍋の引当計画作成装置は、出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージのそれぞれに引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号を対応づけした引当配列を引当計画として作成する溶鋼鍋の引当計画作成装置であって、溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない出鋼チャージのうちの出鋼開始時刻が最も早いものを選択する出鋼チャージ選択手段と、出鋼開始時刻順に配列された出鋼チャージの全部または一部に対して引き当てる溶鋼鍋の溶鋼鍋番号が未だ対応づけされていない所定数以下の引当配列のうちの１つを選択する引当配列選択手段と、前記引当配列選択手段により選択された引当配列を、該引当配列に追加して前記出鋼チャージ選択手段により選択された出鋼チャージに引当可能な１以上の溶鋼鍋の溶鋼鍋番号のそれぞれを対応づけした１以上の引当配列で置き換えるとともに、置き換えられた各引当配列の各溶鋼鍋の使用履歴に関する情報を更新する情報更新手段と、前記引当配列選択手段により引当配列の全てが選択され、選択された各引当配列に対する前記情報更新手段による処理が終了した際、置き換えられた各引当配列に対する所定の評価を行って、評価の高い順に前記所定数以下の引当配列を採用する採用手段と、前記出鋼チャージ選択手段により出鋼チャージの全てが選択され、選択された各出鋼チャージに対する前記引当配列選択手段、前記情報更新手段および前記採用手段による処理が終了した際、採用された前記所定数以下の引当配列のそれぞれに対する所定の評価を行って、最も評価の高い引当配列を引当計画として選択するか、若しくは評価の高い引当配列から複数個選択する引当計画作成手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る溶鋼鍋の引当計画作成方法及び引当計画作成装置によれば、最適解のレベルを左右するパラメータの調整を必要とせずに出鋼計画にしたがった溶鋼処理に溶鋼鍋を効率よく引き当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、溶鋼処理の流れを説明するための模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である引当計画作成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態の出鋼チャージデータの構成を例示する図である。
【図４】図４は、本実施の形態の溶鋼鍋データの構成を例示する図である。
【図５】図５は、本実施の形態の交換時間データの構成を例示する図である。
【図６】図６は、本実施の形態の引当計画作成処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施の形態の確定引当配列を説明するための図である。
【図８】図８は、本実施の形態の引当計画作成処理を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施の形態により作成された引当計画を例示する図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本実施の形態の制約条件を説明するための図である。
【図１３】図１３は、オペレータにより作成された引当計画を例示する図である。
【図１４】図１４は、本実施例により作成され選択された引当計画を例示する図である。
【図１５】図１５は、本実施例における空鍋時間分布を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である溶鋼鍋の出鋼引当計画作成方法及び出鋼引当計画作成装置について説明する。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。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１７】
