(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022184346
(43)【公開日】2022-12-13
(54)【発明の名称】鋼塊管理システム、鋼塊管理方法及び鋼塊割当計画装置
(51)【国際特許分類】
G05B 19/418 20060101AFI20221206BHJP
B65G 1/137 20060101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
G05B19/418 Z
B65G1/137 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021092135
(22)【出願日】2021-06-01
(71)【出願人】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】日立金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】堂安 豪
(72)【発明者】
【氏名】勝又 大介
(72)【発明者】
【氏名】関 宏友
(72)【発明者】
【氏名】古見 猛士
【テーマコード（参考）】
3C100
3F522
【Ｆターム（参考）】
3C100AA07
3C100AA12
3C100AA16
3C100BB12
3C100EE10
3F522BB07
3F522CC19
3F522GG39
3F522GG47
3F522LL07
(57)【要約】
【課題】複数の保温炉を備える鋼塊の中間仕掛りに関し、保温炉の燃料コストと鋼塊の移動コストからなるトータルの仕掛管理コストを低減する。
【解決手段】本発明の鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムは、鋼塊を保管する保温炉１０３と、保温炉を温度維持するための単位時間当たりの燃料コストと、鋼塊を保温炉に投入する際と鋼塊を保温炉から払い出す際と鋼塊を保温炉間で移動する際の単位距離当たりの移動コストと、を記憶する記憶部１０６と、記憶部を参照し保温炉の総燃料コストと鋼塊の総移動コストとから求まる仕掛管理コストが最小となる鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する割当計画部１０８と、を有する鋼塊割当計画装置１０４と、前記鋼塊割当計画装置で計画した鋼塊の割当パターンに従って、鋼塊の保温炉への投入と鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行う搬送装置１０２と、を備えるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムは、鋼塊を保管する保温炉１０３と、保温炉を温度維持するための単位時間当たりの燃料コストと、鋼塊を保温炉に投入する際と鋼塊を保温炉から払い出す際と鋼塊を保温炉間で移動する際の単位距離当たりの移動コストと、を記憶する記憶部１０６と、記憶部を参照し保温炉の総燃料コストと鋼塊の総移動コストとから求まる仕掛管理コストが最小となる鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する割当計画部１０８と、を有する鋼塊割当計画装置１０４と、前記鋼塊割当計画装置で計画した鋼塊の割当パターンに従って、鋼塊の保温炉への投入と鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行う搬送装置１０２と、を備えるようにした。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムであって、
鋼塊を保管する保温炉と、
前記保温炉を温度維持するための単位時間当たりの燃料コストと、鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の単位距離当たりの移動コストと、を記憶する記憶部と、前記記憶部を参照し前記保温炉の総燃料コストと前記鋼塊の総移動コストとから求まる仕掛管理コストが最小となる鋼塊の前記保温炉への割当パターンを計画する割当計画部と、を有する鋼塊割当計画装置と、
前記鋼塊割当計画装置で計画した鋼塊の割当パターンに従って、鋼塊の保温炉への投入と鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行う搬送装置と、
を備えたことを特徴とする鋼塊管理システム。
鋼塊を保管する保温炉と、
前記保温炉を温度維持するための単位時間当たりの燃料コストと、鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の単位距離当たりの移動コストと、を記憶する記憶部と、前記記憶部を参照し前記保温炉の総燃料コストと前記鋼塊の総移動コストとから求まる仕掛管理コストが最小となる鋼塊の前記保温炉への割当パターンを計画する割当計画部と、を有する鋼塊割当計画装置と、
前記鋼塊割当計画装置で計画した鋼塊の割当パターンに従って、鋼塊の保温炉への投入と鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行う搬送装置と、
を備えたことを特徴とする鋼塊管理システム。
【請求項2】
請求項１に記載の鋼塊管理システムにおいて、
前記割当計画部は、
総燃料コストと総移動コストの重み付き線形和を評価指標として、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
前記割当計画部は、
総燃料コストと総移動コストの重み付き線形和を評価指標として、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
【請求項3】
請求項１または２に記載の鋼塊管理システムにおいて、
前記割当計画部は、
前記割当パターンに従って鋼塊を割当てた保温炉毎に、鋼塊の払出の際に他の鋼塊の移動が必要な干渉状態があるか否かを判定し、保温炉から退避先に鋼塊を移動して干渉を解消する退避コストが最小となる鋼塊の炉内配置を計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
前記割当計画部は、
前記割当パターンに従って鋼塊を割当てた保温炉毎に、鋼塊の払出の際に他の鋼塊の移動が必要な干渉状態があるか否かを判定し、保温炉から退避先に鋼塊を移動して干渉を解消する退避コストが最小となる鋼塊の炉内配置を計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼塊管理システムにおいて、
前記割当計画部は、
鋼塊を保管していない保温炉について、保温炉の稼働中断期間に相当する燃料コストの和が、前記保温炉の立ち下げ・立ち上げコストより大きい場合に、前記保温炉の稼働中止を計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
前記割当計画部は、
鋼塊を保管していない保温炉について、保温炉の稼働中断期間に相当する燃料コストの和が、前記保温炉の立ち下げ・立ち上げコストより大きい場合に、前記保温炉の稼働中止を計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
【請求項5】
請求項１から３のいずれか一項に記載の鋼塊管理システムにおいて、
前記割当計画部は、
鋼塊の移動作業数が作業人員数を超えないこと、または、鋼塊の移動回数・搬送量が前記搬送装置の搬送能力を超えないこと、または、保温炉の保守日時に鋼塊が保管されていないことを制約条件に、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
前記割当計画部は、
鋼塊の移動作業数が作業人員数を超えないこと、または、鋼塊の移動回数・搬送量が前記搬送装置の搬送能力を超えないこと、または、保温炉の保守日時に鋼塊が保管されていないことを制約条件に、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊管理システム。
