特許 6869711 溶解炉の操業計画作成装置、そのためのコンピュータプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体、及び溶解炉の操業計画作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6869711

(24)【登録日】2021年4月16日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】溶解炉の操業計画作成装置、そのためのコンピュータプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体、及び溶解炉の操業計画作成方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20210426BHJP

   F27D 19/00 20060101ALI20210426BHJP

   G06Q 50/04 20120101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/418 Z

   F27D19/00 Z

   G06Q50/04

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-239857(P2016-239857)

(22)【出願日】2016年11月22日

(65)【公開番号】特開2018-85081(P2018-85081A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2019年8月16日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 特許メモ参照

(73)【特許権者】

【識別番号】000219820

【氏名又は名称】株式会社トーエネック

(73)【特許権者】

【識別番号】000213297

【氏名又は名称】中部電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西村 叔介

(72)【発明者】

【氏名】林 大介

(72)【発明者】

【氏名】棚橋 尚貴

【審査官】 堀内 亮吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１５９２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｆ２７Ｄ １７／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成装置であって、
製造される前記鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量当たりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手段と、
該計画作成手段による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手段とを備え、
前記作業指示手段は、
前記計画作成手段による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手段と、
前記計画作成手段及び前記条件算出手段に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手段と、
該シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手段と、
前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、及び各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手段とを備え、
前記シミュレーション手段は、
前記溶解炉内に投入されている金属材料の各時刻における重量を算出する材料重量算出手段を備え、
材料重量算出手段は、返り材又は不良品の量を考慮して前記溶解炉への金属材料投入量を算出し、
前記返り材は、前記鋳造品に付随する部位で前記鋳造品を取り出す際に除去され、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
不良品は、設計どおりに製造されなかった鋳造品で、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
前記材料投入指示手段は、前記材料重量算出手段により算出された金属材料の重量推移に基づいて金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う溶解炉の操業計画作成装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記溶解炉への金属材料の投入量、投入時刻、前記溶解用熱源の溶解熱量、及び前記保持用熱源の保持熱量をリアルタイムで監視・収集する監視収集手段と、
前記作業指示手段により指示される指示内容に対して、前記監視収集手段により監視収集された結果を比較評価する評価手段とを備える溶解炉の操業計画作成装置。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記条件算出手段は、前記返り材又は前記不良品の量を考慮して前記溶解炉への金属材料投入量を設定する材料投入量設定手段を備える溶解炉の操業計画作成装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記条件算出手段は、前記溶解炉から前記鋳造機へ溶湯の汲み出しが開始された後、前記溶解炉の溶湯保持量が下限値に達するまでに金属材料を前記溶解炉に投入して溶解可能とするよう溶解所要時間を考慮して金属材料の溶解開始時刻を決定する溶解開始時刻決定手段を備える溶解炉の操業計画作成装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記シミュレーション手段は、
前記条件算出手段により与えられる各時刻における鋳込み必要量に基づいて各時刻における前記溶解炉の溶湯保持量を算出する溶湯保持量算出手段を備え、
前記熱量算出手段は、前記溶湯保持量算出手段により算出された溶湯保持量に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する溶解炉の操業計画作成装置。

【請求項6】

請求項５において、
前記材料重量算出手段により算出された金属材料の重量は、前記条件算出手段により与えられる各時刻における前記鋳込み重量をＡとし、前記溶湯保持量算出手段により算出された溶湯保持量をＢとし、予め設定された溶湯保持量の目標値をＣとして、Ａ＝Ｂ−Ｃが成立するタイミングで当日の鋳造機の操業終了前の金属材料投入時刻と投入量を制御し、鋳造機の操業終了時点で溶解炉の溶湯保持量を目標値に近づけるような操業計画を作成する溶解炉の操業計画作成装置。

【請求項7】

金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成装置用コンピュータプログラムにおいて、
製造される鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量あたりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手段、
該計画作成手段による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手段としてコンピュータを機能させるプログラムであり、
前記作業指示手段は、
前記計画作成手段による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手段と、
前記計画作成手段及び前記条件算出手段に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手段と、
該シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手段と、
前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手段とを備え、
前記シミュレーション手段は、
前記溶解炉内に投入されている金属材料の各時刻における重量を算出する材料重量算出手段を備え、
材料重量算出手段は、返り材又は不良品の量を考慮して前記溶解炉への金属材料投入量を算出し、
前記返り材は、前記鋳造品に付随する部位で前記鋳造品を取り出す際に除去され、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
不良品は、設計どおりに製造されなかった鋳造品で、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
前記材料投入指示手段は、前記材料重量算出手段により算出された金属材料の重量推移に基づいて金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う溶解炉の操業計画作成装置用コンピュータプログラム。

【請求項8】

金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成装置用コンピュータプログラムにおいて、
製造される鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量あたりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手段、
該計画作成手段による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手段としてコンピュータを機能させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、
前記作業指示手段は、
前記計画作成手段による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手段と、
前記計画作成手段及び前記条件算出手段に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手段と、
該シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手段と、
前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手段とを備え、
前記シミュレーション手段は、
前記溶解炉内に投入されている金属材料の各時刻における重量を算出する材料重量算出手段を備え、
材料重量算出手段は、返り材又は不良品の量を考慮して前記溶解炉への金属材料投入量を算出し、
前記返り材は、前記鋳造品に付随する部位で前記鋳造品を取り出す際に除去され、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
不良品は、設計どおりに製造されなかった鋳造品で、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
前記材料投入指示手段は、前記材料重量算出手段により算出された金属材料の重量推移に基づいて金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う溶解炉の操業計画作成装置用コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【請求項9】