〔溶鋼処理の流れ〕
初めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である溶鋼鍋の引当計画作成方法及び引当計画作成装置の処理対象となる溶鋼処理の流れについて説明する。
【００１８】
図１は、溶鋼処理の流れを説明するための模式図である。図１では、説明を簡略化するために、主要な工程のみを図示している。図１に示すように、製鋼工場における溶鋼工程では、始めに、転炉１から出鋼された溶鋼２は、内壁面が耐火物で覆われた溶鋼鍋３に注がれる。次に、溶鋼鍋３に注がれた溶鋼２は、二次精錬設備において目的の成分及び温度に調整される（二次精錬）。具体的には、二次精錬設備では、出鋼成分や規格等に応じて、導入管４を介して成分調整用の合金鉄や薬剤等の添加物が溶鋼２に加えられる。次に、目的の成分及び温度に調整された溶鋼２は、溶鋼鍋３に入れられた状態で連続鋳造設備５に搬送され、連続鋳造設備５に注がれてスラブやビレット等の中間製品に鋳造される（連続鋳造）。そして、溶鋼２が空けられた溶鋼鍋３は、内壁面の養生や、プレート６、ノズル７、およびポーラス８の整備／交換等の整備（空鍋整備）が行われた後に再び転炉１に搬送され、同様の作業が繰り返し行われる。
【００１９】
なお、溶鋼鍋３のプレート６、ノズル７、またはポーラス８の各部品は、それぞれ所定回数使用されるごとに交換される。これらのプレート６、ノズル７、またはポーラス８の各部品の交換を行う場合には、鋳造が終了し溶鋼２が空けられた後に次の出鋼チャージに溶鋼鍋３を使用可能になるまでに、整備時間を要する。この整備時間には、溶鋼鍋底の異変の確認やノズル７内の詰まりの除去、ノズル７に蓋をする砂の投入等の通常の空鍋整備に要する空鍋整備時間や転炉１への搬送に要する搬送時間に加え、部品ごとに異なる部品交換時間等を含む。
【００２０】
〔引当計画作成装置の構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である引当計画作成装置の構成について説明する。図２に示すように、本実施の形態の引当計画作成装置１０は、ワークステーション等の情報処理装置によって構成され、製鋼データベース（ＤＢ）１１、端末インターフェイス１２、及び演算部１３を備える。
【００２１】
製鋼ＤＢ１１は、製鋼工場２０において計画された出鋼計画データを格納する。出鋼計画データは、１日等の所定時間ごとの出鋼チャージ数と各出鋼チャージに関するデータ（出鋼チャージデータ）と溶鋼鍋数と各溶鋼鍋に関するデータ（溶鋼鍋データ）とを含む。
【００２２】
出鋼チャージデータは、転炉から溶鋼が出鋼される時刻（出鋼開始時刻）、溶鋼の鋳造が終了する時刻（鋳造終了時刻）、転炉から出鋼された溶鋼に対して二次精錬設備で行われる処理工程（通過工程）、及び転炉から出鋼された溶鋼の合金成分（鋼種成分）に関するデータを少なくとも含む。具体的には、図３に示すように、出鋼チャージを識別する出鋼チャージＮｏ．に対応づけして、出鋼開始時刻、鋳造終了時刻、鋼種コード、通過工程コード、チタン成分（ｐｐｍ）、クロム成分（ｐｐｍ）、および他成分の情報を含む。ここで、鋼種コードは、鋼種成分の組み合わせを識別する情報を意味する。通過工程コードは、通過工程を識別する情報を意味する。チタン成分、クロム成分、および他成分は、各鋼種成分の含有量を意味する。
【００２３】
溶鋼鍋データは、図４に示すように、少なくともポーラス使用回数、プレート使用回数、ノズル使用回数と、次引当可能時刻との使用履歴に関する情報を含み、溶鋼鍋３を識別する溶鋼鍋Ｎｏ．に対応づけされる。次引当可能時刻とは、該当の溶鋼鍋３を次に出鋼チャージに引き当てることができる時刻を意味する。本実施形態では、現在受鋼中若しくは直近に受鋼済みの出鋼チャージの鋳造終了時刻に、鋳造機から溶鋼鍋３を整備する鍋センターまでの搬送時間と、鍋センターでの整備時間、溶鋼鍋３の転炉下までの搬送時間とを加えた時刻とする。