【請求項6】
鋼塊を保温炉に保管して鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムの鋼塊管理方法であって、
前記鋼塊を前記保温炉に割当てる複数の割当パターンを生成するステップと、
前記割当パターンのそれぞれで、前記保温炉の温度維持するための総燃料コストと、鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の総移動コストと、の重み付き線形和を評価指標として算出するステップと、
前記評価指標が最小の割当パターンを抽出するステップと、
抽出した前記割当パターンに従って、搬送装置により鋼塊の保温炉への投入、鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行うステップと、
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
前記鋼塊を前記保温炉に割当てる複数の割当パターンを生成するステップと、
前記割当パターンのそれぞれで、前記保温炉の温度維持するための総燃料コストと、鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の総移動コストと、の重み付き線形和を評価指標として算出するステップと、
前記評価指標が最小の割当パターンを抽出するステップと、
抽出した前記割当パターンに従って、搬送装置により鋼塊の保温炉への投入、鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行うステップと、
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
【請求項7】
請求項６に記載の鋼塊管理方法において、
抽出した前記割当パターンに従って、鋼塊を割当てた保温炉毎に、鋼塊の払出の際に他の鋼塊の移動が必要な干渉状態があるか否かを判定し、保温炉から退避先に鋼塊を移動して干渉を解消する退避コストが最小となる鋼塊の炉内配置を計画するステップと、
鋼塊の前記割当パターンと前記炉内配置に従って、鋼塊の保温炉への投入、鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行うステップと、
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
抽出した前記割当パターンに従って、鋼塊を割当てた保温炉毎に、鋼塊の払出の際に他の鋼塊の移動が必要な干渉状態があるか否かを判定し、保温炉から退避先に鋼塊を移動して干渉を解消する退避コストが最小となる鋼塊の炉内配置を計画するステップと、
鋼塊の前記割当パターンと前記炉内配置に従って、鋼塊の保温炉への投入、鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行うステップと、
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
【請求項8】
請求項６または７に記載の鋼塊管理方法において、
鋼塊を保管していない保温炉について、保温炉の稼働中断期間に相当する燃料コストの和が、前記保温炉の立ち下げ・立ち上げコストより大きい場合に、前記保温炉の稼働中止を計画するステップ
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
鋼塊を保管していない保温炉について、保温炉の稼働中断期間に相当する燃料コストの和が、前記保温炉の立ち下げ・立ち上げコストより大きい場合に、前記保温炉の稼働中止を計画するステップ
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
【請求項9】
請求項６または７に記載の鋼塊管理方法において、
鋼塊の移動作業数が作業人員数を超えないこと、または、鋼塊の移動回数・搬送量が前記搬送装置の搬送能力を超えないこと、または、保温炉の保守日時に鋼塊が保管されていないことを制約条件に、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画するステップ
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
鋼塊の移動作業数が作業人員数を超えないこと、または、鋼塊の移動回数・搬送量が前記搬送装置の搬送能力を超えないこと、または、保温炉の保守日時に鋼塊が保管されていないことを制約条件に、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画するステップ
を有することを特徴とする鋼塊管理方法。
【請求項10】
鋼塊を保温炉に保管して鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムの鋼塊割当計画装置であって、
前記保温炉を温度維持するための単位時間当たりの燃料コストと、鋼塊の移動を行う搬送装置が鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の単位距離当たりの移動コストと、を記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照して求め前記保温炉の総燃料コストと前記鋼塊の総移動コストとから求まる仕掛管理コストが最小となる鋼塊の前記保温炉への割当パターンを計画する割当計画部と、
を備えたことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
前記保温炉を温度維持するための単位時間当たりの燃料コストと、鋼塊の移動を行う搬送装置が鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の単位距離当たりの移動コストと、を記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照して求め前記保温炉の総燃料コストと前記鋼塊の総移動コストとから求まる仕掛管理コストが最小となる鋼塊の前記保温炉への割当パターンを計画する割当計画部と、
を備えたことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
【請求項11】
請求項１０に記載の鋼塊割当計画装置において、
前記割当計画部は、
総燃料コストと総移動コストの重み付き線形和を評価指標として、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
前記割当計画部は、
総燃料コストと総移動コストの重み付き線形和を評価指標として、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
【請求項12】
請求項１０または１１に記載の鋼塊割当計画装置において、
前記割当計画部は、
前記割当パターンに従って鋼塊を割当てた保温炉毎に、鋼塊の払出の際に他の鋼塊の移動が必要な干渉状態があるか否かを判定し、保温炉から退避先に鋼塊を移動して干渉を解消する退避コストが最小となる鋼塊の炉内配置を計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
前記割当計画部は、
前記割当パターンに従って鋼塊を割当てた保温炉毎に、鋼塊の払出の際に他の鋼塊の移動が必要な干渉状態があるか否かを判定し、保温炉から退避先に鋼塊を移動して干渉を解消する退避コストが最小となる鋼塊の炉内配置を計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
【請求項13】
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の鋼塊割当計画装置において、
前記割当計画部は、
鋼塊を保管していない保温炉について、保温炉の稼働中断期間に相当する燃料コストの和が、前記保温炉の立ち下げ・立ち上げコストより大きい場合に、前記保温炉の稼働中止を計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
