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JP7506310B2 - Yard management device, yard management method, and program - Google Patents

Yard management device, yard management method, and program Download PDF

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JP7506310B2
JP7506310B2 JP2020103279A JP2020103279A JP7506310B2 JP 7506310 B2 JP7506310 B2 JP 7506310B2 JP 2020103279 A JP2020103279 A JP 2020103279A JP 2020103279 A JP2020103279 A JP 2020103279A JP 7506310 B2 JP7506310 B2 JP 7506310B2
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pile
order
final
steel material
initial
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哲明 黒川
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Nippon Steel Corp
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Description

本発明は、ヤード管理装置、ヤード管理方法、およびプログラムに関し、金属製造プロセスにおいて、スラブやコイルなどの金属材を次工程へ円滑に供給するために設けられたヤードで金属材の山仕分けを行うために用いて好適なものである。 The present invention relates to a yard management device, a yard management method, and a program, which are suitable for use in sorting piles of metal materials in yards set up to smoothly supply metal materials such as slabs and coils to the next process in a metal manufacturing process.

金属製造プロセスの一例である製鉄プロセスにおいて、例えば製鋼工程から次工程の圧延工程へ、金属材の一例である鋼材を搬送する際、鋼材は、一旦ヤードと呼ばれる一時保管場所に置かれた後、次工程である圧延工程の処理時刻に合わせてヤードから搬出される。そのヤードのレイアウトの一例を図7に示す。ヤードとは、図7に示すように、上流工程より払い出されたスラブなどの鋼材を、下流工程に供給するためのバッファーエリアとして、縦横に区画された置場701~704である。縦方向の分割区分を"棟"、横方向の分割区分を"列"と称することが多い。つまり、クレーン(1A、1B、2A、2B)は棟内を移動可能であり、同一棟内での異なる列の間で鋼材の移送を行う。また搬送テーブルX、Yにより棟間の鋼材の移送を行う。搬送指令を作成する際は"棟"および"列"を指定することにより、どこへ鋼材を搬送するかを示す(図7の置場701~704に括弧書きで付されている番号(11)、(12)、(21)、(22)を参照)。 In a steelmaking process, which is an example of a metal manufacturing process, when steel, which is an example of a metal material, is transported from a steelmaking process to a rolling process, which is the next process, the steel is first placed in a temporary storage location called a yard, and then removed from the yard in time for the processing time of the rolling process, which is the next process. An example of the layout of the yard is shown in Figure 7. As shown in Figure 7, the yard is a storage area 701-704 divided vertically and horizontally as a buffer area for supplying steel materials such as slabs discharged from an upstream process to a downstream process. The vertical divisions are often called "buildings" and the horizontal divisions are often called "rows." In other words, cranes (1A, 1B, 2A, 2B) can move within the building and transport steel materials between different rows within the same building. In addition, transport tables X and Y transport steel materials between buildings. When creating a transport command, you indicate where to transport the steel by specifying the "building" and "row" (see the numbers (11), (12), (21), and (22) in parentheses next to storage areas 701 to 704 in Figure 7).

次に、図7を例にヤードでの基本的な作業の流れを示す。まず、前工程である製鋼工程の連鋳機710から搬出された鋼材は、パイラー711を経由して搬送(受入)テーブルXでヤードまで運ばれ、クレーン1A、1B、2A、2Bにより、区画された置場701~704の何れかに搬送され、山積みして置かれる。そして、後工程である圧延工程の製造スケジュールに合わせ、再びクレーン1A、1B、2A、2Bにより払出テーブルZに載せられ、圧延工程へと搬送される。一般に、ヤードにおいて鋼材は、前記の様に山積みされた状態で置かれる。これは、限られたヤード面積を有効に活用するためである。 Next, the basic work flow in the yard is shown using Figure 7 as an example. First, the steel material removed from the continuous caster 710 in the preceding steelmaking process is transported to the yard on transport (receiving) table X via piler 711, and then transported by cranes 1A, 1B, 2A, and 2B to one of the partitioned storage areas 701-704 where it is piled up. Then, in accordance with the production schedule for the following rolling process, it is again placed on discharge table Z by cranes 1A, 1B, 2A, and 2B and transported to the rolling process. Generally, steel materials are piled up in the yard as described above. This is to make effective use of the limited yard area.

以下では、「元山」、「仮想山」、「初期山」、「最終山」、「固定山」、「新山」を以下の意味で用いることとする。
元山:現時点で、既にヤードにおいて形作られている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山。
仮想山:現時点で、ヤードに到着していない鋼材を、ヤードへの到着順が早いものほど上に山積みすると仮定した場合の山(現実に存在する山ではない)。
初期山:現時点における元山(既にヤードにおいて形作られているそのままの山)と仮想山の総称。
最終山:後工程に払出すために積み上げた最終的な山(払出山ともいう)。
固定山:移動しない鋼材(非移動鋼材)を含む最終山。なお、非移動鋼材には、結果的に移動しないことになった鋼材(元山から仮置きされた後に再び当該元山に戻される鋼材)も含まれる。
新山:初期山から移された鋼材で構成され、非移動鋼材がない(移動鋼材のみから構成される)山。
元山および新山は最終山の候補となる山であり、その候補の内、固定山または新山として最終的に残った山が最終山となる。
In the following, the terms "original mountain", "virtual mountain", "initial mountain", "final mountain", "fixed mountain" and "new mountain" are used with the following meanings.
Original Mountain: A mountain that currently consists of at least a portion of a mountain that has already formed in the Yard and does not change location from that mountain.
Virtual pile: A pile that hypothetically represents the steel products that have not yet arrived at the yard, with the products that arrived at the yard earlier being piled on top (this pile does not actually exist).
Initial mountain: A general term for the original mountain at the current point in time (the mountain as it is already formed in the yard) and the virtual mountain.
Final pile: The final pile that is piled up to be sent to the next process (also called the discharge pile).
Fixed pile: The final pile that contains steel that will not be moved (non-moving steel). Note that non-moving steel also includes steel that will not be moved as a result (steel that is temporarily stored from the original pile and then returned to the original pile).
New pile: A pile consisting of steel moved from the initial pile and containing no non-moved steel (only moved steel).
The original mountain and the new mountain are candidates for the final mountain, and the mountain that remains as the fixed mountain or the new mountain among the candidates will be the final mountain.