【００２４】
なお、溶鋼鍋３の搬送時間は定数で与えられる。また、整備時間は、後述の交換時間データに基づいて与えられる。ポーラス８、プレート６、ノズル７は、それぞれの使用回数が所定の回数に達した場合に整備される。ポーラス８、プレート６、ノズル７の所定の使用回数は、出鋼チャージの鋼種や通過工程により異なる。ポーラス８、プレート６、及びノズル７の各部品の使用回数は、使用されるごとに更新され、整備されるとゼロにリセットされる。
【００２５】
製鋼ＤＢ１１は、また、溶鋼鍋３の部品の交換に要する交換時間を示す交換時間データを記憶している。交換時間データは、例えば図５に示すように、交換する各部品（ポーラス８、プレート６、及びノズル７）の組み合わせと、それらの交換に要する交換時間（分）の合計とを含む。図５では、各部品について、交換する場合は○、交換不要な場合は−で示される。
【００２６】
製鋼ＤＢ１１内に格納されている出鋼開始時刻や鋳造終了時刻等のデータは、例えば、オペレータが引当計画作成装置１０に接続された端末装置２１を操作することによって、端末インターフェイス１２を介して書き換えることができる。
【００２７】
演算部１３は、ＣＰＵ等の演算処理装置によって構成されている。演算部１３は、図示しないＲＯＭに格納されている引当計画作成プログラムをＲＡＭ内へとロードし、ＲＡＭ内にロードされた引当計画作成プログラムを実行することによって、溶鋼処理に必要な溶鋼鍋３を出鋼チャージに引き当てる処理を実行する。演算部１３は、端末インターフェイス１２を介して演算結果をオペレータが操作する端末装置２１の表示装置や出力装置に出力することができる。
【００２８】
このような構成を有する引当計画作成装置１０は、以下に示す引当計画作成処理を実行することによって、効率よく溶鋼処理に引き当てる溶鋼鍋３を決定する引当計画を作成する。以下、図６に示すフローチャートを参照して、この引当計画作成処理を実行する際の引当計画作成装置１０の動作について説明する。
【００２９】
〔引当計画作成処理〕
図６に示すフローチャートは、オペレータが端末装置２１を操作することによって端末インターフェイス１２を介して演算部１３に引当計画作成処理の実行を指示したタイミングで開始となり、引当計画作成処理はステップＳ１の処理に進む。なお、オペレータは、たとえば始業時等に、本実施の形態にかかる引当計画作成処理の実行を指示する。
【００３０】
ステップＳ１の処理では、演算部１３が、製鋼ＤＢ１１に記憶されている出鋼計画データから、処理対象の所定数の出鋼チャージデータと溶鋼鍋データとを読み込む。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、引当計画作成処理はステップＳ２の処理に移行する。
【００３１】
ステップＳ２の処理では、演算部１３が、所定のＮ個の空の確定引当配列を用意する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、引当計画作成処理はステップＳ３の処理に移行する。
【００３２】
ここで、確定引当配列は、図７に例示すように、引当計画の対象である出鋼チャージが出鋼開始時刻順に対応づけられた出鋼チャージ数分の枠の配列で構成され、各枠にその枠の出鋼チャージに引き当てられる溶鋼鍋の番号が対応づけられたものである。各確定引当配列は、引当計画の候補となる。また、空の確定引当配列とは、各枠に対応づける出鋼チャージも各出鋼チャージに引き当てられる溶鋼鍋番号も未確定であることを意味する。図７に示す例では、１番目（ｃ＝１）からｃ番目までに出鋼される出鋼チャージのそれぞれについて、引き当てられる溶鋼鍋番号が確定していることを意味する。
【００３３】
ステップＳ３の処理では、演算部１３が、ステップＳ１の処理で取得された出鋼チャージデータを出鋼開始時刻順にソートして、出鋼開始時刻順に確定引当配列の出鋼チャージ枠に対応づける。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、引当計画作成処理はステップＳ４の処理に移行する。