前記割当計画部は、
鋼塊を保管していない保温炉について、保温炉の稼働中断期間に相当する燃料コストの和が、前記保温炉の立ち下げ・立ち上げコストより大きい場合に、前記保温炉の稼働中止を計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
【請求項14】
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の鋼塊割当計画装置において、
前記割当計画部は、
鋼塊の移動作業数が作業人員数を超えないこと、または、鋼塊の移動回数・搬送量が前記搬送装置の搬送能力を超えないこと、または、保温炉の保守日時に鋼塊が保管されていないことを制約条件に、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
前記割当計画部は、
鋼塊の移動作業数が作業人員数を超えないこと、または、鋼塊の移動回数・搬送量が前記搬送装置の搬送能力を超えないこと、または、保温炉の保守日時に鋼塊が保管されていないことを制約条件に、鋼塊の保温炉への割当パターンを計画する
ことを特徴とする鋼塊割当計画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保温炉により鋼塊を中間仕掛りとして在庫管理する鋼塊管理システム、鋼塊管理方法及び鋼塊割当計画装置に関する。
【背景技術】
【0002】
多品種混流生産方式で鋼製品を製造する場合に、溶鋼炉にて所望の成分に調整した溶鋼を鋳造し、鋼塊と呼ばれる中間製品を複数量一括で製造し、その後、一定量の鋼塊をまとめて保温炉に投入して一括で均熱処理を施し、鍛造・圧延等の処理により所望の形状の製品に加工する生産方式がある。この生産方式では、一括で製造される鋼塊群の構成内容と、一括で均熱処理可能な鋼塊群の構成内容が異なるため、鋳造工程と均熱工程の間で鋼塊の中間仕掛在庫を持つ必要がある。
【0003】
特許文献１には、この中間仕掛在庫を管理する技術として、「どのスラブをどの将来山に割り当てるか決める山分け工程と、スラブをどのようなロットに分割するか決めるロット分け工程と、該ロット分け工程で決めたロットをどういう順番で生成するかを決めるロット生成順決定工程と、該ロット生成順決定工程で決めたロット生成順を実行するためのハンドリング装置の作業指示を生成する作業指示生成工程と、対象スラブを掘り出す際の邪魔なスラブをどこに退避させるか決める空き地番決定工程を有する。」ことが開示されている。
【0004】
また、特許文献２には、「ヤード管理装置１００は、搬送順変数ｘ（ｓ，ｓ'）、仮山割当変数ｐ（ｉα，ｔ）、及び仮山有無変数ｑ（ｔ）を決定変数として、移動鋼材の仮置きが必要になる条件を定めた仮置発生制約式と、移動鋼材を同一の仮山に配置することができる条件を定めた同一仮置場配置可能制約式を含む制約式を満足する範囲で、仮置きされる移動鋼材の数と、仮山の数とを評価指標として含む目的関数Ｊの値が最小になるときの決定変数を導出する。」ことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００７－０８４２０１号公報
【特許文献2】特開２０２０－１０６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記の先行技術によれば、中間仕掛在庫における鋼塊の移動コストを低減することができるが、中間仕掛在庫する鋼塊を温度管理する場合に生じる保温炉の燃料コストについては考慮されていない。
【0007】
例えば、特許文献１の技術に基づいて、鋼塊の移動コストを低減する一方で、異なる種類の鋼塊同士が積み重ならないよう山を複数に分割して配置するため、鋼塊を収容する保温炉の数が増えて、保温炉の運用する燃料コストの増大を引き起こす問題がある。
【0008】
また、特許文献２の技術によれば、限られた保温炉に多くの鋼塊を詰込むことが可能になるが、稼働している保温炉の数が同じ限り、燃料コストを低減できないため、移動コストと燃料コストとから成るトータルの仕掛管理コストの最適化が図られているとは限らない問題がある。
【0009】
本発明の目的は、複数の保温炉を備える鋼塊の中間仕掛りに関し、保温炉の燃料コストと鋼塊の移動コストからなるトータルの仕掛管理コストを低減する、鋼塊管理システム、鋼塊管理方法及び鋼塊割当計画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するため、本発明の鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムは、鋼塊を保管する保温炉と、前記保温炉を温度維持するための単位時間当たりの燃料コストと、鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の単位距離当たりの移動コストと、を記憶する記憶部と、前記記憶部を参照し前記保温炉の総燃料コストと前記鋼塊の総移動コストとから求まる仕掛管理コストが最小となる鋼塊の前記保温炉への割当パターンを計画する割当計画部と、を有する鋼塊割当計画装置と、前記鋼塊割当計画装置で計画した鋼塊の割当パターンに従って、鋼塊の保温炉への投入と鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行う搬送装置と、を備えるようにした。
【0011】
また、本発明の鋼塊を保温炉に保管して鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムの鋼塊管理方法は、前記鋼塊を前記保温炉に割当てる複数の割当パターンを生成するステップと、前記割当パターンのそれぞれで、前記保温炉の温度維持するための総燃料コストと、鋼塊を前記保温炉に投入する際と鋼塊を前記保温炉から払い出す際と鋼塊を前記保温炉間で移動する際の総移動コストと、の重み付き線形和を評価指標として算出するステップと、前記評価指標が最小の割当パターンを抽出するステップと、抽出した前記割当パターンに従って、搬送装置により鋼塊の保温炉への投入、鋼塊の保温炉からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行うステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、複数の保温炉を備える鋼塊の中間仕掛りに関し、保温炉の燃料コストと鋼塊の移動コストからなるトータルの仕掛管理コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】鋼塊の中間仕掛在庫を行うシステムの構成を示す図である。
【図2】鋼塊割当計画装置を実現する情報処理装置の構成を示す図である。
【図3】計画担当者が鋼塊割当計画装置を直接操作する場合を説明する図である。
【図4】保温炉情報の構成を説明する図である。
【図5】鋼塊情報の構成を説明する図である。
【図6】投入情報・払出情報の構成を説明する図である。
【図7A】保温炉に保管される鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの占有状態を示すイメージ図である。
【図7B】鋼塊の負荷Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対し、当該負荷以外の負荷の投入・払出日時を分割点として、時間軸方向に分割すること説明する図である。
【図8A】鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの炉Ａと炉Ｂの保温炉への割当状態の一例を示すイメージ図である。
【図8B】炉Ａにおいて、鋼塊ｂを払出した際に鋼塊ｄを炉Ａから炉Ｂに移動する様子を示す図である。
【図9】計画情報の構成の一例を示す図である。
【図10】計画情報が表示され、可視化される計画結果表示画面の一例である。
【図11】鋼塊割当計画装置の処理フロー図である。
