(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】
(24)【登録日】2022-12-12
(45)【発行日】2022-12-20
(54)【発明の名称】配船計画作成装置、方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G06Q 10/08 20120101AFI20221213BHJP
G06Q 50/30 20120101ALI20221213BHJP
B65G 61/00 20060101ALI20221213BHJP
【ＦＩ】
G06Q10/08
G06Q50/30
B65G61/00 542
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018133875
(22)【出願日】2018-07-17
(65)【公開番号】P2020013238
(43)【公開日】2020-01-23
【審査請求日】2021-03-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090273
【弁理士】
【氏名又は名称】國分 孝悦
(72)【発明者】
【氏名】川上 孝介
(72)【発明者】
【氏名】宮▲崎▼ 智哉
(72)【発明者】
【氏名】小林 敬和
(72)【発明者】
【氏名】河村 俊輔
(72)【発明者】
【氏名】福田 美和
【審査官】上田 威
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１６２７５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１２９５１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５０４２５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０１７１７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｑ １０／００ － ９９／００
Ｂ６５Ｇ ６１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する配船計画作成装置であって、スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する積港配船計画作成手段と、
前記積港配船計画作成手段で作成した積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する未手当船の配船計画作成手段と、
前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する連航船置き換え手段とを備えたことを特徴とする配船計画作成装置。
【請求項2】
前記連航船置き換え手段で作成した配船計画に対して調整を行う調整手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の配船計画作成装置。
【請求項3】
前記積港配船計画作成手段は、標準船型を与えて均等引き取り均等タイミングの積港配船計画を作成することを特徴とする請求項１又は２に記載の配船計画作成装置。
【請求項4】
前記未手当船の配船計画作成手段は、積港配船を固定した状態で配船計画を作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配船計画作成装置。
【請求項5】
前記連航船置き換え手段は、前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画と、連航船動静情報とに基づいて、連航船の積港ＥＴＡと未手当船の積港ＥＴＡとの差、及び、連航船の最大積載量に基づいて、連航船に置き換え可能な未手当船を抽出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配船計画作成装置。
【請求項6】
前記積港配船計画作成手段で使用する前提条件及び作成した積港配船計画、前記未手当船の配船計画作成手段で使用する前提条件及び作成した配船計画、並びに前記連航船置き換え手段で使用する前提条件及び作成した配船計画のうちの少なくともいずれかに対して人手による修正を可能とする構成にしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配船計画作成装置。
【請求項7】
対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する、コンピュータが実行する配船計画作成方法であって、スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する手順と、
前記積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する手順と、