金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成方法であって、
製造される鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量あたりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手順と、
該計画作成手順による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手順とを備え、
前記作業指示手順は、
前記計画作成手順による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手順と、
前記計画作成手順及び前記条件算出手順に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手順と、
該シミュレーション手順によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手順と、
前記シミュレーション手順によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手順とを備え、
前記シミュレーション手順は、
前記溶解炉内に投入されている金属材料の各時刻における重量を算出する材料重量算出手順を備え、
材料重量算出手順は、返り材又は不良品の量を考慮して前記溶解炉への金属材料投入量を算出し、
前記返り材は、前記鋳造品に付随する部位で前記鋳造品を取り出す際に除去され、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
不良品は、設計どおりに製造されなかった鋳造品で、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、
前記材料投入指示手順は、前記材料重量算出手順により算出された金属材料の重量推移に基づいて金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う溶解炉の操業計画作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶解炉の操業計画作成装置に関する。また、溶解炉の操業計画作成装置のためのコンピュータプログラム、プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体、及び溶解炉の操業計画作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

図２６のように、鋳造機２０は、溶解炉１０から金属の溶湯３３を供給されて鋳造品を製造する。溶解炉１０は、金属材料３１を溶解する溶解室１１と、溶湯３３を保持する保持室１２と、溶湯３３を汲み出す汲出室１３とを備える。各室１１〜１３は互いにつながっており、溶解室１１で金属材料３１を溶かしてできた溶湯３３を保持室１２にて保持し、保持室１２の溶湯３３を汲出室１３の汲出開口１３ｂから鋳造機２０に向けて汲み出すようにしている。

【0003】

特許文献１は、保持室１２の溶湯３３の量を満杯センサ１３ａからの信号に基づいて満杯状態に維持するように金属材料３１の溶解室１１への投入量と溶解室１１の溶解バーナー１１ａの出力をフィードバック制御している。また、生産計画に基づいて鋳造機２０が稼働中か否かにより溶解室１１へ投入される金属材料３１の目標量を増減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−７６９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１における制御は、単なるフィードバック制御であり、現実の鋳造現場では溶湯量の過不足が生じる可能性がある。例えば、鋳造機２０が稼働中で金属材料３１の投入量が少ない場合、鋳造機２０で使用される溶湯３３の消費量によっては溶湯量の不足が生じる。また、工場の操業が終了して鋳造が停止され、溶湯３３が長期間消費されない状態では、保持室１２に保持される溶湯３３の量は少ない方が省エネルギーとなるが、操業終了前に金属材料３１の投入量を多くすると、操業終了後に保持室１２に残る溶湯３３の量は多くなってしまう。

【0006】

本発明の課題は、鋳造機にて使用を予定される溶湯の量に合わせて溶解炉の溶湯量を制御するように計画することにより、溶解炉における溶湯量を適正量とすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１発明は、金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成装置であって、製造される前記鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量当たりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手段と、該計画作成手段による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手段とを備える。前記作業指示手段は、前記計画作成手段による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手段と、前記計画作成手段及び前記条件算出手段に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手段と、該シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手段と、前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、及び各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手段とを備える。

【0008】

第１発明において、前記条件算出手段は、前記鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量あたりの鋳込重量等の生産計画情報に基づき、溶解炉から鋳造機へ単位時間あたりに汲み出される溶湯量を算出する手段を備えるものとする。

【0009】

第１発明によれば、鋳造工場の操業計画に基づいて溶解炉への金属材料総投入量を求め、溶解炉の溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までのシミュレーションを行い、このシミュレーションの結果に基づいて溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う。また、シミュレーションの結果に基づいて溶解用熱源の溶解熱量、及び保持用熱源の保持熱量の算出を行う。そのため、製造の各時点において過不足なく適正量の金属材料の投入を行わせ、溶解炉の溶湯量を適正値とすることができる。

【0010】

第２発明は、上記第１発明において、前記溶解炉への金属材料の投入量、投入時刻、前記溶解用熱源の溶解熱量、及び前記保持用熱源の保持熱量をリアルタイムで監視・収集する監視収集手段と、前記作業指示手段により指示される指示内容に対して、前記監視収集手段により監視収集された結果を比較評価する評価手段とを備える。

【0011】

第２発明において、前記金属材料の投入量監視収集手段は、直接監視のみならず前記材料投入量設定手段と投入時刻により算出する手段も含まれる。

【0012】

第２発明によれば、監視収集手段により、溶解炉への金属材料の投入時刻、投入量、並びに溶解用熱源の溶解熱量及び保持用熱源の保持熱量が監視・収集される。これらの監視結果が、作業指示手段の指示内容に対して比較評価される。そのため、溶解炉の操業状態が作業指示手段により指示された内容に対して評価される。従って、溶解炉の操業状態が指示内容に近づくように修正され、溶解炉の操業を効率的に行うことができる。

【0013】

第３発明は、上記第１又は第２発明において、前記条件算出手段は、返り材又は不良品の量を考慮して前記溶解炉への金属材料投入量を設定する材料投入量設定手段を備え、前記返り材は、前記鋳造品に付随する部位で前記鋳造品を取り出す際に除去され、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものであり、不良品は、設計どおりに製造されなかった鋳造品で、前記溶解炉に返されて溶湯に戻されるものである。