【００３４】
次に、演算部１３は、ｉ番目（ｉは、１からＮまでの整数）の確定引当配列のｃ番目（ｃは、１から出鋼チャージ数までの整数）の出鋼チャージに対して、ｎ番目（ｎは、１から運用中の溶鋼鍋数までの整数）の溶鋼鍋を引き当てることが可能かを確認する処理（ステップＳ９〜ステップＳ１１）を行う。
【００３５】
具体的に、演算部１３は、まず出鋼チャージ番号ｃに１を設定する（ステップＳ４）。そして、演算部１３は、ｃ番目の出鋼チャージについて、確定引当配列番号ｉを１（ステップＳ５）から１ずつ繰り上げる処理を行いながら（ステップＳ１５）、ｉ番目の確定引当配列を確認対象として選択する（ステップＳ６）。なお、演算部１３は、後述するように、出鋼チャージ番号ｃを１（ステップＳ４）から１ずつ繰り上げる処理を行いながら（ステップＳ２１）、このｃ番目の出鋼チャージについてｉ番目の確定引当配列を選択する処理を繰り返す。
【００３６】
次に、演算部１３は、溶鋼鍋データを次引当可能時刻順にソートし（ステップＳ７）、溶鋼鍋番号ｎに１を設定する（ステップＳ８）。そして、演算部１３は、後述するようにｎを１ずつ繰り上げる処理を行いながら（ステップＳ１３）、ｎ番目の溶鋼鍋を確認対象として選択し（ステップＳ９）、この溶鋼鍋がｉ番目の確定引当配列のｃ番目の出鋼チャージに引き当てることが可能か否かを確認する（ステップＳ１０）。ここでは、演算部１３は、後述する制約条件を充足するか否かを確認する。
【００３７】
ｉ番目の確定引当配列のｃ番目の出鋼チャージにｎ番目の溶鋼鍋が引き当て可能な場合（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、演算部１３は、個数に上限を設けない一時的な引当配列を生成し、選択しているｉ番目の確定引当配列の情報をコピーして、ｃ番目の出鋼チャージ枠に溶鋼鍋番号ｎを格納する。併せて、演算部１３は、ｎ番目の溶鋼鍋について、溶鋼鍋データの次引当可能時刻、ポーラス使用回数、ノズル使用回数、プレート使用回数等の使用履歴に関する情報を更新する（ステップＳ１１）。次に、演算部１３は、ｎを１繰り上げて、ステップＳ９〜Ｓ１１の確認処理を繰り返す（ステップＳ１２，Ｎｏ→ステップＳ１３→ステップＳ９）。
【００３８】
演算部１３は、運用中の全溶鋼鍋についてステップＳ９〜Ｓ１１の確認処理を行ったら（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、ｉ＋１番目の確定引当配列を確認対象として選択し、ステップＳ７〜Ｓ１３の確認処理を繰り返す（ステップＳ１４，Ｙｅｓ→ステップＳ１５→ステップＳ６）。
【００３９】
全ての確定引当配列を確認対象として選択し終え、ｉ＋１番目の確定引当配列に情報が格納されていない場合（ステップＳ１４，Ｎｏ）、演算部１３は、以上の処理により生成された一時的な引当配列を所定数Ｎ以下に取捨選択する処理を行う。具体的に、演算部１３は、生成された一時的な引当配列が所定数Ｎを超えた場合（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、空鍋の状態が一定時間続いて冷鍋となる溶鋼鍋数が少ない順に、Ｎ個の一時的な引当配列を採用する取捨選択処理を行う（ステップＳ１７）。なお、生成された一時的な引当配列が所定数Ｎ以下の場合には（ステップＳ１６，Ｎｏ）、演算部１３は、ステップＳ１８に処理を進める。
【００４０】
そして、演算部１３は、採用されたＮ個以下の一時的な引当配列を同数の確定引当配列に書き換える処理を行う（ステップＳ１８）。具体的には、演算部１３は、Ｎ個の確定引当配列に格納されている情報をリセットして空の状態にした後、採用されたＮ個以下の一時的な引当配列の情報をコピーする。その後、演算部１３は、コピー元の一時的な引当配列を削除する（ステップＳ１９）。これにより、ｃ番目までの出鋼チャージに引当可能な溶鋼鍋が対応づけされたＮ個以下の確定引当配列が作成される。