前記未手当船ベースの配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する手順とを有することを特徴とする配船計画作成方法。
【請求項8】
対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成するためのプログラムであって、スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する積港配船計画作成手段と、
前記積港配船計画作成手段で作成した積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する未手当船の配船計画作成手段と、
前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する連航船置き換え手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成するのに好適な配船計画作成装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
鉄鋼をはじめとする多くの製造業では、生産に必要な原材料を、世界各地の積港から国内の生産拠点等の揚港に船舶で輸送する。船舶による輸送計画となる配船計画では、積港及び揚港において船舶が港に到着するタイミングを平準化することが要求される。例えば、石炭や鉱石等の原材料を輸送する鉄鋼業では、特定の積港において、月内、期中で引き取り可能な原料の総量が決まっている。このため、積港において船舶が港に到着するタイミングが特定の時期に集中すると、積港での原材料が不足し、荷積みができない状況が発生する。また、揚港において船舶が港に到着するタイミングが特定の時期に集中すると、複数船舶が同時に荷揚げできず、船舶が洋上で待たなければならない状況（洋上滞船）が発生する。
【0003】
船舶が港に到着するタイミングを平準化するためには、船舶の傭船契約形態に応じて、船舶を適切に傭船することが重要である。傭船契約形態には、主に連続航海用船契約、スポット契約、数量運送契約（ＣＯＡ：Contract of Affreightment）が存在する。連続航海用船契約では、使用船舶を特定するが、スポット契約やＣＯＡでは使用船舶を特定しない。連続航海用船契約で契約した船舶（本願においては連航船と呼ぶ）は、前航海の状況に応じて次航海のタイミングが束縛されるが、スポット契約、ＣＯＡで契約した船舶（本願においては未手当船と呼ぶ）は、配船するタイミングに自由度がある。したがって、連航船及び未手当船を上手く組み合わせて配船することが、積港及び揚港において船舶が港に到着するタイミングを平準化した配船計画を作成するために重要といえる。
【0004】
特許文献１には、複数銘柄の原材料を複数の積港から複数の揚港に輸送する配船計画を作成するに際して、数理計画法により最適化問題によるマクロ最適化と、船舶運航状況の推移のシミュレーションとを用いることで、連続航海船、不定期船、スポット船の傭船も含めて輸送費用をミニマム化する配船計画作成手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】国際公開第２０１０／０４１４３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１の配船計画作成手法では、連航船に相当する連続航海船の動静を決めた後に、事前に配置された未手当船に相当するスポット船を傭船するか否かを決定している。このため、事前に配置した未手当船の動静によっては、積港及び揚港において船舶が港に到着するタイミングを平準化できなくなり、積港で荷積みできなかったり、揚港で洋上滞船が発生したりする事態を招くおそれがある。
【0007】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、積港及び揚港において船舶が港に到着するタイミングを平準化した配船計画を作成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］ 対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する配船計画作成装置であって、
スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する積港配船計画作成手段と、
前記積港配船計画作成手段で作成した積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する未手当船の配船計画作成手段と、
前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する連航船置き換え手段とを備えたことを特徴とする配船計画作成装置。
［２］ 前記連航船置き換え手段で作成した配船計画に対して調整を行う調整手段を更に備えたことを特徴とする［１］に記載の配船計画作成装置。
［３］ 前記積港配船計画作成手段は、標準船型を与えて均等引き取り均等タイミングの積港配船計画を作成することを特徴とする［１］又は［２］に記載の配船計画作成装置。