ヤードでは、次工程である熱間圧延工程における加熱炉の燃料原単位の削減のため、鋼材ができるだけ高い温度を保持した状態で加熱炉に装入されるようにすることが求められる。そのため、昨今ヤード内に保温設備を設置し、その中に鋼材を山積みされた状態で保管する場合がある。限られた保温設備を有効に活用するため、できるだけ設備限界まで高く鋼材を積み上げることが必要となる。一方、鋼材を積み上げる際には、次工程へ供給し易いよう、最終山において、次工程における処理順番に鋼材が上から積まれていること、最終山の積み形状が不安定な逆ピラミッド状でないことなどの制約(これを「積姿制約」と称する)がある。更に、山立て(最終山をつくること)を行う際の作業負荷も見逃せない要素である。従って、ヤード管制では、前述した積姿制約の下でできるだけ少ない作業負荷で、できるだけ高い最終山となるように山立てを行う作業計画を策定することが望まれる。 In the yard, in order to reduce the fuel consumption of the heating furnace in the next process, hot rolling, it is required that the steel be charged into the heating furnace while maintaining the highest possible temperature. For this reason, recently, thermal insulation equipment has been installed in the yard, and steel is sometimes stored in a pile in it. In order to make effective use of the limited thermal insulation equipment, it is necessary to stack the steel as high as possible to the equipment limit. On the other hand, when stacking steel, there are constraints (called "piling shape constraints") such as the steel being stacked from the top in the order of processing in the next process in the final pile so that it can be easily supplied to the next process, and the stacking shape of the final pile not being an unstable inverted pyramid shape. Furthermore, the workload when stacking (creating the final pile) is also an important factor. Therefore, it is desirable for the yard control to formulate a work plan for stacking so that the final pile is as high as possible with as little workload as possible under the stacking shape constraints mentioned above.

また、ヤードにおいて後工程にスムーズに要求された鋼材を払い出すべく行う山仕分け(鋼材を複数の山に分けること)を行う際には、到着予定の鋼材が降格となる(鋼材の造り込みの際に生ずる品質トラブルなどの理由により当初予定の用途からグレードを下げ別の用途に振り替える)こと、或いは到着予定の鋼材に対して予定されていない精整処理が必要となったり、サイズが変わったりすることにより、当初の予定通りの鋼材が到着しないことは頻繁に起こり得る。また、ヤードの置場の状態も当初の予定通りに淡々と遷移することは、ほとんど期待できず、予定していない鋼材を予定していない置場に置かざるを得ないことは日常茶飯事である。 In addition, when sorting (splitting steel into multiple piles) in the yard to smoothly send the requested steel to the next process, it is common for the steel that is scheduled to arrive to be downgraded (downgraded from the originally planned use and reassigned to a different use due to quality issues that arise during the manufacturing of the steel), or for the steel that is scheduled to arrive to require unplanned finishing processing or change in size, and as a result, the steel does not arrive as originally planned. Furthermore, it is almost impossible to expect the state of the yard's storage area to transition smoothly as originally planned, and it is common for unexpected steel to have to be stored in an unexpected storage area.

更には、ヤードから後工程である熱間圧延工程への払出順に山に積まれていた鋼材の、後工程である熱間圧延工程における圧延順が、当該鋼材がヤードに到着した後に変更となることにより、当該山が払出順に積まれていなくなり、変更された圧延順に従い鋼材の積み替えを余儀なくされるケースも頻繁に起こり得る。ここで、鋼材が払出順に山に積まれるとは、当該山の何れの積位置においても、相対的に上にある1つまたは同時に搬送される複数の鋼材の方が、当該鋼材よりも下にある鋼材よりも早く後工程に払い出されることをいう。 Furthermore, there are frequent cases where steel products that have been piled in the order they will be discharged from the yard to the hot rolling process are changed in the rolling order of the subsequent hot rolling process after the steel products arrive at the yard, causing the pile to be no longer stacked in the order they were discharged, and the steel products must be re-stacked in the changed rolling order. Here, "steel products are stacked in the order they will be discharged" means that, at any stacking position in the pile, a piece of steel product that is relatively higher up, or multiple pieces of steel product that are transported simultaneously, are discharged to the subsequent process earlier than the pieces of steel product that are lower down.

しかしながら、ここで要求される積み替え作業は、ヤードへの鋼材の受入作業や、ヤードからの鋼材の払出作業と並行して行う必要があることから、鋼材の積み替えの対応が可能な時間帯や、置場スペースが限られる。このため、効率的に且つ省スペースで鋼材の積み替え作業を実行することが求められる。
従って、ヤードへの到着前後の様々な事情により、ヤード到着時の積み姿が払出順でなくなった山を払出順に積み替える作業を、効率的に(即ち、できるだけ少ない搬送数で)且つできるだけ少ない最終山数となるようにするニーズは極めて高い。
However, since the required transshipment work needs to be performed in parallel with the receiving and unloading of steel materials into and from the yard, the time periods during which the steel materials can be transshipped and the storage space available are limited. Therefore, it is required to perform the transshipment work of steel materials efficiently and in a space-saving manner.
Therefore, there is a great need to efficiently (i.e., with as few transports as possible) and ultimately to minimize the number of piles, when piles that are no longer in the order they were intended to be stacked upon arrival at the yard due to various circumstances before and after arrival at the yard can be stacked in the order they were intended to be stacked upon arrival at the yard.