【００４１】
演算部１３は、出鋼チャージ番号ｃを１ずつ繰り上げて、以上のステップＳ５〜Ｓ１９の処理を繰り返す（ステップＳ２０，Ｎｏ→ステップＳ２１→ステップＳ５）。全出鋼チャージについて引き当てることが可能な溶鋼鍋が対応づけされた場合（ステップＳ２０，Ｙｅｓ）、全出鋼チャージに引当可能な溶鋼鍋が対応づけされたＮ個以下の確定引当配列が引当計画の候補として作成される。その場合、演算部１３は、作成された所定数Ｎ以下の確定引当配列から最適な確定引当配列を引当計画として選択する（すなわち最も評価の高い引当配列を引当計画として選択する）か、若しくは評価の高い引当配列から複数個選択する（ステップＳ２２）。最適な確定引当配列には、例えば、ステップＳ１７の処理と同様に、空鍋の状態が一定時間続いて冷鍋となった溶鋼鍋の数が少ない確定引当配列を選択する。これにより、ステップＳ２２の処理が完了し、一連の引当計画作成処理が終了する。
【００４２】
また、ステップＳ１７，Ｓ２２の引当配列選択の際に、引当配列の評価を、冷鍋となった溶鋼鍋の数ではなく、計画期間に使用する溶鋼鍋の数で行ってもよい。この場合、計画期間に使用する溶鋼鍋の数が少ないほど評価を高くする。また、下記の指標を追加してもよい。
【００４３】
（１）オペレータによって指定する優先して使用したい溶鋼鍋が引当配列内で引き当てられる回数
（２）先に整備が終った溶鋼鍋より前に、後で整備が終わった溶鋼鍋を引き当てる回数
【００４４】
上記指標（１）を追加する場合は、その回数が多いほど評価を高くし、上記指標（２）を追加する場合は、その回数が少ないほど評価を高くする。また、上記の少なくとも１つの指標を追加する場合には、重みづけした線形和を新たな評価としてもよく、また、指標の優先度を設定し、優先度の高い指標から順に引当配列をソートし、上位の引当配列から評価を高くしてもよい。
【００４５】
ステップＳ１７において、捨てられた引当配列をメモリ領域に保存しておき、ステップＳ１６において、生成した一時的な引当配列がない場合は、直近に保存しておいた引当配列からＮ個選択し、ステップＳ１８に進む。その際、選択した引当配列ごとについて、ｃ番目までの出鋼チャージの溶鋼鍋が確定している場合はｃ＋１番目の出鋼チャージから引当鍋選択を開始する。
【００４６】
ここで、図８を参照して、上記した引当計画作成処理の具体的な手順を説明する。図８において、ｃ−１番目までの出鋼チャージに引き当てる溶鋼鍋が確定しているＮ個の確定引当配列（引当計画候補）のうち、ｉ番目の確定引当配列について、ｃ番目の出鋼チャージに引当可能な溶鋼鍋はｎ＝７，１０，１２であった。したがって、ｉ番目の確定引当配列から、３つの一時的な引当配列が生成される。同様に、ｉ＋１番目の確定引当配列について、ｃ番目の出鋼チャージに引当可能な溶鋼鍋が対応づけされた複数の一時的な引当配列が生成される。このようにして、Ｎ個の確定引当配列からｃ番目の出鋼チャージに引当可能な溶鋼鍋が対応づけされた一時的な引当配列がＮ個以上生成された場合に、そのうちのＮ個が採用され、新たなＮ個の確定引当配列とされる。
【００４７】
図９は、ステップＳ２２の処理で選択された確定引当配列（引当計画）を例示する図である。引当計画は、処理対象の複数の出鋼チャージのスケジュール（出鋼開始時刻、鋳造終了時刻、整備完了時刻）と各出鋼チャージに引き当てる溶鋼鍋３とを示すものである。図９に例示される計画には、各出鋼チャージについて、ポーラス８、プレート６、及びノズル７の各部品を交換するか否か、部品交換時間を含む整備時間、及び溶鋼鍋３が空鍋となる空鍋時間を含む。
【００４８】
［制約条件］
次に、上記したステップＳ１０の処理で考慮される制約条件の具体例について説明する。なお、この制約条件は、以下に例示する制約条件１〜４に限定されない。
【００４９】
［制約条件１］