［４］ 前記未手当船の配船計画作成手段は、積港配船を固定した状態で配船計画を作成することを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の配船計画作成装置。
［５］ 前記連航船置き換え手段は、前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画と、連航船動静情報とに基づいて、連航船の積港ＥＴＡと未手当船の積港ＥＴＡとの差、及び、連航船の最大積載量に基づいて、連航船に置き換え可能な未手当船を抽出することを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の配船計画作成装置。
［６］ 前記積港配船計画作成手段で使用する前提条件及び作成した積港配船計画、前記未手当船の配船計画作成手段で使用する前提条件及び作成した配船計画、並びに前記連航船置き換え手段で使用する前提条件及び作成した配船計画のうちの少なくともいずれかに対して人手による修正を可能とする構成にしたことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の配船計画作成装置。
［７］ 対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する、コンピュータが実行する配船計画作成方法であって、
スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する手順と、
前記積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する手順と、
前記未手当船ベースの配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する手順とを有することを特徴とする配船計画作成方法。
［８］ 対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成するためのプログラムであって、
スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する積港配船計画作成手段と、
前記積港配船計画作成手段で作成した積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する未手当船の配船計画作成手段と、
前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する連航船置き換え手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
［１］ 対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する配船計画作成装置であって、
スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する積港配船計画作成手段と、
前記積港配船計画作成手段で作成した積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する未手当船の配船計画作成手段と、
前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する連航船置き換え手段とを備えたことを特徴とする配船計画作成装置。
［２］ 前記連航船置き換え手段で作成した配船計画に対して調整を行う調整手段を更に備えたことを特徴とする［１］に記載の配船計画作成装置。
［３］ 前記積港配船計画作成手段は、標準船型を与えて均等引き取り均等タイミングの積港配船計画を作成することを特徴とする［１］又は［２］に記載の配船計画作成装置。
［４］ 前記未手当船の配船計画作成手段は、積港配船を固定した状態で配船計画を作成することを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の配船計画作成装置。
［５］ 前記連航船置き換え手段は、前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画と、連航船動静情報とに基づいて、連航船の積港ＥＴＡと未手当船の積港ＥＴＡとの差、及び、連航船の最大積載量に基づいて、連航船に置き換え可能な未手当船を抽出することを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の配船計画作成装置。
［６］ 前記積港配船計画作成手段で使用する前提条件及び作成した積港配船計画、前記未手当船の配船計画作成手段で使用する前提条件及び作成した配船計画、並びに前記連航船置き換え手段で使用する前提条件及び作成した配船計画のうちの少なくともいずれかに対して人手による修正を可能とする構成にしたことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の配船計画作成装置。