以上のような初期山から最終山に鋼材を積み替える問題に対する従来技術として、特許文献1~3に記載の発明がある。
まず、特許文献1には、既にヤードにある元山の鋼材を払出順に積み替える際、必要とされる配替負荷や積姿制約を考慮して最適な最終山の積姿を、組み合わせ最適化問題として定式化し、タブサーチ手法を用いて算出する手法が開示されている。
As prior art for addressing the problem of transferring steel materials from an initial pile to a final pile as described above, there are the inventions described in Patent Documents 1 to 3.
First, Patent Document 1 discloses a method for calculating the optimal stacking shape of the final pile when steel products from an original pile already in a yard are reloaded in the order of shipment, by formulating the optimal stacking shape of the final pile as a combinatorial optimization problem, taking into consideration the required reloading load and stacking shape constraints, and using a tabu search method.

次に、特許文献2には、ヤードに到着済みの鋼材と未到着材とが混在する状況下で、当該時点での初期山の状態と最終山の状態とが与えられた場合の、初期山の状態から最終山の状態への鋼材の積み替え搬送問題に対し、各鋼材の搬送は高々2回という前提で初期搬送時刻変数および最終搬送時刻変数を用いて混合整数計画問題として定式化する手法が開示されている。
次に、特許文献3には、山立ておよび搬送に関する制約条件を満たす数理計画問題に帰着させ、山仕分けおよび搬送順を同時に最適化する手法が開示されている。
Next, Patent Document 2 discloses a method for formulating the problem of transshipping steel products from the initial pile state to the final pile state when the initial pile state and the final pile state at that time are given in a situation where steel products that have already arrived at the yard and products that have not yet arrived are mixed, as a mixed integer programming problem using an initial transportation time variable and a final transportation time variable, on the assumption that each steel product is transported at most two times.
Next, Patent Document 3 discloses a method for simultaneously optimizing pile sorting and the transport sequence by reducing the problem to a mathematical programming problem that satisfies constraints related to pile formation and transport.

最後に、特許文献4には、特許文献3に記載の発明における求解時間を要するという課題に対し、最終山の数および仮置きが発生する鋼材の数(積み替えの際の鋼材の搬送数)を同時に最適化することを、実操業上使用可能な時間内に実現する手法が開示されている。 Finally, Patent Document 4 addresses the problem of the time required to find a solution in the invention described in Patent Document 3 by disclosing a method for simultaneously optimizing the number of final piles and the number of steel products that require temporary storage (the number of steel products transported when transferring) within a time that can be used in actual operations.

特許第4935032号公報Japanese Patent No. 4935032 特許第5365759号公報Patent No. 5365759 特許第5434267号公報Japanese Patent No. 5434267 特開2018-150135号公報JP 2018-150135 A 特開2018-100166号公報JP 2018-100166 A

しかしながら、特許文献1~4に記載の技術では、山の積み替えに際しては、全ての鋼材を移動するか或いは、移動しない(固定する)鋼材は予め与えられている前提で問題を設定する。従って、初期山を構成する鋼材のうちどの鋼材を移動しどの鋼材を移動しないのかを考慮することができない。 However, in the techniques described in Patent Documents 1 to 4, when transferring a pile, the problem is set on the assumption that either all steel materials will be moved or that the steel materials that will not be moved (fixed) are given in advance. Therefore, it is not possible to consider which steel materials that make up the initial pile will be moved and which will not be moved.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、初期山から最終山に金属材を積み替えるための金属材の搬送計画を作成する際に、初期山を構成する金属材のうちどの金属材を移動しどの金属材を移動しないのかを決定しつつ、最終山の総数の最小化と、金属材の搬送数の最小化とのバランスをとれるようにすることを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to achieve a balance between minimizing the total number of final piles and minimizing the number of metal materials to be transported, while determining which metal materials constituting the initial pile should be moved and which should not be moved, when creating a metal material transportation plan for transferring metal materials from an initial pile to a final pile.

本発明のヤード管理装置は、工程間の置場であるヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理装置であって、山積みの対象となる金属材についての金属材情報を取得する金属材情報取得手段と、前記金属材情報を用いて、前記金属材の総搬送回数と前記最終山の総数とを最小にすることを目的とする数理計画問題を求解することにより、前記初期山を構成する金属材を、前記初期山から移動される移動金属材または前記初期山から移動されない非移動金属材のいずれかに分類し、前記移動金属材の搬送順と、前記移動金属材を移動させる際の仮置きの発生の有無とを少なくとも決定する最適化計算手段と、を有し、前記金属材の総搬送回数は、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材の総数と、前記仮置きされる前記金属材である仮置金属材の総数との和で表されることを特徴とする。 The yard management device of the present invention is a yard management device for transporting metal materials from an initial pile of metal materials piled up in a yard, which is a storage area between processes, using a transport device to create a final pile of metal materials piled up in a stacking order that corresponds to the order in which the metal materials are discharged to subsequent processes in the yard, and has a metal material information acquisition means for acquiring metal material information about the metal materials to be piled up, and an optimization calculation means for using the metal material information to solve a mathematical programming problem aimed at minimizing the total number of times the metal materials are transported and the total number of the final piles, thereby classifying the metal materials that make up the initial piles into either moved metal materials that are moved from the initial pile or non-moved metal materials that are not moved from the initial pile, and determining at least the transport order of the moved metal materials and whether or not temporary storage will occur when the moved metal materials are moved , and is characterized in that the total number of times the metal materials are transported is expressed as the sum of the total number of moved metal materials, which are metal materials transported from the initial pile to the final pile in the storage area, and the total number of temporary stored metal materials, which are metal materials that are temporarily stored .