【図12A】鋼塊ａ、ｂが保温炉内に平たく保管された状態（平置状態）を示す図である。
【図12B】鋼塊ａ、ｂがそれぞれ保温炉内に炉の高さ方向に保管された状態（縦積状態）を示す図である。
【図13A】鋼塊ａが鋼塊ｂより先より払出され、鋼塊ａと鋼塊ｂとで干渉が生じた（退避元の）保温炉と鋼塊の退避先候補の保温炉の負荷の状態を示す図である。
【図13B】鋼塊ｂの退避後の、保温炉の負荷の状態を示す図である。
【図14】鋼塊の干渉を考慮して鋼塊の保温炉への炉内配置計画を追加した鋼塊割当計画装置の構成図である。
【図15】保温炉情報の他の構成を説明する図である。
【図16】鋼塊情報の他の構成を説明する図である。
【図17】退避先情報の構成を説明する図である。
【図18】鋼塊割当計画装置の他の処理フロー図である。
【図19】干渉する鋼塊の退避先を計画する処理の詳細フローである。
【図20】計画情報の他の構成の一例を示す図である。
【図21】保温炉内の鋼塊配置表示画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施形態の鋼塊管理システムが適用される鋳造工程と均熱工程の間で鋼塊の中間仕掛在庫を行うシステムの構成を示す図である。
図１は、実施形態の鋼塊管理システムが適用される鋳造工程と均熱工程の間で鋼塊の中間仕掛在庫を行うシステムの構成を示す図である。
【0015】
仕掛在庫置場１０１は、鋳造工程（上工程）で製造された鋼塊を、温度を一定に保持したまま保管する複数の保温炉１０３と、鋼塊を鋳造工程から所定の保温炉１０３に投入すると共に、保温炉１０３から鋼塊を取り出して均熱工程（下工程）に払い出しする複数の搬送装置１０２を備える。
【0016】
鋼塊割当計画装置１０４は、実施形態の鋼塊管理システム（鋼塊管理方法）に係る仕掛在庫置場１０１の鋼塊の投入・払出の計画を行う制御装置である。
鋼塊割当計画装置１０４は、ネットワーク１１２を介して仕掛在庫置場１０１に接続され、搬送装置１０２と保温炉１０３とが、鋼塊割当計画装置１０４の計画に基づいて、保温炉の燃料コストと鋼塊の移動コストからなるトータルの仕掛管理コストを低減するように鋼塊管理を計画する。
鋼塊割当計画装置１０４は、ネットワーク１１２を介して仕掛在庫置場１０１に接続され、搬送装置１０２と保温炉１０３とが、鋼塊割当計画装置１０４の計画に基づいて、保温炉の燃料コストと鋼塊の移動コストからなるトータルの仕掛管理コストを低減するように鋼塊管理を計画する。
【0017】
鋼塊割当計画装置１０４は、後述する保温炉情報４０と鋼塊情報５０と投入情報・払出情報６０の鋼塊の割当計画のための入力情報を記憶する記憶部１０６と、記憶部１０６の入力情報に基づいて、仕掛管理コストが最適になるように鋼塊の保温炉の割当と鋼塊の搬送を計画し、計画結果を計画情報７０として記憶する割当計画部１０８と、計画結果を可視化する計画結果表示部１０９と、を備える。
【0018】
作業実績収集装置１１０は、ネットワーク１１２を介して仕掛在庫置場１０１に接続し、保温炉１０３の動作状態や搬送装置１０２の動作状態を監視・収集する端末装置である。
【0019】
作業指示装置１１１は、ネットワーク１１２を介して鋼塊割当計画装置１０４と仕掛在庫置場１０１に接続し、作業者が、保温炉情報４０、鋼塊情報５０と投入情報・払出情報６０の設定を行うと共に、保温炉１０３と搬送装置１０２の動作を直接指示する端末装置である。
【0020】
鋼塊割当計画装置１０４と作業実績収集装置１１０と作業指示装置１１１とは、図２に示す情報処理装置２０１により構成する。
情報処理装置２０１は、具体的には、キーボードやマウス等の入力装置２０２と、ディスプレイ等の出力装置２０３と、ＨＤＤ等の補助記憶装置２０４と、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ）２０６とＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置２０７とから成る演算装置２０５と、ネットワーク１１２に接続するインターフェイス２０８と、を備えて構成される。
情報処理装置２０１は、具体的には、キーボードやマウス等の入力装置２０２と、ディスプレイ等の出力装置２０３と、ＨＤＤ等の補助記憶装置２０４と、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ）２０６とＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置２０７とから成る演算装置２０５と、ネットワーク１１２に接続するインターフェイス２０８と、を備えて構成される。
【0021】
図１の鋼塊割当計画装置１０４は、補助記憶装置２０４に記憶されたプログラムを演算装置２０５が実行して、割当計画部１０８と計画結果表示部１０９の機能を実現する。また、保温炉情報４０、鋼塊情報５０と投入情報・払出情報６０は、補助記憶装置２０４に記憶する。
【0022】
なお、実施形態の鋼塊割当計画装置１０４の機能は、プログラムを実行して実現するだけでなく、ハードワイヤードロジックを含むハードウェアや、前記ハードウェアと、予めプログラムされた汎用情報処理装置により実現してもよい。
【0023】
また、図１の鋼塊割当計画装置１０４では、図３に示すように、計画担当者３０１が鋼塊割当計画装置１０４を実現する情報処理装置２０１に、保温炉情報４０と鋼塊情報５０と投入情報・払出情報６０の鋼塊割当計画に関する入力情報を入力（３０２）し、計画情報を得る（３０３）ようにしてもよい。
【0024】
つぎに、図４により、保温炉情報４０の構成を説明する。
保温炉情報４０は、鋼塊の投入・払出の計画における、仕掛在庫置場１０１に設置されている保温炉１０３毎の燃料コストを算出するための情報である。保温炉情報４０は、保温炉１０３の識別情報である保温炉名４０１と、保温炉名４０１で識別される保温炉１０３毎の、保温炉１０３の設置座標である設置位置４０２と、保温炉１０３の容量４０３と、保温炉１０３の単位燃料コスト４０４の情報から構成する。
保温炉情報４０は、鋼塊の投入・払出の計画における、仕掛在庫置場１０１に設置されている保温炉１０３毎の燃料コストを算出するための情報である。保温炉情報４０は、保温炉１０３の識別情報である保温炉名４０１と、保温炉名４０１で識別される保温炉１０３毎の、保温炉１０３の設置座標である設置位置４０２と、保温炉１０３の容量４０３と、保温炉１０３の単位燃料コスト４０４の情報から構成する。
【0025】
単位燃料コスト４０４は、例えば、保温炉１０３を１時間稼働させる場合に必要な燃料費ｉ円であり、当該保温炉をｎ時間稼働する場合の燃料コストをｎ×ｉ円といったように算出する。
【0026】
鋼塊割当計画装置１０４は、鋼塊の保管温度に応じて設定された複数の保温炉１０３について、保管温度毎に、鋼塊の保温炉１０３への投入・払い出しを計画する。図４の保温炉情報４０は、ひとつの保管温度に係る情報を示しており、鋼塊割当計画装置１０４は、保管温度毎に、保温炉情報４０を記憶部１０６に記憶する。以下の説明は、鋼塊と保温炉１０３の、ひとつの保管温度についての情報と処理を説明している。
【0027】
図５に示す鋼塊情報５０は、所定の保管温度の鋼塊の投入・払出の計画における投入元から保温炉１０３までの搬送、保温炉１０３から払出先までの搬送、及び保温炉１０３の間の移動に係る鋼塊毎の移動コストを算出するため情報である。鋼塊情報５０は、鋼塊の識別情報である鋼塊名５０１と、鋼塊名５０１で識別される鋼塊毎の、鋼塊のサイズ（容積）を示す情報であるサイズ５０２と鋼塊の単位移動コスト５０３の情報から構成する。
【0028】
サイズ５０２と保温炉情報４０の容量４０３（図４参照）とは、同一基準の数値情報である。例えば、サイズ５０２が２で、容量４０３が５０の場合には、保温炉１０３に鋼塊が２５個投入可能であることを意味している。
【0029】
単位移動コスト５０３は、例えば、鋼塊を１メートル移動させる場合に必要な移動費ｊ円であり、投入元から保温炉１０３までの距離、保温炉１０３から払出先までの距離、または保温炉１０３の間の距離と、乗算することで、鋼塊の移動コストを求める。