［７］ 対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する、コンピュータが実行する配船計画作成方法であって、
スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する手順と、
前記積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する手順と、
前記未手当船ベースの配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する手順とを有することを特徴とする配船計画作成方法。
［８］ 対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成するためのプログラムであって、
スポット契約又は数量運送契約で契約した船舶である未手当船を対象として、立案対象期間における前記対象物の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する積港配船計画作成手段と、
前記積港配船計画作成手段で作成した積港配船計画に基づいて、揚港での制約を制約条件として、輸送費用を最小化する未手当船ベースの配船計画を作成する未手当船の配船計画作成手段と、
前記未手当船の配船計画作成手段で作成した配船計画に基づいて、連続航海用船契約で契約した船舶である連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する連航船置き換え手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、平準化を志向した未手当船の配船計画に対して、なるべく動静を変えないように連航船を置き換えることにより、積港及び揚港において船舶が港に到着するタイミングを平準化した配船計画を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係る配船計画作成装置を含むシステムの構成を示す図である。
【図2】積港配船計画を作成した結果を示す図である。
【図3】積港配船計画を作成した結果を示す図である。
【図4】未手当船ベースの配船計画を作成した結果を示す図である。
【図5】未手当船ベースの積港配船計画を作成した結果を示す図である。
【図6】未手当船ベースの配船計画から得られる在庫推移を示す図である。
【図7】連航船置き換え部による連航船の置き換え処理の例を示すフローチャートである。
【図8】連航船を置き換えて配船計画を作成した結果を示す図である。
【図9】配船計画から得られる在庫推移を示す図である。
【図10】本発明を適用した実施形態の配船計画作成手法により配船計画を作成した結果を示す図である。
【図11】従来の配船計画作成手法により配船計画を作成した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、鉄鋼業を例として、世界中に点在する山元から製鉄所に、鉱石や石炭等の原材料を船舶で輸送する場合の配船計画の作成を説明する。
図１は、本実施形態に係る配船計画作成装置１００を含むシステムの構成を示す図である。
配船計画作成装置１００は、複数種（複数銘柄）の原材料を複数の積港から複数の揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する。
データベース２００は、配船計画作成装置１００で配船計画を作成するのに必要な情報を格納したり、配船計画作成装置１００で作成した配船計画等の情報を格納したりする。
上位コンピュータ３００は、ビジネスコンピュータ等と称され、データベース２００に格納された情報を参照したり、データベース２００に情報を格納、更新したりする。
本実施形態では、鉄鋼業を例として、世界中に点在する山元から製鉄所に、鉱石や石炭等の原材料を船舶で輸送する場合の配船計画の作成を説明する。
図１は、本実施形態に係る配船計画作成装置１００を含むシステムの構成を示す図である。
配船計画作成装置１００は、複数種（複数銘柄）の原材料を複数の積港から複数の揚港に船舶で輸送する配船計画を作成する。
データベース２００は、配船計画作成装置１００で配船計画を作成するのに必要な情報を格納したり、配船計画作成装置１００で作成した配船計画等の情報を格納したりする。
上位コンピュータ３００は、ビジネスコンピュータ等と称され、データベース２００に格納された情報を参照したり、データベース２００に情報を格納、更新したりする。
【0012】
配船計画作成装置１００は、積港配船計画作成部１０１、未手当船の配船計画作成部１０２、連航船置き換え部１０３、調整部１０４、修正部１０５を備える。配船計画作成装置１００は、以下に詳述するが、データベース２００から配船計画を作成するのに必要な情報を取り込み、積港配船計画作成部１０１での処理、未手当船の配船計画作成部１０２での処理、連航船置き換え部１０３での処理、調整部１０４での処理の４段階に分けて、配船計画を作成する。また、修正部１０５を介して人手によって各段階で使用する前提条件及び作成した配船計画の修正が可能となっており、オペレータの意図を反映させることができる。