本発明のヤード管理方法は、工程間の置場であるヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理方法であって、山積みの対象となる金属材についての金属材情報を取得する金属材情報取得ステップと、前記金属材情報を用いて、前記金属材の総搬送回数と前記最終山の総数とを最小にすることを目的とする数理計画問題を求解することにより、前記初期山を構成する金属材を、前記初期山から移動される移動金属材または前記初期山から移動されない非移動金属材のいずれかに分類し、前記移動金属材の搬送順と、前記移動金属材を移動させる際の仮置きの発生の有無とを少なくとも決定する最適化計算ステップと、を有し、前記金属材の総搬送回数は、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材の総数と、前記仮置きされる前記金属材である仮置金属材の総数との和で表されることを特徴とする。 The yard management method of the present invention is a yard management method for transporting metal materials from an initial pile of metal materials piled up in a yard, which is a storage area between processes, by a transport device to create a final pile of metal materials piled up in a stacking order according to the order of discharging to subsequent processes in the yard, and includes a metal material information acquisition step for acquiring metal material information about the metal materials to be piled up, and an optimization calculation step for using the metal material information to solve a mathematical programming problem aimed at minimizing the total number of transports of the metal materials and the total number of the final piles, thereby classifying the metal materials that make up the initial pile into either moved metal materials that are moved from the initial pile or non-moved metal materials that are not moved from the initial pile, and determining at least the transport order of the moved metal materials and whether or not temporary storage will occur when the moved metal materials are moved , and is characterized in that the total number of transports of the metal materials is expressed as the sum of the total number of moved metal materials, which are metal materials transported from the initial pile to the final pile in the storage area, and the total number of temporary stored metal materials, which are metal materials that are temporarily stored .

本発明のプログラムは、前記ヤード管理装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。 The program of the present invention is characterized by causing a computer to function as each of the means of the yard management device.

本発明によれば、初期山から最終山に金属材を積み替えるための金属材の搬送計画を作成する際に、初期山を構成する金属材のうちどの金属材を移動しどの金属材を移動しないのかを決定しつつ、最終山の総数の最小化と、金属材の搬送数の最小化とのバランスをとることができる。 According to the present invention, when creating a metal material transportation plan for transferring metal materials from an initial pile to a final pile, it is possible to determine which metal materials constituting the initial pile will be moved and which will not be moved, while achieving a balance between minimizing the total number of final piles and minimizing the number of metal materials to be transported.

ヤード管理装置の機能的な構成の第1の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a first example of a functional configuration of a yard management device. 移動鋼材の差し替えの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of replacement of movable steel material. ヤード管理方法の第1の例を説明するフローチャートである。1 is a flowchart illustrating a first example of a yard management method. ヤード管理装置の機能的な構成の第1の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a first example of a functional configuration of a yard management device. ヤード管理方法の第2の例を説明するフローチャートである。13 is a flowchart illustrating a second example of a yard management method. 発明例と比較例における計算結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing calculation results in an example of the invention and a comparative example. ヤードのレイアウトの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a yard layout.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、鉄鋼製造プロセスにおいて、初期山の積姿を所与として、2つの鋼材の相対的な搬送順を示す変数と、各鋼材の仮置きの発生の有無を示す変数と、各鋼材が搬送される最終山を特定する変数とを決定変数として含み、最終山の総数および鋼材の総搬送回数を少なくとも決定することを行う。また、以下の実施形態では、最終山の総数および鋼材の総搬送回数を決定する際に、移動すべきである鋼材と移動すべきではない鋼材と、各鋼材の搬送順と、各鋼材の仮置きの発生の有無とが同時に求められる。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, in a steel manufacturing process, the stacking form of the initial piles is given, and the decision variables include a variable indicating the relative transport order of two steel products, a variable indicating whether or not temporary placement of each steel product will occur, and a variable specifying the final pile to which each steel product will be transported, and at least the total number of final piles and the total number of transports of steel products are determined. Furthermore, in the following embodiment, when determining the total number of final piles and the total number of transports of steel products, the steel products that should be moved and the steel products that should not be moved, the transport order of each steel product, and whether or not temporary placement of each steel product will occur are simultaneously determined.

尚、初期山の少なくとも一部では、製鋼工程で製造された鋼材(スラブ)が圧延工程への搬送順に積まれていないものとする。また、以下の説明では、各鋼材の圧延工程への搬送順を必要に応じて払出順と称する。また、本発明によって移動すべきであると決定される鋼材を必要に応じて移動鋼材と称し、移動すべきではないと決定される鋼材を必要に応じて非移動鋼材と称する。更に、以下の説明では、「移動鋼材」、「非移動鋼材」を、それぞれ、「移動する鋼材」、「移動しない鋼材」と称することもある。 In addition, in at least a portion of the initial pile, the steel materials (slabs) manufactured in the steelmaking process are not stacked in the order in which they are transported to the rolling process. In the following explanation, the order in which each steel material is transported to the rolling process is referred to as the discharge order as necessary. Steel materials that are determined by the present invention to be moved are referred to as moving steel materials as necessary, and steel materials that are determined not to be moved are referred to as non-moving steel materials as necessary. Furthermore, in the following explanation, "moving steel materials" and "non-moving steel materials" may also be referred to as "moving steel materials" and "non-moving steel materials", respectively.

((第1の実施形態))
まず、第1の実施形態を説明する。
(問題設定)
(A)仮定(前提)
(a) 本実施形態では、各鋼材の初期山の積姿および払出順(圧延順)は所与とする。ここで、鋼材の集合をN={1,2,・・・,n}と表記する。
((First embodiment))
First, the first embodiment will be described.
(Problem formulation)
(A) Assumptions (Premise)
(a) In this embodiment, the stacking shape and the withdrawal order (rolling order) of the initial piles of steel materials are assumed to be given. Here, a set of steel materials is represented as N={1, 2, ..., n}.