【0014】

第３発明によれば、返り材又は不良品の量並びに溶解炉から鋳造機へ汲み出される鋳込み重量を考慮して溶解炉への金属材料の投入量を決定する。そのため、金属材料の投入量をより適切な量とすることができる。

【0015】

第４発明は、上記第１〜第３発明のいずれかにおいて、前記条件算出手段は、前記溶解炉から前記鋳造機へ溶湯の汲み出しが開始された後、前記溶解炉の溶湯保持量が下限値に達するまでに金属材料を前記溶解炉に投入して溶解可能とするよう溶解所要時間を考慮して金属材料の溶解開始時刻を決定する溶解開始時刻決定手段を備える。

【0016】

第４発明によれば、金属材料を溶解炉に投入して溶解されるまでに必要な溶解所要時間を考慮して金属材料の溶解開始時刻を決定する。そのため、溶解開始時刻が遅れることを回避して、金属材料の溶解が遅れることにより溶湯保持量が下限値を下回る事態を回避することができる。

【0017】

第５発明は、上記第１〜第４発明のいずれかにおいて、前記シミュレーション手段は、前記条件算出手段により与えられる各時刻における鋳込み必要量に基づいて各時刻における前記溶解炉の溶湯保持量を算出する溶湯保持量算出手段と、前記溶解炉内に投入されている金属材料の各時刻における重量を算出する材料重量算出手段とを備える。前記材料投入指示手段は、前記材料重量算出手段により設定された金属材料の重量推移に基づいて金属材料の投入時刻と投入量の指示を行い、前記熱量算出手段は、前記溶湯保持量算出手段により算出された溶湯保持量に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する。

【0018】

第５発明によれば、操業開始から終了までのシミュレーションを行うに際し、各時刻における溶解炉から鋳造機への鋳込み重量に基づいて各時刻における溶解炉の溶湯保持量を算出し、この溶湯保持量に基づいて各時刻における溶解用熱源及び保持用熱源の熱量を算出する。また、溶解炉内の各時刻における金属材料の重量を算出し、その金属材料重量に基づいて溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う。そのため、作業員に対し製造の各時点において過不足なく適正量の金属材料の投入を行わせ、溶解炉の溶湯保持量を適正値とすることができる。

【0019】

第６発明は、上記第５発明において、前記材料重量算出手段により算出された金属材料の重量は、前記条件算出手段により与えられる各時刻における前記鋳込み重量をＡとし、前記溶湯保持量算出手段により算出された溶湯保持量をＢとし、予め設定された溶湯保持量の目標値をＣとして、Ａ＝Ｂ−Ｃが成立するタイミングで当日の鋳造機の操業終了前の金属材料投入時刻と投入量を制御し、鋳造機の操業終了時点で溶解炉の溶湯保持量を目標値Ｃに近づけるような操業計画を作成する。

【0020】

第６発明によれば、この溶解炉操業を行った場合、鋳造機の操業終了前の材料投入量は返り材のみとなり、各時刻における返り材のみの溶解に起因する溶湯保持量Ｂと目標値Ｃとの差が各時刻における鋳込み重量Ａとほぼ一致した運用を継続し、最終的に鋳造機の操業終了時点においては返り材もゼロとなることから、溶解炉の溶解保持量Ｂが目標値Ｃに一致して終了する。そのため、鋳造機の操業終了時点で溶湯保持量を目標値に近づけることができる。従って、鋳造機の操業終了後の溶解炉保持用熱源のエネルギー使用量を抑制することができる。

【0021】

第７発明は、金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成装置用コンピュータプログラムにおいて、製造される鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量あたりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手段、該計画作成手段による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手段としてコンピュータを機能させるプログラムであり、前記作業指示手段は、前記計画作成手段による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手段と、前記計画作成手段及び前記条件算出手段に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手段と、該シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手段と、前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手段とを備える。

【0022】

第７発明によれば、第１発明と同様の作用効果を達成することができる。

【0023】

第８発明は、金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成装置用コンピュータプログラムにおいて、製造される鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量あたりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手段、該計画作成手段による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手段としてコンピュータを機能させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、前記作業指示手段は、前記計画作成手段による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手段と、前記計画作成手段及び前記条件算出手段に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手段と、該シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手段と、前記シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手段とを備える。

【0024】

第８発明によれば、第１発明と同様の作用効果を達成することができる。

【0025】

第９発明は、金属材料を溶解して溶湯とし、その溶湯を保持する溶解炉と、該溶解炉からの溶湯を受けて鋳造品を製造する鋳造機とを備え、前記溶解炉は、金属材料を溶解する溶解用熱源と、溶解された溶湯の温度を維持する保持用熱源とを備える溶解炉の操業計画作成方法であって、製造される鋳造品の種類、数量、鋳造品単位数量あたりの鋳込み重量を含む生産計画に基づいて前記鋳造機を使用して前記鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手順と、該計画作成手順による操業計画に基づいて前記鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手順とを備え、前記作業指示手順は、前記計画作成手順による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも前記溶解炉への金属材料総投入量を求める条件算出手順と、前記計画作成手順及び前記条件算出手順に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手順と、該シミュレーション手順によるシミュレーション結果に基づいて前記溶解炉への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手順と、前記シミュレーション手順によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における前記溶解用熱源の溶解熱量、並びに各時刻における前記保持用熱源の保持熱量を算出する熱量算出手順とを備える。