まず制約条件の一例として、溶鋼鍋３は、受鋼した出鋼チャージの鋳造処理後、整備が完了して引当可能時刻になるまで次の出鋼チャージを受鋼することができない、という制約条件が挙げられる。ここで、引当可能時刻とは、前述のとおり、現在受鋼中若しくは直近に受鋼済みの出鋼チャージの鋳造終了時刻に、鋳造機から溶鋼鍋を整備する鍋センターまでの搬送時間と、鍋センターでの整備時間、溶鋼鍋の転炉下までの搬送時間とを加えた時刻である。例えば、図１０Ａに示すように、出鋼チャージＣ２は、溶鋼鍋Ｎ１に引き当てられている出鋼チャージＣ１の鋳造終了より後に出鋼開始されるものの、溶鋼鍋Ｎ１の整備が終了するより先に出鋼開始されるため、溶鋼鍋Ｎ１に引き当てることができない。そこで、図１０Ｂに示すように、出鋼チャージＣ２は、出鋼チャージＣ１とは別の溶鋼鍋Ｎ２に引き当てることにより、この制約条件は満たされる。
【００５０】
［制約条件２］
また、出鋼チャージによっては、空鍋になって冷えた溶鋼鍋３（冷鍋）を引き当てることができない、という制約条件が例示される。例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂは、出鋼チャージＣ３は空鍋になってから時間Ｔ以上が経過して冷鍋になった溶鋼鍋に引き当てることができない、という制約条件がある場合を例示している。ここで、冷鍋であるか否かは、時間Ｔを閾値として判定される。また、このような制約条件を有する特定の出鋼チャージは、通過工程と鋼種成分とにより決定される。図１１Ａに例示するように、この特定の出鋼チャージＣ３の出鋼開始は、溶鋼鍋Ｎ１における先の出鋼チャージＣ１の鋳造終了より時間Ｔ以上が経過するため、出鋼チャージＣ３を溶綱鍋Ｎ１に引き当てることができない。そこで、図１１Ｂに例示するように、出鋼チャージＣ３を、先の出鋼チャージＣ２の鋳造終了から出鋼チャージＣ３の出鋼開始までの時間が時間Ｔ未満である溶鋼鍋Ｎ２に引き当てることにより、この制約条件は満たされる。
【００５１】
［制約条件３］
また、先に溶鋼鍋３に引き当てられた出鋼チャージの鋼種成分によって、次にこの溶鋼鍋３に引き当てることができる出鋼チャージの鋼種成分が限定される、という制約条件が例示される。例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂは、先の出鋼チャージＣ１のチタン成分がＸ１％以上であって、次に引き当てられる出鋼チャージのチタン成分がＸ２％以上でなければならないという制約条件がある場合を例示している。そのため、図１２Ａに示すように、溶鋼鍋Ｎ１には、チタン成分がＸ１％以上の出鋼チャージＣ１の後にチタン成分がＸ２％未満の出鋼チャージＣ２を引き当てることができない。一方、図１２Ｂに示すように、チタン成分がＸ２％以上の出鋼チャージＣ３は、チタン成分がＸ１％以上の出鋼チャージＣ１に後続して溶鋼鍋Ｎ１に引き当てることができる。そこで、図１２Ｂでは、出鋼チャージＣ１に後続する出鋼チャージＣ２，Ｃ３のうち、出鋼開始時刻が遅い出鋼チャージＣ３を溶鋼鍋Ｎ１に引き当て、先に出鋼開始される出鋼チャージＣ２を別の溶鋼鍋Ｎ２に引き当てることにより、この制約条件は満たされる。
【００５２】
［制約条件４］
また、溶鋼鍋３の整備時間は交換される部品によって異なる、という制約条件が例示される。例えば、ポーラス８、プレート６、及びノズル７の各部品は、出鋼チャージを受ける度に使用回数が増加する。この使用回数がそれぞれ所定数を超えると各部品は交換される。部品交換に必要な時間は部品ごとに異なる。したがって、部品の交換時間を含む整備時間は、交換される部品によって異なる。部品の交換時間は、演算部１３が製鋼ＤＢ１１の交換時間データ（図５参照）を参照して設定する。
【００５３】
本実施の形態では、ステップＳ１０の処理で上記制約条件１〜４を満たす引当計画が抽出される。なお、ステップＳ１０の処理において、選択されたｃ番目の出鋼チャージの出鋼開始時刻とｎ番目の溶鋼鍋の次引当可能時刻との間隔が所定時間Ｘ以上の場合には引当不可とする制約条件を追加してもよい。これにより、溶鋼鍋が空鍋になってから次に出鋼チャージに引き当てられるまでの時間が長い引当計画の作成を防止できる。また、引当可能な溶鋼鍋が不足した場合に、この所定時間Ｘを長くして制約条件を緩くする調整を行なって、引当可能な溶鋼鍋を確保することも可能となる。