(b) 初期山には、元山と仮想山とが含まれる。初期山としての元山は、最終山の作成対象となる鋼材のうち、鋼材情報が作成された時点(即ち、最終山を作成する時点)でヤードにおいて形づくられている山そのものである。その後、初期山を構成する一部の鋼材が他の山に山積みされた場合であっても、当該初期山に残った鋼材の山も元山とする。このように、元山は、鋼材情報が作成された時点(即ち、最終山を作成する時点)でヤードにおいて形づくられている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山である。仮想山は、最終山の作成対象となる鋼材のうち、鋼材情報が作成された時点(即ち、最終山を作成する時点)でヤードに未だ山積みされていない鋼材を、ヤードへの予定到着順が早いものほど上になるように山積みしたと仮定した場合の山である。本実施形態では、最終山の作成対象となる鋼材のうちヤードに未到着で未だ山積みされていない全ての鋼材が1つの仮想山に山積みされるものとする。このように本実施形態では、ヤードに未到着で未だ山積みされていない鋼材も仮想山として山積みされているとし(即ち、最終山の作成対象となる全ての鋼材がヤードにおいて山積みされているものとし)、その積姿を所与とする。尚、仮想山を構成する鋼材(未到着材)については、非移動鋼材は存在しないものとし、全てを移動鋼材とする。従って、仮想山を構成する鋼材については、移動鋼材と非移動鋼材との何れかを決定する際に、移動鋼材として取り扱う。 (b) The initial pile includes an original pile and a virtual pile. The original pile as the initial pile is the pile formed in the yard at the time when the steel information is created (i.e., at the time when the final pile is created) among the steel materials to be created as the final pile. Even if some of the steel materials constituting the initial pile are subsequently piled in another pile, the pile of steel materials remaining in the initial pile is also considered to be the original pile. In this way, the original pile is composed of at least a part of the pile formed in the yard at the time when the steel information is created (i.e., at the time when the final pile is created), and is a pile that does not change location from the original pile. The virtual pile is a pile when it is assumed that the steel materials to be created as the final pile are piled up such that the earlier the scheduled arrival order at the yard, the higher they are. In this embodiment, all the steel materials to be created as the final pile, which have not yet arrived at the yard and have not yet been piled up, are piled up in one virtual pile. In this embodiment, steel materials that have not yet arrived at the yard and are not yet piled up are also considered to be piled up as virtual piles (i.e., all steel materials to be used for creating the final piles are considered to be piled up in the yard), and the stacking state is considered to be given. Note that, with regard to the steel materials (materials that have not yet arrived) that make up the virtual piles, there is no non-moving steel material, and all are considered to be moving steel material. Therefore, when deciding whether the steel materials that make up the virtual piles are moving steel material or non-moving steel material, they are treated as moving steel material.

(c) 初期山の積姿は既知であるが、最終山の積姿は未知であるとする。最終山は、上から払出順に積まれた山であるものとし、最終山の総数も未知であるとする。最終山の総数は、最小化したい目的関数の一要素となる。
(d) 仮置きとなる鋼材は後述する本実施形態の手法により決定される。ただし、仮置きとなる鋼材の山姿(仮山の山姿:仮置きとなる鋼材がどの仮山のどの積み順に位置するか)は決定されないものとし、公知の手法(例えば、特許文献5に記載されている頂点彩色問題を解くこと)により導出される。尚、仮山の山姿も同時に決定する手法は、第3、第4の実施形態に示す。
(c) The shape of the initial pile is known, but the shape of the final pile is unknown. The final pile is assumed to be a pile stacked in the order of removal from the top, and the total number of final piles is also unknown. The total number of final piles is one element of the objective function to be minimized.
(d) The steel materials to be temporarily placed are determined by the method of this embodiment described later. However, the pile shape of the temporarily placed steel materials (the pile shape of the temporary mountain: in which temporary mountain the steel materials to be temporarily placed are located and in which stacking order) is not determined, but is derived by a known method (for example, solving the vertex coloring problem described in Patent Document 5). Note that a method for simultaneously determining the pile shape of the temporary mountain is shown in the third and fourth embodiments.

(e) 初期山(初期置場)から最終山(最終置場)への搬送回数は、何れの鋼材についても最大2回とする。即ち、2回搬送する鋼材は仮置きされることになるが、仮山(仮置場)に搬送された鋼材は、次の搬送時には必ず最終山(最終置場)に搬送されるものとし、異なる仮山(仮置場)間で搬送されることはないものとする。 (e) The number of transports from the initial pile (initial storage area) to the final pile (final storage area) for any steel product will be a maximum of two times. In other words, steel products that are transported twice will be temporarily stored, but steel products that have been transported to a temporary pile (temporary storage area) will always be transported to the final pile (final storage area) on the next transport, and will not be transported between different temporary piles (temporary storage areas).

(f) 本実施形態では、以下の幅制約、長さ制約、および高さ制約を最終山の積姿制約とする。
・幅制約
或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する何れの鋼材の幅よりも狭いならば、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に無条件で置ける。或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する何れかの鋼材の幅よりも広い場合には、両者(当該或る鋼材と当該或る鋼材の下に位置する全ての鋼材)の幅の差が、作業制約により定まる基準値(例えば200[mm])未満であれば、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に置けるが、その基準値以上であると置けない。
(f) In this embodiment, the following width constraint, length constraint, and height constraint are set as stacking shape constraints for the final mountain.
Width constraints If the width of a certain steel material is narrower than the width of any steel material located below it, the certain steel material can be placed unconditionally on top of the steel material located below it. If the width of a certain steel material is wider than the width of any steel material located below it, the certain steel material can be placed on top of the steel material located below it if the difference in width between the two (the certain steel material and all the steel materials located below it) is less than a standard value (e.g. 200 mm) determined by the work constraints, but it cannot be placed on top of the steel material located below it if the difference is greater than the standard value.