【0030】
図６に示す投入情報・払出情報６０は、所定の保管温度の鋼塊の投入・払出の計画における入力情報であり、鋼塊の識別情報である鋼塊名６０１と、鋼塊名６０１で識別される鋼塊毎の、投入・払出する鋼塊の個数６０２と、鋳造工程から仕掛在庫置場１０１（保温炉１０３）に鋼塊を投入する投入日時６０３と、搬送装置１０２により搬送を開始する投入元位置６０４と、仕掛在庫置場１０１（保温炉１０３）から均熱工程に鋼塊を払い出す払出日時６０５と、搬送装置１０２により搬送する先の払出先位置６０６の情報から構成する。
【0031】
投入元位置６０４は、鋼塊を保温炉１０３に投入する移動コストを算出する際に参照され、保温炉情報４０の設置位置４０２（図４参照）と投入元位置６０４とから鋼塊を保温炉１０３に搬送する距離を求め、鋼塊情報５０の単位移動コスト５０３（図５参照）を乗じて、移動コストを算出する。
払出先位置６０６も、同様に、鋼塊を保温炉１０３から払出する移動コストを算出する際に参照され、保温炉情報４０の設置位置４０２と払出先位置６０６とから鋼塊を払出先に搬送する距離を求め、鋼塊情報５０の単位移動コスト５０３を乗じて、移動コストを算出する。
払出先位置６０６も、同様に、鋼塊を保温炉１０３から払出する移動コストを算出する際に参照され、保温炉情報４０の設置位置４０２と払出先位置６０６とから鋼塊を払出先に搬送する距離を求め、鋼塊情報５０の単位移動コスト５０３を乗じて、移動コストを算出する。
【0032】
後述するが、鋼塊を仕掛在庫置場１０１内の保温炉１０３間で移動する場合にも、保温炉情報４０の設置位置４０２（図４参照）を参照して、鋼塊の移動距離を求め、鋼塊情報５０の単位移動コスト５０３を乗じて、移動コストを算出する。
【0033】
【0034】
まず、割当計画部１０８（図１参照）は、投入情報・払出情報６０を参照して、所定期間に保温炉１０３に投入・払出する鋼塊（鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）を特定し、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ毎に、投入情報・払出情報６０（図６参照）の個数６０２と鋼塊情報５０（図５参照）のサイズ５０２を乗じて、保温炉１０３に占めるサイズを算出する。さらに、そして、割当計画部１０８は、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ毎に、投入情報・払出情報６０の投入日時６０３と払出日時６０５を参照して、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ毎に、鋼塊が保温炉１０３に占める日時幅を求める。
【0035】
図７Ａは、割当計画部１０８が求めた、保温炉１０３に保管される鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの占有状態を示すイメージ図である。図７Ａは、横軸を時間、縦軸をサイズにし、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを、上述の保温炉１０３に占めるサイズと占有する日時幅に対応する矩形図形で表現している。以下の説明では、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの矩形図形を、鋼塊が保温炉１０３を占有する負荷と称する。
【0036】
つぎに、割当計画部１０８は、図７Ｂに示すように、鋼塊の負荷Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのそれぞれについて、当該負荷以外の負荷の投入・払出日時を分割点として、時間軸方向に分割する。この分割点が、鋼塊の割当状態が変わるタイミングとなる。
鋼塊割当計画装置１０４は、この分割点を区切りに、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの保温炉１０３への割当を計画する。
鋼塊割当計画装置１０４は、この分割点を区切りに、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの保温炉１０３への割当を計画する。
【0037】
図８Ａは、鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの炉Ａと炉Ｂの保温炉１０３への割当状態の一例を示すイメージ図である。炉Ａと炉Ｂの縦軸で示される炉の容量内に、鋼塊の負荷Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを配置して、鋼塊の割当状態を示している。なお、図８Ａ等は工程管理に一般的に用いられるガントチャートをアレンジしたものである。
【0038】
図８Ａの横軸（時間）方向において、負荷Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが配置されている時間幅が、保温炉１０３が稼働している時間となり、少なくともこの期間で燃料コストが発生する。このため、鋼塊が投入されてから、保管する全ての鋼塊が払出されるまで鋼塊の保管時間（炉の稼働時間）、炉Ａ、炉Ｂのそれぞれで燃料コストが発生する。
【0039】
ここで、図８Ｂに示すように、炉Ａにおいて、鋼塊ｂを払出した際に鋼塊ｄを炉Ａから炉Ｂに移動することを考える。即ち、図８Ａの炉Ａにおいて、鋼塊Ｂを炉Ａから払い出した後は、炉Ａに残る鋼塊は鋼塊Ｄのみであることが図８Ａから理解されるが、この炉Ａに残る鋼塊Ｄを炉Ｂに移動する場合を考える（図８Ｂにおいて炉Ａから炉Ｂに向けて下方に伸びる矢印参照）。
【0040】
この場合には、炉Ａは全ての鋼塊が払出された状態となるので、炉Ａを稼働停止でき、これによって、炉Ａの燃料コストを低減できる。これに対して、炉Ｂにおいては、鋼塊ｄの投入（移動）により、炉Ｂの稼働時間が増加することで、燃料コストが増加する。さらに、鋼塊ｄを炉Ａから炉Ｂに移動する移動コスト（前記した下方に伸びる矢印の「移動コスト」との記載参照）が発生する。
【0041】
割当計画部１０８は、図８Ｂにおける、炉Ａの燃料コストの低減量が、炉Ｂの燃料コストの増加量と発生する移動コストの和より大きければ、図８Ｂの鋼塊ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの炉Ａと炉Ｂの保温炉１０３への割当状態を、鋼塊の保温炉１０３への割当計画と鋼塊の移動計画とする。
【0042】
割当計画部１０８は、上記のように、保温炉１０３に保管している鋼塊の移動を含めて、保温炉１０３への鋼塊の割当パターンの全てを求め、それぞれの割当パターンにおける燃料コストと移動コストの総和を算出し、総和が最小となる割当パターンを求めて、鋼塊の割当計画とする。
【0043】
すなわち、割当計画部１０８は、保温炉ｉの燃料コストｔｉ、移動ｊに係る移動コストｓｊ、燃料コストの重み係数Ｗ１、移動コストの重み係数Ｗ２としたときの、鋼塊の割当パターンの評価指標Ｆを、次式の重み付き線形和とする。
【0044】
【数1】
【0045】
そして、割当計画部１０８は、全ての鋼塊の割当パターンの評価指標Ｆを算出して、評価指標Ｆが最小となる鋼塊の割当パターンを求めて、鋼塊の割当計画とする。
【0046】
ここで、保温炉ｉの燃料コストｔｉは、保温炉ｉに鋼塊が保管されている時間と、保温炉情報４０（図４参照）の単位燃料コスト４０４との積により算出する。
移動コストｓｊは、鋼塊の投入・搬出の移動距離または保温炉間の移動距離と、鋼塊情報５０（図５参照）の単位移動コスト５０３との積により算出する。
移動コストｓｊは、鋼塊の投入・搬出の移動距離または保温炉間の移動距離と、鋼塊情報５０（図５参照）の単位移動コスト５０３との積により算出する。
【0047】
燃料コストの重み係数Ｗ１と移動コストの重み係数Ｗ２は、燃料コストと移動コストの低減の優先度を示す係数である。例えば、保温炉１０３を稼働するための燃料供給に滞りが生じやすい場合に、燃料コストの重み係数Ｗ１を大きくして、移動コストを増加させてでも燃料コストを低減する。