【0026】

第９発明によれば、第１発明と同様の作用効果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図である。

【図2】上記実施形態のシステム構成図である。

【図3】上記実施形態のコンピュータプログラムの一部であり、生産スケジュール作成処理内容を示すフローチャートである。

【図4】上記実施形態のコンピュータプログラムの一部であり、初期条件算出処理内容を示すフローチャートである。

【図5】上記実施形態のコンピュータプログラムの一部であり、操業シミュレーション処理内容を示すフローチャートである。

【図6】図５のフローチャートにおける溶湯保持量推定ステップの詳細フローチャートである。

【図7】図５のフローチャートにおける溶解開始前の溶解室内材料重量推移算出ステップの詳細フローチャートである。

【図8】図５のフローチャートにおける溶解開始後の溶解室内材料重量推移算出ステップの詳細フローチャートである。

【図9】上記実施形態において操業開始から終了までの間に複数の鋳型を使用して生産する計画を示す計画図である。

【図10】上記実施形態において操業開始から終了までの間の各鋳型への鋳込み総重量算出の様子、並びに金属材料投入計画を示す計画図である。

【図11】上記実施形態において操業開始から終了までの間の各鋳造機のショット数、及びそのショット数の累積値を示すタイムチャートである。

【図12】上記実施形態において操業開始から終了までの間の返り材の重量推移を示すタイムチャートである。

【図13】図１２と同様のタイムチャートであり、操業終了部分を拡大して示す拡大図である。

【図14】上記実施形態において操業開始から終了までの間の鋳込み重量累積値を示すタイムチャートである。

【図15】上記実施形態において操業開始から終了までの間の鋳込み重量合計値の残量を示すタイムチャートである。

【図16】上記実施形態において操業開始から終了までの間の溶湯保持量の推移を示すタイムチャートである。

【図17】上記実施形態において操業開始から終了までの間の溶解室内材料重量の推移を示すタイムチャートである。

【図18】上記実施形態のコンピュータの表示画像を示し、生産計画作成時に使用される表示図である。

【図19】図１８と同様、生産計画作成時に使用される表示図であり、作成された生産計画の確認図を示す。

【図20】上記実施形態のコンピュータの表示画像を示し、生産計画作成に基づく生産シミュレーションの結果を示す表示図である。

【図21】上記実施形態のコンピュータの表示画像を示し、作業指示の表示図である。

【図22】上記実施形態のコンピュータの表示画像を示し、溶解炉の溶解用及び保持用ガスバーナーのガス消費量を表す表示図である。

【図23】上記実施形態のコンピュータの表示画像を示し、生産の進捗状況を表す表示図である。

【図24】上記実施形態のコンピュータの表示画像を示し、生産実績を表す表示図である。

【図25】上記実施形態のコンピュータの表示画像を示し、計画と実績を対比して示す表示図である。

【図26】溶解炉の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１は、本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、複数の溶解炉１０及び鋳造機２０を使用して鋳造品を製造する工場にて使用される溶解炉１０の操業支援システムであり、溶解炉１０の操業計画作成装置を含み、その操業計画に基づいて溶解炉１０に材料を投入するように作業者に作業指示を与えるものである。また、実際の溶解炉１０の操業状況を監視して、作業指示との乖離に基づく評価を行うものである。なお、溶解炉１０及び鋳造機２０は、図２６にて説明したものと同一である。

【0029】

図２は、操業支援システムのシステム構成を示す。コンピュータ４１は、表示器４２を備え、ＬＡＮケーブル４３に接続されている。ＬＡＮケーブル４３には、各溶解炉１０の金属材料投入時刻、投入量、溶湯量等を計測する計測機器４６が接続されている。なお、一部の計測機器４６は、無線通信機４５、４６を介してＬＡＮケーブル４３に接続されている。

【0030】

実施形態の操業支援システムは、製造される鋳造品の種類、数量を含む生産計画に基づいて鋳造機２０を使用して鋳造品を製造するための操業計画を作成する計画作成手段と、計画作成手段による操業計画に基づいて鋳造品を製造するために必要な溶湯量を把握して、その溶湯を用意するための作業を指示する作業指示手段とを備える。作業指示手段は、計画作成手段による操業計画に基づいて操業シミュレーションを行うため、少なくとも溶解炉１０への金属材料総投入量を求める条件算出手段と、計画作成手段及び条件算出手段に基づいて溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までの操業シミュレーションを行うシミュレーション手段と、シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて溶解炉１０への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う材料投入指示手段と、シミュレーション手段によるシミュレーション結果に基づいて各時刻における溶解用ガスバーナー（本発明における溶解用熱源に相当）１１ａのガス供給量（本発明における溶解熱量に相当）、及び各時刻における保持用ガスバーナー（本発明における保持用熱源に相当）１２ａのガス供給量（本発明における保持熱量に相当）を算出する熱量算出手段とを備える。

【0031】

条件算出手段は、返り材又は不良品の量を考慮して溶解炉１０への金属材料投入量を設定する材料投入量設定手段を備える。後述のように、溶解炉１０では、金属材料としてバージン材としてのインゴットの他に、返り材と不良品が投入されている。返り材は、鋳造品に付随する部位で、鋳造品を取り出す際に除去され、溶解炉１０に返されて溶湯に戻されるものである。不良品は、設計どおりに製造されなかった鋳造品で、溶解炉１０に返されて溶湯に戻されるものである。