即ち、幅制約を満たすのは、或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の幅よりも狭い場合と、或る鋼材の幅が、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の幅よりも広く、且つ、当該或る鋼材の幅と、当該或る鋼材の下に位置する全ての鋼材の幅のそれぞれとの差が基準値(例えば200[mm])未満である場合である。 In other words, the width constraint is met when the width of a certain steel material is narrower than the width of the steel material located below it, or when the width of a certain steel material is wider than the width of the steel material located below it and the difference between the width of the certain steel material and each of the widths of all the steel materials located below it is less than a reference value (e.g., 200 mm).

・長さ制約
或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する何れの鋼材の長さよりも短いならば、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に無条件で置ける。或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する何れかの鋼材の長さよりも長い場合には、両者(当該或る鋼材と当該或る鋼材の下に位置する全ての鋼材)の長さの差が、作業制約により定まる基準値(例えば2000[mm])未満であれば、当該或る鋼材を、当該下に位置する鋼材の上に置けるが、その基準値以上であると置けない。
Length constraints If the length of a certain steel material is shorter than the length of any steel material located below it, it can be placed unconditionally on top of the steel material located below it. If the length of a certain steel material is longer than the length of any steel material located below it, it can be placed on top of the steel material located below it if the difference in length between the two (the certain steel material and all the steel materials located below it) is less than a reference value (e.g., 2000 mm) determined by the work constraints, but it cannot be placed on top of the steel material located below it if the difference is greater than the reference value.

即ち、長さ制約を満たすのは、或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の長さよりも短い場合と、或る鋼材の長さが、当該或る鋼材の下に位置する鋼材の長さよりも長く、且つ、当該或る鋼材と、当該或る鋼材の下に位置する全ての鋼材の長さのそれぞれとの差が基準値(例えば2000[mm])未満である場合である。 In other words, the length constraint is satisfied when the length of a certain steel material is shorter than the length of the steel material located below it, or when the length of a certain steel material is longer than the length of the steel material located below it and the difference in length between the certain steel material and each of the steel materials located below it is less than a reference value (e.g., 2000 mm).

・高さ制約
1つの最終山として山積みできる鋼材の数は、最終山の高さの上限値h以下でなければならない。最終山の高さの上限値hは、例えば10である。
Height constraint: The number of steel products that can be piled up as one final pile must be equal to or less than the upper limit h of the height of the final pile. The upper limit h of the height of the final pile is, for example, 10.

(g) 非移動鋼材のある初期山(元山)の置場は最終山の置場となる。移動鋼材のみで構成される最終山は新山である。前述したように新山の置場は、初期山の置場と異なる。 (g) The location of the initial pile (original pile) containing the non-movable steel materials becomes the location of the final pile. The final pile consisting only of movable steel materials is the new pile. As mentioned above, the location of the new pile is different from the location of the initial pile.

(B)積姿制約以外の制約
積姿制約以外の制約として、以下の制約があるものとする。
(h) 最終山は、積姿制約を満たし、且つ、上から順に払出順に積まれている(上の鋼材の方が下の鋼材よりも払出順が早い)ものとする。
(i) 各山において、初期状態で積まれた鋼材のうち上にある鋼材から順にしか鋼材を搬送できないものとする。
(j) 最終山を作成する際には最下段から順に上にしか鋼材を積み上げることができないものとする。
(k) 同時に搬送できる鋼材の数は、使用可能なクレーンの数およびクレーンの能力に依存するものとする。尚、ここでは、説明を簡単にするため、同時に搬送できる鋼材の数が1である場合を例示するが、特許文献4等に記載されているように、同時に搬送できる鋼材の数は複数であってもよい。
(B) Constraints other than stacking form constraints The following constraints are assumed to exist as constraints other than stacking form constraints.
(h) The final pile satisfies the stacking shape constraints and is stacked in order of removal from the top (the upper steel materials are removed earlier than the lower steel materials).
(i) In each pile, steel materials can only be transported in order from the top of the pile initially stacked.
(j) When creating the final pile, steel may only be stacked from the bottom up.
(k) The number of steel materials that can be transported simultaneously depends on the number of cranes available and the capacity of the cranes. Note that, for the sake of simplicity, a case in which one steel material can be transported simultaneously is illustrated here, but as described in Patent Document 4 and the like, a plurality of steel materials may be transported simultaneously.

(C)目的
目的は、最終山の総数の最小化と、鋼材の総搬送回数の最小化とのバランスをとることである。鋼材の総搬送回数は、前述した(d)および(e)より、移動鋼材のうち、仮置きが必要な鋼材は余分に1回搬送が増えることから、移動鋼材の総数と仮置きされる鋼材の総数との和で表される。
(C) Objective The objective is to balance minimizing the total number of final piles and minimizing the total number of transports of steel material. The total number of transports of steel material is expressed as the sum of the total number of transported steel materials and the total number of temporarily stored steel materials, because, according to (d) and (e) above, steel materials that require temporary storage among the moving steel materials will be transported one extra time.

(決定変数)
本実施形態では、任意の鋼材iに対し、非移動最上段鋼材判別変数xiと、移動有無判別変数yiとを決定変数とする。非移動最上段鋼材判別変数xiは、以下の(1)式のように定義され、移動有無判別変数yiは、以下の(2)式のように定義される。尚、変数iは、鋼材の払出順にナンバリングされている(払出順が前であるほど変数iの値は小さい)ものとする。
(Decision variable)
In this embodiment, for any steel material i, a non-moving topmost steel material discrimination variable x i and a movement/non-moving discrimination variable y i are set as decision variables. The non-moving topmost steel material discrimination variable x i is defined as in the following formula (1), and the movement/non-moving discrimination variable y i is defined as in the following formula (2). Note that variable i is numbered in the order in which the steel materials are dispensed (the earlier the steel material is dispensed, the smaller the value of variable i).