【0013】
以下、配船計画作成装置１００による配船計画の作成方法を詳細に説明する。本実施形態では、配船計画の立案対象期間を２０１７年４月１日～２０１７年７月１日の３ヶ月とした例で説明する。
積港配船計画作成部１０１は、未手当船を対象として、立案対象期間における原材料の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する。具体的には、未手当船が積港に到着するタイミングと、未手当船が積載する原材料の種類及び荷積み量を決定する。
積港配船計画作成部１０１は、未手当船を対象として、立案対象期間における原材料の引き取り量に基づいて、積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画を作成する。具体的には、未手当船が積港に到着するタイミングと、未手当船が積載する原材料の種類及び荷積み量を決定する。
【0014】
積港配船計画作成部１０１は、データベース２００から、引き取り量情報、標準船型情報を取り込む。
表１は、引き取り量情報の例であり、積港別、銘柄別の立案対象期間における引き取り量［トン］を表す。例えば積港Ａの銘柄１についていえば、立案対象期間において９２０，０００［トン］引き取るような積港配船計画を作成する必要がある。
表１は、引き取り量情報の例であり、積港別、銘柄別の立案対象期間における引き取り量［トン］を表す。例えば積港Ａの銘柄１についていえば、立案対象期間において９２０，０００［トン］引き取るような積港配船計画を作成する必要がある。
【0015】
【表1】
【0016】
表２は、標準船型情報の例であり、積港別に未手当船名、標準船型［千トン］、引き取り開始日を表す。未手当船名は、積港に配船される標準的な船舶の名前を表し、未手当船名毎に船舶のスペックが与えられる。標準船型は、積港に到着する船舶の標準的な船型を表す。この標準船型は、過去実績から、その積港での荷積み量の平均値等を与えればよい。引き取り開始日は、未手当船を積港に配船開始する日時を表す。
【0017】
【表2】
【0018】
積港配船計画作成部１０１は、船舶が積港に到着するタイミングを平準化し、かつ、期中の引き取り量が、引き取り量情報に設定された量に近づくように、未手当船を積港に配船するタイミングを決定する。例えば積港Ａでは、銘柄１の合計引き取り量が９２０，０００［トン］、標準船型が１００，０００［トン］で与えられており、９．２隻の船舶が必要となる。立案対象期間は３ヶ月で９２日になるので、引き取り開始日である４月１日から、１０日おきに等間隔に配船することによって平準化した積港配船計画を作成することができる。このように標準船型を与えて、均等引き取り均等タイミングの積港配船計画を作成する。
【0019】
図２、図３に、積港Ａに対して積港配船計画を作成した結果を示す。図２は、日付と荷積み量との関係を表す。図３は、傭船コード、航海Ｎｏ、積揚区分、港名、ＥＴＡ（港への到着日時）、ＥＴＢ（バースへの到着日時）、ＥＴＤ（港からの出港日時）、積揚量［トン］を表す。未手当船は、同じ船舶であったとしても未手当船としては異なるものとしてカウントされ、航海Ｎｏは「１」になる。図２、図３に示すように、未手当船が積港に到着するタイミングを平準化した積港配船計画が作成される。なお、配船対象の船が港に到着した時に、バースに他の船が停泊していて使用できない場合には、洋上で待つ必要があるため、ＥＴＡとＥＴＢに差が発生する。図３に示す例では、他に船を想定していないので、ＥＴＡとＥＴＢがすべて同一である例が示されている。
【0020】
積港配船計画作成部１０１で作成した積港配船計画に対して、修正部１０５で、その前提条件や結果を修正してもよい。
なお、積港配船計画の作成方法は、本実施形態で説明したものに限られるものではない。例えば銘柄や与えたい標準船型が複数存在する場合は、銘柄の積み方や標準船型のパターンを予め定義し、パターンに基づいて、均等配船となるように積港配船計画を作成してもよい。表３は、銘柄の積み方（銘柄の組み合わせ及び各銘柄の荷積み量［トン］）にパターンを与える例を表す。表３に示すように荷積み量のパターンを複数指定した後に、特定の積港で荷積みされる銘柄の総量が、契約数量と一致するように、各パターンの使用回数を決定すればよい。
なお、積港配船計画の作成方法は、本実施形態で説明したものに限られるものではない。例えば銘柄や与えたい標準船型が複数存在する場合は、銘柄の積み方や標準船型のパターンを予め定義し、パターンに基づいて、均等配船となるように積港配船計画を作成してもよい。表３は、銘柄の積み方（銘柄の組み合わせ及び各銘柄の荷積み量［トン］）にパターンを与える例を表す。表３に示すように荷積み量のパターンを複数指定した後に、特定の積港で荷積みされる銘柄の総量が、契約数量と一致するように、各パターンの使用回数を決定すればよい。
【0021】
【表3】
【0022】