【0032】

シミュレーション手段は、作業指示手段により与えられる各時刻における鋳込み必要量に基づいて各時刻における溶解炉１０の溶湯保持量を算出する溶湯保持量算出手段と、溶解炉１０内に投入されている金属材料の各時刻における重量を算出する材料重量算出手段とを備える。材料投入指示手段は、材料重量算出手段により算出された金属材料の重量推移に基づいて金属材料の投入時刻および投入量の指示を行う。また、熱量算出手段は、溶湯保持量算出手段により算出された溶湯保持量に基づいて各時刻における溶解用ガスバーナー１１ａのガス供給量、並びに各時刻における保持用ガスバーナー１２ａのガス供給量を算出する。

【0033】

実施形態の操業支援システムは、各時刻における溶解炉１０への金属材料の投入量、並びに各時刻における溶解用ガスバーナー１１ａのガス供給量、並びに各時刻における保持用ガスバーナー１２ａのガス供給量を監視する監視手段と、作業指示手段により指示される指示内容に対して、監視手段により監視された結果を比較評価する評価手段とを備える。監視手段は、計測機器４６からコンピュータ４１に取り込まれる溶解炉１０の計測データを処理する部分により構成されている。

【0034】

実施形態によれば、鋳造工場の操業計画に基づいて溶解炉１０への金属材料総投入量を求め、溶解炉１０の溶湯保持量が適正値となるように操業開始から終了までのシミュレーションを行い、このシミュレーションの結果に基づいて溶解炉１０への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う。また、シミュレーションの結果に基づいて溶解用ガスバーナー１１ａのガス供給量、及び保持用ガスバーナー１２ａのガス供給量の算出を行う。そのため、製造の各時点において過不足なく適正量の金属材料の投入を行わせ、溶解炉１０の溶湯量を適正値とすることができる。

【0035】

また、返り材又は不良品の量を考慮して溶解炉１０への金属材料の投入量を決定する。そのため、金属材料の投入量をより適切な量とすることができる。

【0036】

更に、操業開始から終了までのシミュレーションを行うに際し、各時刻における溶解炉１０から鋳造機２０への鋳込み重量に基づいて各時刻における溶解炉１０の溶湯保持量を算出し、この溶湯保持量に基づいて各時刻における溶解用ガスバーナー１１ａのガス供給量、及び保持用ガスバーナー１２ａのガス供給量を設定する。また、溶解炉１０内の各時刻における金属材料の重量を設定し、その金属材料重量に基づいて溶解炉１０への金属材料の投入時刻と投入量の指示を行う。そのため、作業員に対し製造の各時点において過不足なく適正量の金属材料の投入を行わせ、溶解炉１０の溶湯量を適正値とすることができる。

【0037】

更にまた、監視手段により、溶解炉１０への金属材料の投入量、並びに溶解用ガスバーナー１１ａのガス供給量、及び保持用ガスバーナー１２ａのガス供給量が監視される。これらの監視結果が、作業指示手段の指示内容に対して比較評価される。そのため、溶解炉１０の操業状態が作業指示手段により指示された内容に対して評価される。従って、溶解炉１０の操業状態が指示内容に近づくように修正され、溶解炉１０の操業を効率的に行うことができる。

【0038】

図３〜８は、実施形態の操業支援システムを機能させるコンピュータ４１のプログラム内容を示す。コンピュータ４１にて生産スケジュール作成が選択されると、図３の生産スケジュール作成処理ルーチンが起動され、表示器４２に図１８の生産計画入力画面が表示される。

【0039】

図３のステップＳ１では、図１８の生産計画入力画面により、各溶解炉１０毎に型番、数量及び不良品数を入力する。型番は、鋳造品の種類毎にことなる金型を意味し、不良品は、設計どおりに製造されなかった鋳造品で、溶解炉１０に返されて溶湯に戻されるものである。なお、不良品は過去の製造過程で発生したものである。ステップＳ２では、生産スケジュール作成時刻を操業開始時刻として設定する。ステップＳ３では、このとき生産する型番ｎが直前に生産されていた型番と同じか否か判定する。ステップＳ３が否定判断される場合は、ステップＳ４において、生産スケジュールに型換え時間を加算する。ステップＳ３が肯定判断される場合は、ステップＳ４はスキップされ、ステップＳ５において、生産スケジュールに捨打時間を加算する。次に、ステップＳ６では、生産スケジュールに生産時間を加算する。ステップＳ７では、ｎが型番の種類数に達したか否かを判定する。即ち、全ての型番の生産スケジュールの設定が完了したか否か判定する。ステップＳ７が否定判断される場合は、ステップＳ３に戻って、引き続き生産スケジュールに型換え時間、捨打時間、生産時間を加算する。図９は、このようにして設定された生産スケジュールを示す。ここでは、型の種類が１０個ある場合を示す。