Figure 0007506310000001
Figure 0007506310000001

非移動最上段鋼材判別変数xiは、或る初期山を構成する鋼材iが、非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。このように、初期山に、非移動鋼材が1つもなければ、当該初期山を構成する全ての鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiは、0(ゼロ)になる。一方、初期山に、非移動鋼材が1つ以上あれば、当該非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiのみが1となる。この場合、当該初期山を構成するその他の鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiは、当該鋼材iが非移動鋼材であっても、0(ゼロ)になる。即ち、1つの初期山について、非移動最上段鋼材判別変数xiが1となる鋼材の数は最大で1である。
移動有無判別変数yiは、鋼材iが移動鋼材である場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。
The non-moving top-level steel discrimination variable x i is a 0-1 variable that is 1 when a steel material i constituting a certain initial pile is a non-moving steel material at the top of the non-moving steel materials, and is 0 (zero) otherwise. In this way, if there is no non-moving steel material in the initial pile, the non-moving top-level steel discrimination variable x i for all steel materials i constituting the initial pile is 0 (zero). On the other hand, if there is one or more non-moving steel materials in the initial pile, only the non-moving top-level steel discrimination variable x i for the non-moving steel material i at the top of the non-moving steel materials is 1. In this case, the non-moving top-level steel discrimination variable x i for the other steel materials i constituting the initial pile is 0 (zero) even if the steel material i is a non-moving steel material. That is, for one initial pile, the number of steel materials for which the non-moving top-level steel discrimination variable x i is 1 is 1 at most.
The movement presence/absence discrimination variable y i is a 0-1 variable that is 1 if the steel material i is a moving steel material and is 0 (zero) if not.

更に、本実施形態では、移動鋼材最終山割り当て変数zijと割り当て山識別変数qjとを決定変数とする。移動鋼材最終山割り当て変数zijは、以下の(3)式のように定義され、割り当て山識別変数qjは、以下の(4)式のように定義される。尚、jは、各山を一意に識別する識別情報(ID)である。例えば、ヤードにおける鋼材の置場の識別番号をjとして採用することができる。 Furthermore, in this embodiment, the moving steel final pile allocation variable z ij and the assigned pile identification variable q j are used as decision variables. The moving steel final pile allocation variable z ij is defined as in the following formula (3), and the assigned pile identification variable q j is defined as in the following formula (4). Note that j is identification information (ID) that uniquely identifies each pile. For example, the identification number of the steel storage location in the yard can be used as j.

Figure 0007506310000002
Figure 0007506310000002

移動鋼材最終山割り当て変数zijは、移動鋼材である鋼材iを元山j(=1,・・・,p(p≧1))または新山j(=p+1,・・・,p+m(m=n))に配置する場合に1、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。鋼材iが非移動鋼材である場合(即ち、移動有無判別変数yiが0(ゼロ)である鋼材iである場合)、任意の最終山jに対し、移動鋼材最終山割り当て変数zijは0(ゼロ)とする。移動鋼材最終山割り当て変数zijは、移動鋼材を最終山に移動するか否かを、鋼材iおよび最終山j(元山jおよび新山j)ごとに区別して表す変数である。
割り当て山識別変数qj(j=1,・・・,p,p+1,・・・,p+m)は、最終山として元山j(=1,・・・,p)または新山j(=p+1,・・・,p+m)が割り当てられた場合に1となり、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。尚、前述したように元山jおよび新山jは、最終山の候補となる山である。
The movable steel final pile allocation variable z ij is a 0-1 variable which is 1 when movable steel material i is placed in original pile j (=1, ..., p (p≧1)) or new pile j (=p+1, ..., p+m (m=n)) and is 0 (zero) otherwise. If steel material i is a non-movable steel material (i.e., steel material i for which the movement/non-movement discrimination variable y i is 0 (zero)), the movable steel final pile allocation variable z ij is set to 0 (zero) for any final pile j. The movable steel final pile allocation variable z ij is a variable which indicates whether or not the movable steel material is moved to the final pile, distinguishing between steel material i and final pile j (original pile j and new pile j).
The assigned mountain identification variable q j (j = 1, ..., p, p+1, ..., p+m) is a 0-1 variable that is 1 if original mountain j (= 1, ..., p) or new mountain j (= p+1, ..., p+m) is assigned as the final mountain, and is 0 (zero) otherwise. As mentioned above, original mountain j and new mountain j are candidates for the final mountain.

更に、本実施形態では、初期搬送順変数tii'を決定変数とする。鋼材の集合Nの各要素が1つの頂点を持つ完全有向グラフをG=(N,E1)とする。このとき、E1={(i,i')∈N2|i≠i'}である。有向枝集合E上に定義された0-1変数t(e)(∀e∈E1)を導入し、以下の(5)式を定義する。 Furthermore, in this embodiment, the initial transport order variable t ii' is set as the decision variable. Let G = (N, E 1 ) be a complete directed graph in which each element of the set N of steel materials has one vertex. In this case, E 1 = {(i, i') ∈ N 2 | i ≠ i'}. Introducing a 0-1 variable t(e) (∀e ∈ E 1 ) defined on the directed edge set E, the following formula (5) is defined.

Figure 0007506310000003
Figure 0007506310000003

初期搬送順変数tii'は、鋼材iを鋼材i'よりも先に初期山から初期搬送する場合に1、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。ただし、初期搬送順変数tii'は、鋼材i、i'が共に移動鋼材である場合に、(5)式に従い、tii'またはti'iの何れかが1になり、鋼材i、i'の少なくとも何れか一方が非移動鋼材である場合、tii'=ti'i=0と定義されるものとする。初期搬送とは、初期山からの搬送を指す。 The initial transport order variable t ii' is a 0-1 variable which is 1 when steel material i is initially transported from the initial pile before steel material i', and is 0 (zero) otherwise. However, the initial transport order variable t ii' is defined as follows: when steel materials i and i' are both moving steel materials, either t ii' or t i'i is 1 according to formula (5), and when at least one of steel materials i and i' is a non-moving steel material, t ii' = t i'i = 0. Initial transport refers to transport from the initial pile.