【0048】
割当計画部１０８は、数理計画法に基づいて、評価指標Ｆにより、保温炉の燃料コストと鋼塊の移動コストからなるトータルの仕掛管理コストが最小となる鋼塊の割当パターンを求める。具体的には、同一時間帯に同一保温炉に割り付けられた負荷のサイズの合計が、当該保温炉の容量を超えない限りにおいて、考えられる全ての割当パターンを全て調べ上げることで実現してもよいし、発見的手法などの公知のアルゴリズムにより実現してもよい。
【0049】
割当計画部１０８が、鋼塊の保温炉１０３への割当を計画中に、いずれの割当パターンにおいても、負荷のサイズが炉の容量以内になる割当パターンが無い場合には、保温炉１０３の保管能力を超える入力のため、割当処理を中断する。そして、鋼塊割当計画装置１０４は、計画結果表示部１０９に、保温炉１０３の保管能力を超える入力のため、割当処理を中断する旨を表示し、投入情報・払出情報６０（図６参照）の再入力を促す。
【0050】
図９は、割当計画部１０８が、鋼塊の投入・払出日時を入力情報にして評価指標Ｆに基づいて求めた鋼塊の割当パターンの計画結果である計画情報７０の構成の一例を示す図である。
【0051】
計画情報７０は、鋼塊の投入・払出日時７０１毎に、保温炉名７０２で示される保温炉１０３のそれぞれについて、保温炉１０３に保管される割当鋼塊７０３と、保温炉１３０の燃料コスト７０４と、鋼塊の移動コスト７０５と、投入・払出日時７０１における保温炉全体の仕掛管理コスト７０６を記憶する。
割当鋼塊７０３には、保温炉１０３に保管される鋼塊の鋼塊名と個数が記録されている。
割当鋼塊７０３には、保温炉１０３に保管される鋼塊の鋼塊名と個数が記録されている。
【0052】
計画情報７０は、計画結果表示部１０９により、例えば、図１０の計画結果表示画面１００１のように指定された計画表示期間（例えば、2020/1/1～2020/1/10）の計画情報７０が表示され、可視化される。
【0053】
割当結果表示部１００２は、計画情報７０の投入・払出日時７０１が計画表示期間内の保温炉名７０２の保温炉毎に、割当鋼塊を合わせて表示する。
割当詳細表示部１００３は、指定された保温炉の計画表示期間における鋼塊の時系列の保管状態を表示する。ここで、計画表示期間において他の保温炉に移動する鋼塊については、その移動先の保温炉を表示する。
コスト情報表示部１００４は、計画表示期間における全ての保温炉１３０の燃料コスト７０４の合算値と移動コストの合算値と仕掛管理コスト７０６の合算値を表示する。
割当詳細表示部１００３は、指定された保温炉の計画表示期間における鋼塊の時系列の保管状態を表示する。ここで、計画表示期間において他の保温炉に移動する鋼塊については、その移動先の保温炉を表示する。
コスト情報表示部１００４は、計画表示期間における全ての保温炉１３０の燃料コスト７０４の合算値と移動コストの合算値と仕掛管理コスト７０６の合算値を表示する。
【0054】
上記の説明では、ひとつの保管温度で鋼塊を保温炉に保管する場合について説明したが、複数の保管温度で鋼塊を保温炉に保管する場合には、保管温度毎に、上記の鋼塊割当計画を行えばよい。
【0055】
つぎに、図１１により、鋼塊割当計画装置１０４の処理フローを説明する。
【0056】
ステップＳ１０１で、割当計画部１０８が、記憶部１０６の保温炉情報４０と鋼塊情報５０を読み込む。この処理は、鋼塊割当計画のたびに行う必要はなく、例えば仕掛在庫置場１０１に新たな保温炉１０３が新設された、あるいは保温炉１０３が故障した等の、情報に変更があったときに実行すればよい。
【0057】
ステップＳ１０２で、割当計画部１０８が、割当計画の入力情報である記憶部１０６の鋼塊の投入情報・払出情報６０を読み込む。
【0058】
ステップＳ１０３で、割当計画部１０８は、図７Ａで説明したように、投入情報・払出情報６０の各鋼塊のサイズと個数を乗じて求めて保温炉１０３を占有する負荷を生成する。
【0059】
ステップＳ１０４で、割当計画部１０８は、図７Ｂで説明したように、鋼塊の投入・払出日時を区切りに負荷を分割する。
【0060】
ステップＳ１０５で、割当計画部１０８は、鋼塊の投入・払出日時を区切りに、保温炉１０３の間の移動を含め、保温炉１０に負荷（鋼塊）を割当る全ての割当パターンを生成する。
【0061】
ステップＳ１０６で、割当計画部１０８は、割当パターン毎に、評価指標を算出する。
【0062】
ステップＳ１０７で、割当計画部１０８は、評価指標が最小の割当パターンを抽出して、保温炉１０３に鋼塊を割当る割当パターンとする。そして、これを計画情報７０に記録し、割当計画処理を終了する。
【0063】
上記では、全ての割当パターンの評価指標を算出する方法（Ｓ１０５～Ｓ１０７）を説明したが、割当計画処理の要求時間に応じて、数理計画問題の他の解法を適用してもよいし、発見的解法を適用してもよい。
【0064】
上記のようにして、鋼塊の仕掛在庫管理を行う鋼塊管理システムは、鋼塊を保管する保温炉１０３と、保温炉１０３の単位燃料コスト４０４と、鋼塊を保温炉に投入する際と鋼塊を保温炉１０３から払い出す際と鋼塊を保温炉間で移動する際の単位距離当たりの単位移動コスト５０３と、を記憶する記憶部１０６と、記憶部１０６を参照して保温炉１０３の総燃料コストと鋼塊の総移動コストとの和から成る仕掛管理コストが最小となる鋼塊の保温炉１０３への割当パターンを計画する割当計画部１０８と、を有する鋼塊割当計画装置１０４と、鋼塊割当計画装置１０４で計画した鋼塊の割当パターンに従って、鋼塊の保温炉１０３への投入、鋼塊の保温炉１０３からの払出と鋼塊の保温炉間の移動を行う搬送装置１０２と、を備え、保温炉１０３の燃料コストと鋼塊の移動コストからなるトータルの仕掛管理コストを低減することができる。
【0065】
つぎに、鋼塊の割当計画を行う際に、鋼塊の払出状態を考慮して割当計画する例について説明する。
【0066】
図１２Ａ、図１２Ｂは、２個の鋼塊ａ（鋼塊ａ１、ａ２）と２個の鋼塊ｂ（鋼塊ｂ１、ｂ２）とを保温炉１０３に保管する際の保管状態を示す図である。保温炉１０３では、炉の上下方向（紙面の上下方向）から、鋼塊の投入・払出が行われる。
【0067】
【0068】
鋼塊ｂより先に鋼塊ａを払出する場合、図１２Ａの平置状態では、鋼塊ｂ（鋼塊ｂ１、ｂ２）の退避が必要となり、移動コストが生じるため、図１２Ｂの縦積状態で、鋼塊ａ、ｂが保温炉１０３内に保管することが望ましい。以後、図１２Ａのように、払出の際に鋼塊の退避が必要な状態を、鋼塊の干渉と称する。
【0069】
詳細は後述するが、鋼塊割当計画装置１０４は、図１１の処理フローで説明した割当計画処理で求めた鋼塊の割当パターンにおいて、鋼塊の干渉をチェックする。
つぎに、鋼塊が干渉している場合の処理について説明する。
つぎに、鋼塊が干渉している場合の処理について説明する。
【0070】
図１３Ａと図１３Ｂは、図８Ａ等と同様に、保温炉１０３の負荷の状態を示す図である。
図１３Ａで、鋼塊ａが鋼塊ｂより先に払出される予定で、鋼塊ａと鋼塊ｂとで干渉が生じている（退避元の）保温炉１０３と鋼塊ｂの退避先候補の保温炉１０３の負荷の状態を示している。なお、図１３Ａと図１３Ｂでは、鋼塊の干渉状態までは図示していない。
図１３Ａで、鋼塊ａが鋼塊ｂより先に払出される予定で、鋼塊ａと鋼塊ｂとで干渉が生じている（退避元の）保温炉１０３と鋼塊ｂの退避先候補の保温炉１０３の負荷の状態を示している。なお、図１３Ａと図１３Ｂでは、鋼塊の干渉状態までは図示していない。
【0071】
鋼塊割当計画装置１０４は、退避先の保温炉１０３に鋼塊ｂのサイズに相当する空き容量があることと、退避により鋼塊の干渉が生じないこと（鋼塊同士が非干渉）と、を退避条件に、干渉している鋼塊ｂの退避先候補保温炉への退避（移動）を計画する。この退避条件により、退避先の保温炉１０３で新たに干渉状態が生じないようにする。
【0072】
図１３Ｂは、鋼塊ｂの退避後の、保温炉１０３の負荷の状態を示す図である。退避先の保温炉１０３では、鋼塊ｂの退避による干渉は生じないが、鋼塊ｃの払出により保温炉１０３を停止する計画であった場合には、鋼塊ｂの退避により保温炉１０３の停止が延長され、燃料コストが生じる。