【0040】

ステップＳ７が肯定判断される場合は、ステップＳ８において、休憩時間と重複する作業を抽出する。休憩時間は、鋳造機２０が停止する時間であり、休憩時間は、開始時刻と時間が予め決められている。ステップＳ９では、途中で休憩時間を挟む作業の開始から休憩開始までの時間を算出する。例えば、図９の休憩１の前の生産２と表示された時間を算出する。ステップＳ１０では、休憩終了からの生産時間を算出する。例えば、図９の休憩１の後の生産２と表示された時間を算出する。ステップＳ１１では、休憩時間と重複した作業時間の終了時刻を算出する。例えば、図９の生産２の終了時刻を算出する。ステップＳ１２では、休憩時間を含む生産時間を生産スケジュールに加算する。ステップＳ１３では、予め決められた休憩時間の全ての考慮が完了したかを判定する。ステップＳ１３が否定判断される場合は、ステップＳ８に戻って、上記と同様に別の休憩時間の設定を行う。ステップＳ１３が肯定判断される場合は、ステップＳ１４において、生産スケジュールの終了時刻が操業終了時刻より早いか否かを判定する。生産スケジュールの終了時刻が操業終了時刻より遅い場合は、ステップＳ１４は否定判断されて、ステップＳ１に戻って、生産計画の入力をやり直す。一方、生産スケジュールの終了時刻が操業終了時刻より早い場合は、ステップＳ１４は肯定判断されて生産スケジュール作成処理ルーチンの処理を終了する。これにより生産スケジュールの設定が完了する。

【0041】

以上のように生産スケジュールの設定が完了すると、図１９のように設定されたスケジュールが表示される。図１８において、５１は生産スケジュール作成日、５２は登録ボタン、５３は生産スケジュール登録欄、５４は不良品登録欄を示す。また、図１９において、６１は生産計画表示ボタン（生産計画表示画面を表示していることを示す）、６２は今日か明日を選択するボタン、６３は修正入力ボタン（「修正」ボタンを押した場合は、当日の生産計画の編集画面を開く。「入力」ボタンを押した場合は、翌日以降の生産計画の編集画面を開く。）、６４は開始ボタン（上記６２で選択された日のシミュレーション結果を図２０の画面により表示）、６５は生産計画表示（上記６２で選択された日の設備毎の生産計画を表示する）を示す。

【0042】

次に操業シミュレーションを行うための初期条件の算出が、図４の初期条件算出処理ルーチンにより行われる。まず、ステップＳ２１では、生産スケジュールに基づきショット数を算出する。この算出の様子を図１１の上段のタイムチャートに示す。そのタイムチャートにおいて、ショット数が立ち上がる複数個の固まり１〜１０が各鋳造機のショット数を表す。その中で、ショット数の少ないａで示す領域は、捨打ちに相当する部分であり、ショット数の多いｂで示す領域は、生産に相当する部分である。次のステップＳ２２では、ショット数の累積値の推移を算出する。ここでは、ステップＳ２１で算出したショット数の累積を行い、その結果は、図１１の下段のタイムチャートのとおりとなる。ステップＳ２３では、生産スケジュールに基づく鋳込み総重量を算出する。即ち、ステップＳ２１で算出したショット数と１ショット当たりの鋳込み重量から鋳込み総重量を算出する。ステップＳ２４では、不良品の総重量を算出する。即ち、既に発生している各鋳造機（型番）毎の不良品の重量を算出する。ステップＳ２５では、返り材の総重量を算出する。即ち、ステップＳ２１で算出したショット数と各ショット毎に発生する返り材の重量から返り材の総重量を算出する。ステップＳ２６では、次直用返り材の重量を算出する。返り材は、発生しても溶解炉に戻されて消費されて操業終了時にはなくなるようにされる。図１２は返り材重量の推移を示す。図１３のように、返り材が減少して、予め設定された次直用返り材重量以下となると、そのとき残っている返り材を次直用返り材として保存する。ステップＳ２７では、金属材料のバージン材としてのインゴットの総投入量を算出する。図１０は算出の仕方を示す。図１０の鋳込み重量合計値は、ステップＳ２３で算出したものであり、図１０の材料計算の次直用返り材重量（前直分、次直分）、不良品（合計値）、返り材重量（１〜１０）は、ステップＳ２４〜２６で算出したものである。これらのデータからインゴット総投入量は、次の式により算出する。
インゴット総投入量＝鋳込み重量合計値−次直用返り材重量（前直分）−不良品投入量−返り材重量（１〜１０）＋次直用返り材重量（次直分）

【0043】

ステップＳ２８、２９では、溶解室内材料重量及び材料投入量を初期条件としてゼロとする。ステップＳ３０では、溶湯保持量を、直前の溶湯保持量推定値、設定値、又は修正値のいずれかに初期条件として設定する。ステップＳ３１では、溶解ガス量を初期条件としてゼロとし、ステップＳ３２では、保持ガス量を直前の溶湯保持量推定値における保持ガス量として設定する。また、ステップＳ３３では、溶解開始時刻を算出する。図１４に基づいて算出の仕方を説明する。ステップＳ３０にて算出した溶湯保持量と溶湯保持量の下限値（設定値）との差分値を求める。一方、ステップＳ２２にて算出したショット数の累積値の推移に各鋳造機の鋳込み重量を乗算して鋳込み重量の累積値を求める。この鋳込み重量の累積値と上記差分値とから、鋳込み重量の累積値が差分値を超えない時刻を、保持量限界時刻として求める。この保持量限界時刻から溶解炉において金属材料を溶解するために必要な時間だけ遡って溶解開始時刻を求める。これにより初期条件算出処理ルーチンの処理を終了する。

【0044】

次に操業シミュレーションを開始すると、図５の操業シミュレーション処理ルーチンが実行される。以下、図１６を参照しながら説明する。

【0045】

ステップＳ４１では鋳込み総重量を算出する。これは上述のステップＳ２３と同様である。ステップＳ４２では、ステップＳ４１で求めた鋳込み総重量を初期値とし、ステップＳ４１で算出される各時刻の鋳込み重量を減算して、各時刻における鋳込み重量残量を算出する。ステップＳ４２の算出結果は、図１５のとおりとなる。