未手当船の配船計画作成部１０２は、積港配船計画作成部１０１で作成した積港配船計画に基づいて、立案対象期間において、輸送費用の最小化及び揚港での制約を遵守する、未手当船ベースの配船計画を作成する。本実施形態では、揚港での制約として、揚港での在庫量を一定量以上に保つ制約を遵守する。
【0023】
未手当船の配船計画作成部１０２は、データベース２００から、原材料の使用予定量情報、原材料の在庫量情報、船舶の輸送費用情報等を取り込む。
表４は、原材料の使用予定量情報の例であり、日別、揚港別、銘柄別に使用量［トン］を表す。
表４は、原材料の使用予定量情報の例であり、日別、揚港別、銘柄別に使用量［トン］を表す。
【0024】
【表4】
【0025】
表５は、原材料の在庫量情報の例であり、揚港別、銘柄別に立案対象期間の前日の在庫量［トン］を表す。本実施形態では、立案対象期間の前日である２０１７年３月３１日の在庫量が与えられる。
【0026】
【表5】
【0027】
表６は、船舶の輸送費用情報の例であり、船舶と寄港ルートに応じた輸送費用を表す。
【0028】
【表6】
【0029】
未手当船の配船計画作成部１０２は、具体的には、未手当船に対する揚港、荷揚げ量、寄港順、入出港タイミングを決定して、揚港での在庫制約を守り、輸送費用を最小化する配船計画を作成する。輸送費用の最小化は、表６に示す船舶の輸送費用情報を用いて、最も輸送費用が安くなるルートの組み合わせを選択する。例えば表６に示すように積港Ａを出た船舶の中で輸送費用［ドル／トン］が比較的安くなる航海ルートは、揚港Ｘ又は揚港Ｙに直接向かうルートである。一航海で二港以上寄港すると、輸送費用が高くなるので、できる限り揚港に寄港する回数を減らす配船計画を作成することが望ましい。配船計画の作成には、例えば特許文献１に記載の手法を用いることができる。この場合に、特許文献１では積港、揚港同時に最適化しているが、積港配船を固定した状態で最適化すればよい。具体的には、積港寄港先及び荷揚げ量を固定して、揚港寄港先及び荷揚げ量を決定変数とし、積揚量製鉄所別の在庫下限制約、船舶や港湾の運行制約を制約条件とし、フレート、滞船料の最小化を目的関数とした混合整数計画問題を構築し、一般的なソルバー等を用いて最適化すればよい。積港配船を固定化することで、配船計画作成時のパターン列挙数が減少するので、計算時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0030】
図４、図５に、積港Ａに対して配船計画を作成した結果を示す。図４は、各未手当船の動静を表す。図５は、傭船コード、航海Ｎｏ、積揚区分、港名、ＥＴＡ、ＥＴＢ、ＥＴＤ、積揚量［トン］を表す。図４、図５に示すように、与えられた積港配船計画に基づいて、未手当船ベースの配船計画が作成される。なお、図４、図５では揚港Ｘのみが未手当船の寄港先として選ばれているが、これは揚港Ｙ等他の港へ向かうルートが選択されなかった一例である。目的関数や、制約条件の設定によっては揚港Ｘ以外の港が寄港先として選ばれるパターンも存在する。
また、図６に、図５に示す配船計画から得られる在庫推移を示す。図６に示すように、在庫切れが起こらない配船計画が得られていることがわかる。
また、図６に、図５に示す配船計画から得られる在庫推移を示す。図６に示すように、在庫切れが起こらない配船計画が得られていることがわかる。
【0031】
未手当船の配船計画作成部１０２で作成した配船計画に対して、修正部１０５で、その前提条件や結果を修正してもよい。また、未手当船の配船計画作成部１０２で作成した配船計画に基づいて、積港配船計画作成部１０１で作成した積港配船計画の前提条件や結果を修正し、再度積港配船計画から、未手当船ベースの配船計画を作成し直してもよい。
【0032】
連航船置き換え部１０３は、未手当船の配船計画作成部１０２で作成した配船計画に基づいて、連航船が積港に到着する日時の情報を用いて連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換えることにより、配船計画を作成する。
図７は、連航船置き換え部１０３による連航船の置き換え処理の例を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１で、連航船置き換え部１０３は、未手当船の配船計画作成部１０２で作成した配船計画を読み込む。
ステップＳ３０２で、連航船置き換え部１０３は、データベース２００から、連航船動静情報を読み込む。
表７は、連航船動静情報の例であり、既に立案されている輸送計画における連航船が最後に立ち寄る揚港（最終揚港）と、その揚港ＥＴＤ、最大積載量［トン］を表す。
図７は、連航船置き換え部１０３による連航船の置き換え処理の例を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１で、連航船置き換え部１０３は、未手当船の配船計画作成部１０２で作成した配船計画を読み込む。
ステップＳ３０２で、連航船置き換え部１０３は、データベース２００から、連航船動静情報を読み込む。
表７は、連航船動静情報の例であり、既に立案されている輸送計画における連航船が最後に立ち寄る揚港（最終揚港）と、その揚港ＥＴＤ、最大積載量［トン］を表す。