【0073】
このように、鋼塊ｂの退避（移動）により、移動コストが生じると共に、退避先の保温炉１０３の燃料コストが増加することがあるので、計画した鋼塊の割当パターンを修正すると共に、割当計画により算出したトータルの仕掛管理コストを修正する。
なお、複数の保温炉１０３で退避条件を満たす場合には、移動コストと燃料コスト増加の和が小さい保温炉１０３を退避先に選択する。
なお、複数の保温炉１０３で退避条件を満たす場合には、移動コストと燃料コスト増加の和が小さい保温炉１０３を退避先に選択する。
【0074】
ところで、鋼塊ｂの退避にあたり、鋼塊ｂの保管温度範囲が大きい場合には、短時間であれば鋼塊ｂの温度変化が許容されるので、保温炉１０３以外の場所に一時退避するようにする。この場合には、鋼塊ａの払出後、鋼塊ｂを元の保温炉１０３に復帰（一時退避場から元の保温炉１０３に移動）すると共に、退避と復帰の往復（退避距離と復帰距離）の移動コストが生じるよう計画する。
【0075】
上記では、退避先が稼働中の保温炉１０３の場合には、鋼塊の退避により、計画した鋼塊の割当パターンと仕掛管理コストを修正することを説明したが、稼働中の保温炉１０３に、鋼塊を一時退避するようにしてもよい。
【0076】
図１４は、上記の鋼塊の干渉を考慮して鋼塊の保温炉への炉内配置計画を追加した鋼塊割当計画装置１０４の構成を示す図である。
鋼塊割当計画装置１０４は、割当計画部１０８が、図１１で説明した仕掛管理コストが最小となる鋼塊の保温炉の割当パターンを計画する割当保温炉計画機能７１と、鋼塊の払出順序を考慮して鋼塊の保温炉内の配置を計画する炉内配置計画機能７２とを有し、記憶部１０６が、鋼塊の退避先の候補を示す退避先情報８０を有することが、図１の鋼塊割当計画装置１０４と異なる。
鋼塊割当計画装置１０４は、割当計画部１０８が、図１１で説明した仕掛管理コストが最小となる鋼塊の保温炉の割当パターンを計画する割当保温炉計画機能７１と、鋼塊の払出順序を考慮して鋼塊の保温炉内の配置を計画する炉内配置計画機能７２とを有し、記憶部１０６が、鋼塊の退避先の候補を示す退避先情報８０を有することが、図１の鋼塊割当計画装置１０４と異なる。
【0077】
また、保温炉情報４０は、図１５に示すように、図４で説明した保温炉情報４０に、保温炉１０３の容積を直方体と見做した、Ｘ方向の長さ４０５１とＹ方向の長さ４０５２とＺ方向の長さ４０５３とから成る保温炉１０３の内部の容量情報４０５を保温炉名４０１で識別される保温炉１０３毎に追加して構成する。
【0078】
さらに、鋼塊情報５０は、図１６に示すように、図５で説明した鋼塊情報５０に、鋼塊を直方体と見做した、Ｘ方向の長さ５０４１とＹ方向の長さ５０４２とＺ方向の長さ５０４３とから成る鋼塊の体積情報５０４を鋼塊名５０１で識別される鋼塊毎に追加して構成する。
【0079】
割当計画部１０８は、保温炉１０３の容量情報４０５と鋼塊の体積情報５０４とにより、保温炉１０３における鋼塊の割当位置を計画する。
【0080】
図１７は、記憶部１０６に記憶され、保温炉１０３から鋼塊を一時退避（移動）する際の退避先候補の一覧を示す退避先情報８０の構成図である。
【0081】
退避先情報８０の退避先８０１は、退避先を識別する名称を示す。退避先は、退避する鋼塊分の空き容量を有する保温炉１０３、または保温炉以外の一時退避場所である。なお、一時退避場所として、未稼働の保温炉１０３を使用してもよい。
【0082】
位置情報８０２は、退避先８０１で特定される退避先の、仕掛在庫置場１０１における座標位置を示す情報である。
【0083】
退避可否情報８０３は、退避先８０１で特定される退避先に、退避が可能または不可能であるかを判定する情報である。詳細には、退避先８０１が保温炉以外の場所の場合には、使用中／未使用の退避可否の２値の情報である。退避先８０１が保温炉１０３の場合には、鋼塊の保温炉割当計画により生じる保温炉１０３の空き容量の情報である。詳細には、計画期間に応じた空き容量の情報、または、計画期間における最小の空き容量の情報である。退避先の使用状況の変更に応じて更新することで、任意の時刻において退避先が使用可能であるかを取得できる。
【0084】
割当計画部１０８は、詳細は後述するが、保温炉１０３の鋼塊を退避する際に、退避可否情報８０３を参照して鋼塊を退避可能か否かを判定して退避先８０１を退避先候補とし、保温炉情報４０（図１５参照）の設置位置４０２と位置情報８０２から鋼塊の移動距離を算出し、鋼塊情報５０（図１６参照）の単位移動コスト５０３を乗じて、退避及び復帰の移動コストを求める。
【0085】
つぎに、図１８により、鋼塊割当計画装置１０４の処理フローを説明する。
【0086】
ステップＳ２０１で、割当計画部１０８は、図１１で説明した割当保温炉計画機能７１により鋼塊の保温炉１０３への割当を計画する。
【0087】
ステップＳ２０２で、割当計画部１０８は、保温炉１０３における鋼塊の炉内配置を計画するために、保温炉情報４０（図１５参照）の容量情報４０５と、鋼塊情報５０（図１６参照）の体積情報５０４と、退避先情報８０（図１７参照）の追加情報を読み込む。
【0088】
ステップＳ２０３で、割当計画部１０８は、保温炉１０３毎に、ステップＳ２０４からＳ２０７の炉内配置計画機能７２の処理を繰り返す。
【0089】
ステップＳ２０４で、炉内配置計画機能７２は、割当保温炉計画機能７１の計画結果である計画情報７０（図９参照）から、鋼塊の配置計画を行う保温炉１０３の鋼塊の計画期間における割当パターンを読み込む。つまり、鋼塊の配置計画を行う保温炉１０３に保管される鋼塊とそれらの鋼塊の投入日時と払出日時を取得する。
【0090】
ステップＳ２０５で、炉内配置計画機能７２は、ステップＳ２０２で読み込んだ、保温炉情報４０の容量情報４０５と鋼塊情報５０の体積情報５０４とを参照し、鋼塊の干渉が少なくなるように、割当パターンに従って保温炉１０３に保管する鋼塊の立体的な配置を計画する。
鋼塊の配置計画は、考えられる全ての配置パターンを全て求め、干渉の数を指標に配置を求めることで実現してもよいし、発見的手法などの公知のアルゴリズムにより実現してもよい。
鋼塊の配置計画は、考えられる全ての配置パターンを全て求め、干渉の数を指標に配置を求めることで実現してもよいし、発見的手法などの公知のアルゴリズムにより実現してもよい。
【0091】
ステップＳ２０６で、炉内配置計画機能７２は、ステップＳ２０５で、鋼塊の干渉しない配置を計画できたか否かを判定する。干渉しない配置を計画できた場合（Ｓ２０６のＹｅｓ）には、ステップＳ２０８に移り、次の保温炉１０３の鋼塊の炉内配置計画を行う。
【0092】
ステップＳ２０６で計画した配置に干渉が含まれる場合（Ｓ２０６のＮｏ）には、ステップＳ２０７で、炉内配置計画機能７２は、詳細を後述する干渉する鋼塊の退避先を計画する。
【0093】
ステップＳ２０８で、炉内配置計画機能７２は、全て保温炉の鋼塊の炉内配置計画が終了するまで、ステップＳ２０４からＳ２０７を繰り返して、処理を終了する。
【0094】
【0095】
ステップＳ２１０で、炉内配置計画機能７２は、図１７で説明した退避先情報８０を読み込み、退避可否情報８０３を参照して、干渉する鋼塊が退避可能な退避先候補を取得する。詳しくは、退避先８０１が保温炉以外の場所であれば、退避可否情報８０３が未使用の場合に退避先候補とする。また、退避先８０１が保温炉１０３であれば、干渉する鋼塊による負荷が空き容量以下の場合に退避先候補とする。
【0096】
ステップＳ２１１で、炉内配置計画機能７２は、退避先候補毎に、ステップＳ２１２からＳ２１９の処理を繰り返し、退避先候補毎の鋼塊を退避した際の移動コストと燃料コストの和を退避コストとして算出する。
【0097】
ステップＳ２１２で、炉内配置計画機能７２は、退避先候補（以下、退避先と記すことがある）が、鋼塊を退避可能な保温炉１０３であるか否かを判定し、保温炉１０３であれば（Ｓ２１１のＹｅｓ）、ステップＳ２１５に進む。退避先が、保温炉１０３でない場合、つまり、保温炉１０３でない場所の場合には、ステップＳ２１３に進む。
【0098】