【0046】

次のステップＳ５０では、溶湯保持量を推定する。このステップＳ５０の処理内容の詳細を図６にて説明する。ステップＳ５１では、溶湯保持量を上述のステップＳ３０において設定された初期値とする。ステップＳ５２では、計算時刻に単位時間を加算する。ステップＳ５３では、上述のステップＳ３３で求めた保持量限界時刻に達したか否かを判定する。保持量限界時刻に達しておらず、ステップＳ３３が否定判断されると、ステップＳ５４において、次式１により現溶湯保持量を算出し、ステップＳ５３が肯定判断されるまでステップＳ５２〜５４の処理を繰り返す。
現溶湯保持量＝直前の溶湯保持量−現時刻の鋳込み重量・・・式１

【0047】

保持量限界時刻に達して、ステップＳ５３が肯定判断されると、ステップＳ５５において、鋳込み重量残量が溶湯保持量とその目標値との差分より大きいか否かを判定する。ここで、目標値は、下限値に近い値とされている。その結果、操業終了時の溶湯保持量は目標値とされ、保持用ガスバーナーのガス消費量を抑制することができる。ステップＳ５５が否定判断される場合は、ステップＳ５６において、上記式１により現溶湯保持量を算出する。一方、ステップＳ５５が肯定判断される場合は、ステップＳ５７において、次式２により現溶湯保持量を算出する。このとき、既に溶解炉での溶解は始まっているので、式２では溶解量が加算される。
現溶湯保持量＝直前の溶湯保持量−現時刻の鋳込み重量＋単位時間における溶解量
・・・式２

【0048】

ステップＳ５８では、現溶湯保持量が溶解保持量の上限値に達しているか否かを判定する。このステップＳ５８が肯定判断されるまでは、ステップＳ５９により単位時間が加算され、ステップＳ５５、５７の処理を繰り返す。ステップＳ５８が肯定判断されると、ステップＳ６０において、溶解ガスバーナーを停止し、予め設定されている溶解ガスバーナー停止時間に溶解必要時間を加算した時間において上記式１により現溶湯保持量を算出する。以後、ステップＳ５５以降の処理を繰り返す。

【0049】

以上のように図６の溶湯保持量推定処理が終了すると、図５のステップＳ４３では、保持用ガスバーナーのガス量を算出する。ここでは、ステップＳ５０において求められる溶湯保持量に応じてガス量が求められる。また、ステップＳ４４では、溶解用ガスバーナーのガス量を算出する。ここでは、ステップＳ５０において求められる溶湯保持量が増加する時刻に対し溶解必要時間だけ遡った時刻で溶解用ガスバーナーを作動させる。このときのガス量は予め設定したガス量とされる。溶解用ガスバーナーは溶湯保持量が減少する時刻で作動停止させる。

【0050】

ステップＳ７０では、溶解開始前の溶解室内材料重量の推移を算出する。このステップＳ７０の処理内容の詳細を図１７を参照しながら図７にて説明する。ステップＳ７１では、この時刻で不良品があるか否かを判定する。不良品がある場合、ステップＳ７１が肯定判断され、ステップＳ７２において、不良品を加味した材料投入時刻を算出する。即ち、溶解開始時刻までに次直用返り材（前直分）、不良品及びインゴットを投入するため、溶解開始時刻から投入間隔時間分だけ早い時刻をインゴット投入時刻、インゴット投入時刻より投入間隔時間分だけ早い時刻を不良品投入時刻、不良品投入時刻より投入間隔時間分だけ早い時刻を次直用返り材（前直分）投入時刻とする。ステップＳ７３では、不良品を加味した溶解室内材料重量を算出する。即ち、溶解開始時刻までの溶解室内重量は、次直用返り材（前直分）投入時刻から不良品投入時刻直前までは次直用返り材（前直分）、不良品投入時刻からインゴット投入時刻の直前までは次直用返り材（前直分）に不良品投入量を加算し、不良品投入時刻から溶解開始時刻までは次直用返り材（前直分）と不良品投入量にインゴット基本投入量を加算する。

【0051】

不良品がない場合、ステップＳ７１が否定判断され、ステップＳ７４において、不良品なしの材料投入時刻を算出する。即ち、溶解開始時刻までに次直用返り材（前直分）及びインゴットを投入するため、溶解開始時刻から投入間隔時間分だけ早い時刻をインゴット投入時刻、インゴット投入時刻より投入間隔時間分だけ早い時刻を次直用返り材（前直分）投入時刻とする。ステップＳ７５では、不良品なしの溶解室内材料重量を算出する。即ち、溶解開始時刻までの溶解室内重量は、次直用返り材（前直分）投入時刻からインゴット投入時刻直前までは次直用返り材（前直分）、インゴット投入時刻から溶解開始時刻までは次直用返り材（前直分）にインゴット基本投入量を加算する。