【００５４】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である引当計画作成装置１０による引当計画作成処理では、演算部１３が、一時的な引当配列の数が所定数Ｎ以上になっても、そのうちのＮ個を引当計画候補としての確定引当配列に採用しながら最適解の探索を行う。所定数Ｎは、複数の適当な値のうちメモリを超過しない範囲でできるだけ大きな値に決定する。また、決定されたＮでは演算時間が長くなる場合には、適当に値を小さく調整する。そのため、一時的な引当配列の数や確定引当配列の数が爆発したことによる引当計画作成装置のメモリ超過や最適解探索の演算時間の増大を防止することができる。これにより、最適解のレベルを左右するパラメータの調整を必要とせずに出鋼計画にしたがった溶鋼処理に溶鋼鍋を効率よく引き当てることができる。
【００５５】
［実施例］
図１３は、従来どおり、オペレータにより作成された引当計画を例示する図である。また、図１４は、本発明の溶鋼鍋の引当計画作成処理により作成された引当計画を例示する図である。なお、各図に帯で示される出鋼チャージの中に記載された数字は、出鋼チャージの識別情報を示す。図１３および図１４に示すように、図１３の計画で使用される溶鋼鍋Ｎｏ．１９が、図１４の引当計画では使用されない。また、図１５は、図１３に示す引当計画の空鍋時間分布と図１４に示す引当計画の空鍋時間分布とを例示する図である。図１５において、図１３に示す引当計画の空鍋時間分布では、平均空鍋時間が２時間３７分であったのに対し、図１４に示す引当計画の空鍋時間分布では、平均空鍋時間が２時間１５分であり、２２分短縮された。Ｎの値は３０００で計算時間は５秒であった。これにより、本発明により、空鍋時間を短縮して少ない溶鋼鍋を効率よく運用できることが示された。
【００５６】
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は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等によりなされる他の実施の形態、実施例およ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】
【００５７】
１  転炉
２  溶鋼
３  溶鋼鍋
４  導入管
５  連続鋳造設備
６  プレート
７  ノズル
８  ポーラス
１０  引当計画作成装置
１１  製鋼データベース
１２  端末インターフェイス
１３  演算部
２１  端末装置
【図１】
2016015122.tif 000003
【図２】
2016015122.tif 000004
【図３】
2016015122.tif 000005
【図４】
2016015122.tif 000006
【図５】
2016015122.tif 000007
【図６】
2016015122.tif 000008
【図７】
2016015122.tif 000009
【図８】
2016015122.tif 000010
【図９】
2016015122.tif 000011
【図１０Ａ】
2016015122.tif 000012
【図１０Ｂ】
2016015122.tif 000013
【図１１Ａ】
2016015122.tif 000014
【図１１Ｂ】
2016015122.tif 000015
【図１２Ａ】
2016015122.tif 000016
【図１２Ｂ】
2016015122.tif 000017
【図１３】
2016015122.tif 000018
【図１４】
2016015122.tif 000019
【図１５】
2016015122.tif 000020