ステップＳ２１３で、炉内配置計画機能７２は、鋼塊の退避のために退避先まで鋼塊を移動する距離を算出する。この際の距離は、保温炉情報４０（図１５参照）の設置位置４０２と退避先情報８０の位置情報８０２とから算出する。
【0099】
ステップＳ２１４で、炉内配置計画機能７２は、ステップＳ２１３で算出した退避先までの距離と、鋼塊情報５０（図１６参照）の単位移動コスト５０３とから、鋼塊の退避のための移動コストを求め退避コストとして算出し、ステップＳ２２０に進む。この際に求める移動コストは、干渉している鋼塊の払出の後に、退避した鋼塊を退避先から退避前の保温炉１０３に戻すため、退避先までの距離の２倍の距離に相当する退避距離＋復帰距離の移動コスト（退避コスト）が生じる。
【0100】
ステップＳ２１５で、炉内配置計画機能７２は、鋼塊を退避した際に退避先の保温炉１０３に干渉が生じるか否かを判定する。換言すれば、退避する鋼塊を、干渉が生じないように退避先の保温炉１０３に配置できるか否かを判定する。
【0101】
ステップＳ２１５で、干渉が生じる場合（Ｓ２１５のＹｅｓ）には、鋼塊を退避できないので、ステップＳ２２０に進み、次の退避先候補の処理を行う。
ステップＳ２１５で、干渉が生じない場合（Ｓ２１５のＮｏ）には、ステップＳ２１６に進み、鋼塊を退避先に移動して、鋼塊の割当パターンを変更する。
ステップＳ２１５で、干渉が生じない場合（Ｓ２１５のＮｏ）には、ステップＳ２１６に進み、鋼塊を退避先に移動して、鋼塊の割当パターンを変更する。
【0102】
ステップＳ２１６で、炉内配置計画機能７２は、鋼塊の退避のために退避先まで鋼塊を移動する距離を算出する。この際の距離は、保温炉情報４０（図１５参照）の設置位置４０２と退避先情報８０の位置情報８０２とから算出する。
【0103】
ステップＳ２１７で、炉内配置計画機能７２は、ステップＳ２１３で算出した退避先までの距離と鋼塊情報５０（図１６参照）の単位移動コスト５０３とから、鋼塊の移動コストを求め退避コストとして算出する。
【0104】
ステップＳ２１８で、炉内配置計画機能７２は、退避先の保温炉１０３の燃料コストの増分を算出する。これは、図１３Ｂで説明したように、鋼塊の移動による保温炉１０３の運転延長に伴う費用であり、他に鋼塊を保管していて保温炉１０３を連続運転する場合には、発生しない。
【0105】
ステップＳ２１９で、炉内配置計画機能７２は、ステップＳ２１７で算出した移動コストと、ステップＳ２１８で算出した燃料コスト増分との和を退避コストとして算出し、ステップＳ２２０に進む。
【0106】
ステップＳ２２０で、炉内配置計画機能７２は、全て退避先候補の鋼塊の退避コストの算出が終了するまで、ステップＳ２１２からＳ１９を繰り返して、ステップＳ２２１に進む。
【0107】
ステップＳ２２１で、炉内配置計画機能７２は、退避先毎に求めた退避コストから退避コストが最小の退避先を抽出して、鋼塊の退避先とし、干渉する鋼塊の退避先を計画の処理を終了する。
【0108】
図２０は、割当計画部１０８が、評価指標Ｆに基づいて求めた鋼塊の投入・払出日時で変わる割当パターンの計画（割当保温炉計画機能７１）と、退避コストが最小となる鋼塊の保温炉内の配置の計画（炉内配置計画機能７２）との計画結果である計画情報７０の構成の一例を示す図である。
【0109】
図２０の計画情報７０は、図９の計画情報７０に対して、割当鋼塊の炉内配置位置７０７と割当鋼塊に発生する退避コスト７０８が追加されて構成され、仕掛管理コスト７０６には、燃料コスト７０４と移動コスト７０５と退避コスト７０８の和が設定される。
なお、図１９で説明した鋼塊の割当パターンを変更して退避を行うようにした場合には、移動先に応じて計画情報７０を更新する。
なお、図１９で説明した鋼塊の割当パターンを変更して退避を行うようにした場合には、移動先に応じて計画情報７０を更新する。
【0110】
図２１は、保温炉内の鋼塊配置表示画面の一例を示す図である。計画結果表示部１０９が、計画情報７０の割当鋼塊７０３と炉内配置位置７０７を参照して、例えば、2020/1/1～2020/1/3の保温炉Ａ内の鋼塊の鋼塊配置表示画面２００１を表示して、鋼塊の配置状状態を可視化する。
【0111】
上記の鋼塊割当計画装置１０４によれば、鋼塊の払出の際に炉内の他の鋼塊の退避が少なくなるように炉内配置を計画するので、鋼塊の干渉による退避コストを低減でき、トータルの仕掛管理コストを低減することができる。
【0112】
上記の鋼塊割当計画装置１０４では、割当保温炉計画機能７１により鋼塊の保温炉１０３への割当の計画した後に、炉内配置計画機能７２により保温炉１０３の鋼塊の配置計画を行うことを説明した。しかし、２段階の計画を行わずに、割当計画部１０８が、投入情報・払出情報６０（図６参照）を入力情報として、図１５の保温炉情報４０と図１６の鋼塊情報５０と図１７の退避先情報８０とを参照し、鋼塊の移動コストと退避コストと保温炉１０３の燃料コストの重み付き線形和で示される評価指標が最小となる鋼塊の保温炉１０３への割当パターンと保温炉１０３における配置位置を数理計画法により求めるようにしてもよい。
【0113】
図８Ｂで、全ての鋼塊を移動した炉Ａを稼働停止し、保温炉１０３の燃料コストを低減することを説明したが、稼働停止した保温炉１０３を再立ち上げする場合には、保温炉１０３の温度維持のための燃料コストより大きな燃料コスト（立ち上げコスト）が必要となる。このため、割当計画部１０８は、保温炉１０３の稼働中断期間に相当する燃料コストの和と、再稼働に伴う加熱コスト（立ち上げコスト）を比較して、保温炉１０３の稼働中断、再稼働を計画する。
【0114】
また、割当計画部１０８は、稼働中断した保温炉１０３を、別の保管温度の鋼塊の保温炉１０３に転用することもできるが、この際にも、再加熱コスト（立ち上げコスト）、または保管温度を下げるための冷却コスト（立ち下げコスト）を考慮して、転用の可否を計画する。
【0115】
詳しくは、割当計画部１０８は、燃料コストの削減量が再加熱コストより大きい場合に、再稼働または転用を行うことを制約条件として、鋼塊の割当パターンと配置位置を計画する。
【0116】
他に、鋼塊割当計画装置１０４は、割当計画部１０８における鋼塊の割当パターンと配置位置の計画に係り、仕掛在庫置場１０１の作業者のスケジュールや、搬送装置１０２や保温炉１０３の設備の保守スケジュールを計画の制約条件としてもよい。
【0117】
詳しくは、割当計画部１０８は、計画期間中の作業者の人員数情報を参照し、鋼塊の投入・払出と鋼塊の保温炉１０３間の移動作業の実施タイミングで、作業数が人員数を超えないことを制約条件として、鋼塊の割当パターンと配置位置を計画する。
【0118】
また、割当計画部１０８は、計画期間中の搬送装置１０２や保温炉１０３の設備の保守スケジュールを参照し、保温炉１０３の保守日時に鋼塊が保管されていないことを制約条件とする。さらに、鋼塊の投入、払出、移動の単位時間当りの回数または搬送量が、搬送装置１０２の搬送能力の超えないことを制約条件として、鋼塊の割当パターンと配置位置を計画する。
【0119】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【0120】
４０ 保温炉情報
５０ 鋼塊情報
６０ 投入情報・払出情報
７０ 計画情報
７１ 割当保温炉計画機能
７２ 炉内配置計画機能
８０ 退避先情報
１０１ 仕掛在庫置場
１０２ 搬送装置
１０３ 保温炉
１０４ 鋼塊割当計画装置
１０６ 記憶部
１０８ 割当計画部
１０９ 計画結果表示部
１１０ 作業実績収集装置
１１１ 作業指示装置
１１２ ネットワーク
５０ 鋼塊情報
６０ 投入情報・払出情報
７０ 計画情報
７１ 割当保温炉計画機能
７２ 炉内配置計画機能
８０ 退避先情報
１０１ 仕掛在庫置場
１０２ 搬送装置
１０３ 保温炉
１０４ 鋼塊割当計画装置
１０６ 記憶部
１０８ 割当計画部
１０９ 計画結果表示部
１１０ 作業実績収集装置
１１１ 作業指示装置
１１２ ネットワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