【0052】

以上のように図７の溶解開始前の溶解室内材料重量推移算出処理が終了すると、図５のステップＳ８０において、溶解開始後の溶解室内材料重量推移を算出する。このステップＳ８０の処理内容の詳細を図１６、１７を参照しながら図８にて説明する。ステップＳ８１では、溶解開始前に投入された材料を除く材料投入量を算出する。そして、ステップＳ８２では、その時刻を溶解開始時刻として設定し、ステップＳ８３では、溶解必要時間を加算した時刻を現時刻とする。ステップＳ８４では、ステップＳ８１にて算出された材料投入量のうち不良品投入量が不良品基本投入量以上かあるか否かを判定する。なお、不良品基本投入量は、溶解炉に不良品が投入される際の基本量をいう。ステップＳ８４が肯定判断される場合は、ステップＳ８５において、予め設定された溶解室内材料重量上限値とその時刻の溶解室内材料重量との差分が不良品基本投入量以上か否かを判定する。ステップＳ８５が肯定判断される場合は、ステップＳ８６において、不良品を投入する。ステップＳ８７では、単位時間を加算し、ステップＳ８８では、次式３により溶解室内材料重量を算出する。以後、ステップＳ８５が否定判断されるまでステップＳ８６〜８８の処理が実行され、ステップＳ８４が否定判断されるまでステップＳ８５〜８８の処理が実行される。
溶解室内材料重量＝単位時間前の溶解室内材料重量−単位時間内における溶解時間×溶解量・・・式３

【0053】

ステップＳ８４が否定判断されると、ステップＳ８９において、溶解室内材料重量上限値とその時刻の溶解室内材料重量との差分がインゴット基本投入量以上か否かを判定する。ステップＳ８９が肯定判断される場合は、ステップＳ９０において、インゴット基本投入量を溶解室内材料重量に加算し、インゴット合計値からインゴット基本投入量を減算する。ステップＳ９１では、単位時間を加算し、ステップＳ９２では、上記式３により溶解室内材料重量を算出する。ステップＳ９３では、インゴットの合計値がインゴット基本投入量以上か否かを判定する。以後、ステップＳ８９又はステップＳ９３が否定判断されるまでステップＳ８９〜９３の処理が実行される。

【0054】

ステップＳ８９又はステップＳ９３が否定判断されると、ステップＳ９４において、溶解室内材料重量上限値とその時刻の溶解室内材料重量との差分が返り材基本投入量以上か否かを判定する。ステップＳ９４が肯定判断される場合は、ステップＳ９５において、返り材累積値が返り材基本投入量以上か否かを判定する。ステップＳ９５が肯定判断される場合は、ステップＳ９６において、返り材基本投入量を溶解室内材料重量に加算し、返り材累積値から返り材基本投入量を減算する。ステップＳ９７では、単位時間を加算し、ステップＳ９８では、上記式３により溶解室内材料重量を算出する。ステップＳ９９では、返り材累積値が返り材基本投入量以上か否かを判定する。以後、ステップＳ９９が肯定判断されるまでステップＳ９４〜９９の処理が実行される。

【0055】

以上のように図８の溶湯保持量推定処理が終了すると、図５のステップＳ４５では、ステップＳ７０、８０で求めた材料の投入指示を行う。以上により操業シミュレーションが完了すると、図２０のようにシミュレーション結果を表示器４２に表示する。図２０において、７１は設備選択ボタン（表示する設備を切り替えるのに使用）、７２は溶解用ガスバーナーのガス使用量の変化、７３は溶解室内材料重量の推移、７４は材料投入信号、７５は溶湯保持量の推移を示す。

【0056】

図２１は、操業指示を行う画面を示す。画面下左側は、作業指示を行う領域であり、画面下右側は、必要に応じて作業内容を手動で任意に変更可能とするための領域である。図２２〜２４は、実際の鋳造機の操業状態を監視するための画面表示であり、図２２では、溶解用ガスバーナーのガス使用量を計画値と比較可能に表示している。図２３では、ショット数を計画値と比較可能に表示している。図２４では、生産数量とガス使用量を集計して表示している。また、図２５は、計画に対する操業実績を対比して表示している。

【0057】

以上のフローチャートで説明したコンピュータプログラムの処理内容と本発明の各手段及び各手順との対応は次のとおりである。

【0058】

図３のステップＳ１〜Ｓ１４の処理は、本発明の計画作成手段に相当する。また、図４のステップＳ２１〜Ｓ３３の処理は、本発明の作業指示手段に相当し、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理は、本発明の材料投入量設定手段に相当し、ステップＳ３３の処理は、本発明の溶解開始時刻決定手段に相当する。更に、図５のステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ５０、Ｓ７０、Ｓ８０の処理は、本発明のシミュレーション手段に相当し、ステップＳ５０の処理は、本発明の溶湯保持量算出手段に相当し、ステップＳ７０、Ｓ８０の処理は、本発明の材料重量算出手段に相当する。図５のステップＳ４５の処理は、本発明の材料投入指示手段に相当し、ステップＳ４３、Ｓ４４の処理は、本発明の熱量算出手段に相当する。

【0059】

以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、材料投入指示手段及び熱量算出手段により作業者に指示を行うものとしたが、材料投入指示手段により材料の投入をアクチュエータを使って行い、熱量算出手段により熱源に対して熱量を制御してもよい。

【符号の説明】

【0060】

１０ 溶解炉
１１ 溶解室
１１ａ 溶解用ガスバーナー（溶解用熱源）
１２ 保持室
１２ａ 保持用ガスバーナー（保持用熱源）
１３ 汲出室
１３ａ 汲出開口
１３ｂ 満杯センサ
２０ 鋳造機
３１ 金属材料
３２ 返り材
３３ 溶湯
４１ コンピュータ
４２ 表示器
４３ ＬＡＮケーブル
４４、４５ 無線通信機
４６ 計測機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】