【0033】
【表7】
【0034】
ステップＳ３０３で、連航船置き換え部１０３は、未手当船の配船計画作成部１０２で作成した配船計画に基づいて、連航船に置き換え可能な未手当船を抽出し、当該未手当船に連航船を置き換える。
この場合に、連航船の積港ＥＴＡと未手当船の積港ＥＴＡとの差、及び、連航船の最大積載量に基づいて、連航船に置き換え可能な未手当船を抽出する。
具体的には、次の（１）、（２）、（３）の手順を踏む。
（１）連航船が未手当船の積港に到着する日時（連航船の積港ＥＴＡ）を計算する。
（２）連航船の積港ＥＴＡが、未手当船の積港ＥＴＡ±５日に収まっているか否かを判定する
（３）連航船の最大積載量が、未手当船の荷積み量±５０,０００［トン］以内に収まっているか否かを判定する。
これら（２）及び（３）の条件が成立する連航船及び未手当船の組み合わせを、置き換え可能な組み合わせとして抽出する。
そして、置き換え可能な連航船及び未手当船の組み合わせに対して、混合整数計画法等を用いて、連航船の積港ＥＴＡと未手当船の積港ＥＴＡとの差の絶対値が全体として最も小さくなるような組み合わせを求める。
なお、上記手順（２）において、判定の基準となる積港ＥＴＡの差は±５日でなくともよい。船別に日にちを与えてもよいし、±５日に収まる船が存在せず実行不可能になる場合は、条件を緩和してもよい。また、上記手順（３）において、未手当船の荷積み量の差は±５００００でなくてもよい。例えば、船ごとに置換可能な荷積み量の範囲を設定してもよいし、船型別に置換可能な荷積み量の範囲を設定してもよい。
この場合に、連航船の積港ＥＴＡと未手当船の積港ＥＴＡとの差、及び、連航船の最大積載量に基づいて、連航船に置き換え可能な未手当船を抽出する。
具体的には、次の（１）、（２）、（３）の手順を踏む。
（１）連航船が未手当船の積港に到着する日時（連航船の積港ＥＴＡ）を計算する。
（２）連航船の積港ＥＴＡが、未手当船の積港ＥＴＡ±５日に収まっているか否かを判定する
（３）連航船の最大積載量が、未手当船の荷積み量±５０,０００［トン］以内に収まっているか否かを判定する。
これら（２）及び（３）の条件が成立する連航船及び未手当船の組み合わせを、置き換え可能な組み合わせとして抽出する。
そして、置き換え可能な連航船及び未手当船の組み合わせに対して、混合整数計画法等を用いて、連航船の積港ＥＴＡと未手当船の積港ＥＴＡとの差の絶対値が全体として最も小さくなるような組み合わせを求める。
なお、上記手順（２）において、判定の基準となる積港ＥＴＡの差は±５日でなくともよい。船別に日にちを与えてもよいし、±５日に収まる船が存在せず実行不可能になる場合は、条件を緩和してもよい。また、上記手順（３）において、未手当船の荷積み量の差は±５００００でなくてもよい。例えば、船ごとに置換可能な荷積み量の範囲を設定してもよいし、船型別に置換可能な荷積み量の範囲を設定してもよい。
【0035】
ステップＳ３０４で、連航船置き換え部１０３は、連航船の動静を確定する。具体的には、ステップＳ３０３において連航船に置き換えられた未手当船の配船情報を消去し、消去した未手当船の積港に連航船を配船する。換言すれば、未手当船の配船計画作成部１０２で作成した配船計画において、連航船に置き換え可能な未手当船を連航船に置き換える。
ステップＳ３０５で、連航船置き換え部１０３は、立案対象期間の連航船がすべて未手当船に置き換えられたか否かを判定する。すべての連航船が置き換えられた場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、本フローを終了し、すべての連航船が置き換えられていない場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ステップＳ３０３に戻って、再度連航船及び未手当船の置き換えを行う。
ステップＳ３０５で、連航船置き換え部１０３は、立案対象期間の連航船がすべて未手当船に置き換えられたか否かを判定する。すべての連航船が置き換えられた場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、本フローを終了し、すべての連航船が置き換えられていない場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ステップＳ３０３に戻って、再度連航船及び未手当船の置き換えを行う。
【0036】
図８に、図５に示す配船計画に対して、連航船を置き換えて配船計画を作成した結果を示す。図８は、傭船コード、航海Ｎｏ、積揚区分、港名、ＥＴＡ、ＥＴＢ、ＥＴＤ、積揚量［トン］を表す。このように連航船の動静に近い未手当船を連航船に置き換えることで、連航船を含む配船計画を作成することができる。
また、図９に、図８に示す配船計画から得られる在庫推移を示す。図９に示すように、在庫切れが起こらない配船計画が得られていることがわかる。
また、図９に、図８に示す配船計画から得られる在庫推移を示す。図９に示すように、在庫切れが起こらない配船計画が得られていることがわかる。
【0037】
連航船置き換え部１０３で作成した配船計画に対して、修正部１０５で、その前提条件や結果を修正してもよい。
【0038】
調整部１０４は、連航船置き換え部１０３で作成した配船計画に対して調整を行う。例えば連航船置き換え部１０３で作成した配船計画に対して、連航船、未手当船の積揚量や、寄港先の最終調整を行い、実行可能な配船計画を作成する。この調整には、例えば特許文献１に記載の手法を用いることができる。この場合に、未手当船の配船計画作成部１０２で配船計画を作成するときと同様に積港配船を固定してもよいし、寄港先を固定して荷揚げ量を調整してもよい。積港配船を固定化することで、配船計画作成時のパターン列挙数が減少するので、計算時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0039】
調整部１０４で調整した配船計画に対して、修正部１０５で、その前提条件や結果を修正してもよい。
【0040】
図１０は、本発明を適用した実施形態の配船計画作成手法により配船計画を作成した結果を示す図であり、船舶の動静を表す。また、図１１は、特許文献１に記載された従来の配船計画作成手法により配船計画を作成した結果を示す図であり、船舶の動静を表す。図１０、図１１において横軸は日時であり、実線が連航船の動静を示し、点線が未手当船の動静を示す。
【0041】
従来の配船計画作成手法では、積港に等間隔に未手当船を配置し、連航船の動静を決めた後で、未手当船を採用するか否かを決定する。このため、もし等間隔に配置する未手当船の数が不十分な場合は、図１１に示すように、積港及び揚港で平準化できず、揚港、積港に到着するタイミングの重なりが発生して、滞船時間の悪化を招くおそれがある。一方で、従来の配船計画作成手法で、安定的な平準化を実現するためには、相当数の未手当船を配置した上で、最適化問題を解かなければならない。これは、配船計画問題の組み合せ数の増大に繋がり、実用的な時間内に最適化計算が終わらない事態を招くおそれがある。
【0042】
それに対して、本発明を適用した配船計画作成手法では、未手当船が積港に到着するタイミングを平準化した後に、未手当船の配船計画を作成して、その動静に近い連航船に置き換えるので、積港及び揚港ともに平準化した配船計画を作成することができる。また、列挙すべき未手当船の数は、契約数量を標準船型で割った数が上限となるので、最適化問題で解くべき配船ルートの組み合わせ数を必要最低限に抑えることができる。
以上述べたように、積港及び揚港において船舶が港に到着するタイミングを平準化した配船計画を作成することができる。これにより、積港で荷積みできなかったり、揚港で洋上滞船が発生したりする事態が発生しないようにすることができる。
以上述べたように、積港及び揚港において船舶が港に到着するタイミングを平準化した配船計画を作成することができる。これにより、積港で荷積みできなかったり、揚港で洋上滞船が発生したりする事態が発生しないようにすることができる。
【0043】
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本実施形態では、鉄鋼業における鉱石や石炭等の原材料を輸送する例を説明したが、本発明は、対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成するのに広く適用することができる。
本発明を適用した配船計画作成装置は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により実現される。なお、図１では配船計画作成装置１００を一台の装置のように図示したが、例えば複数台の装置により構成される形態でもかまわない。
また、本発明は、本発明の配船計画作成機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
本実施形態では、鉄鋼業における鉱石や石炭等の原材料を輸送する例を説明したが、本発明は、対象物を積港から揚港に船舶で輸送する配船計画を作成するのに広く適用することができる。
本発明を適用した配船計画作成装置は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により実現される。なお、図１では配船計画作成装置１００を一台の装置のように図示したが、例えば複数台の装置により構成される形態でもかまわない。
また、本発明は、本発明の配船計画作成機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
【符号の説明】
【0044】
１００：配船計画作成装置
１０１：積港配船計画作成部
１０２：未手当船の配船計画作成部
１０３：連航船置き換え部
１０４：調整部
１０５：修正部
１０１：積港配船計画作成部
１０２：未手当船の配船計画作成部
１０３：連航船置き換え部
１０４：調整部
１０５：修正部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】