更に、本実施形態では、仮置き発生有無変数riを決定変数とする。仮置き発生有無変数riは、以下の(6)式のように定義される。仮置き発生有無変数riは、初期山から鋼材iを初期搬送する際に、当該初期搬送が仮山(仮置場)への搬送である場合に1、そうでない場合(最終山(最終置場)への搬送である場合)に0(ゼロ)となる0-1変数である。最終搬送とは、最終山への搬送を指す。 Furthermore, in this embodiment, a temporary storage occurrence variable r i is used as a decision variable. The temporary storage occurrence variable r i is defined as in the following equation (6). The temporary storage occurrence variable r i is a 0-1 variable that is 1 if, when steel material i is initially transported from the initial pile, the initial transport is to a temporary pile (temporary storage site), and is 0 (zero) otherwise (transport to the final pile (final storage site)). Final transport refers to transport to the final pile.

Figure 0007506310000004
Figure 0007506310000004

(ヤード管理装置100の機能構成)
図1は、ヤード管理装置100の機能的な構成の一例を示す図である。ヤード管理装置100のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、および各種のインターフェースを備える情報処理装置、または専用のハードウェアを用いることにより実現される。
[鋼材情報取得部101]
鋼材情報取得部101は、山積みの対象となる鋼材についての鋼材情報を取得する。鋼材情報は、鋼材基礎情報と、各鋼材の初期山の積姿を特定する情報と、最終山の高さの上限値hを特定する情報と、重み係数k1、k2とを含む。
(Functional configuration of the yard management device 100)
1 is a diagram showing an example of the functional configuration of the yard management device 100. The hardware of the yard management device 100 is realized by using, for example, an information processing device including a CPU, a ROM, a RAM, a HDD, and various interfaces, or dedicated hardware.
[Steel material information acquisition unit 101]
The steel material information acquisition unit 101 acquires steel material information on the steel materials to be piled up. The steel material information includes basic steel material information, information specifying the stacking form of the initial pile of each steel material, information specifying the upper limit value h of the height of the final pile, and weighting coefficients k1 and k2 .

鋼材基礎情報には、最終山の作成対象となる鋼材(鋼材の集合N={1,2,・・・,n})のそれぞれについて、識別情報と、払出順と、鋼材数と、サイズ(幅、長さ)の情報が含まれる。尚、ここでは、説明を簡単にするため、全ての鋼材の厚みは同じであるものとする。
識別情報は、各鋼材を一意に識別する鋼材IDである。
払出順は、各鋼材の払出順(圧延工程への搬送順)である。尚、本実施形態では、識別情報を払出順としているので、払出順は、鋼材基礎情報に含まれていなくてもよい。
The basic steel information includes the identification information, the order of dispensing, the number of steel materials, and the size (width, length) of each steel material (set of steel materials N={1, 2, ..., n}) for which the final pile is to be created. Note that, for simplicity of explanation, it is assumed here that all steel materials have the same thickness.
The identification information is a steel material ID that uniquely identifies each steel material.
The delivery order is the delivery order of each steel material (the order of transport to the rolling process). In this embodiment, since the identification information is the delivery order, the delivery order does not need to be included in the steel material basic information.

初期山の積姿を特定する情報は、初期山を一意に識別する識別情報である初期山IDと、当該初期山IDで識別される初期山の各積段に位置する鋼材IDとを含む。 The information specifying the stacking shape of the initial pile includes an initial pile ID, which is identification information that uniquely identifies the initial pile, and the steel material IDs located in each stack layer of the initial pile identified by the initial pile ID.

鋼材情報の取得形態としては、例えば、ヤード管理装置100のユーザインターフェースの入力操作、外部装置からの送信、または可搬型の記憶媒体からの読み出しが挙げられる。 The steel information can be acquired, for example, by inputting data into the user interface of the yard management device 100, by transmission from an external device, or by reading from a portable storage medium.

[制約式・目的関数設定部102]
制約式・目的関数設定部102は、前述した制約を数式で表した制約式と、前述した目的を数式で表した目的関数とを設定する。
<<制約式>>
まず、制約式について説明する。
[Constraint equation/objective function setting unit 102]
The constraint equation/objective function setting unit 102 sets a constraint equation that expresses the above-mentioned constraints in mathematical expressions, and an objective function that expresses the above-mentioned objectives in mathematical expressions.
<<Constraint expression>>
First, the constraint equation will be described.

(a)移動鋼材についての制約
鋼材の集合Nを分割した鋼材の部分集合Sk(⊂N)の集合をS={S1,S2,・・・,Sr}と表記する。この鋼材の部分集合Skのそれぞれが初期山となる。また、前述したように鋼材を識別する変数iは、当該鋼材の払出順にナンバリングされている(払出順が前であるほど変数iの値は小さい)ものとする。従って、以下の(7)式および(8)式が成立する。
(a) Constraints on moving steel materials The set of steel materials divided into a set N, that is, a set of steel material subsets S k (⊂N), is denoted as S = {S 1 , S 2 , ..., S r }. Each of these steel material subsets S k becomes an initial pile. As described above, the variable i for identifying the steel materials is numbered in the order in which the steel materials are dispensed (the earlier the steel material is dispensed, the smaller the value of the variable i). Therefore, the following formulas (7) and (8) hold.

Figure 0007506310000005
Figure 0007506310000005

各初期山Skにおいて、最下段の鋼材から積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)になっている鋼材までの鋼材で構成される部分山をmax(Sk)とする。このとき、max(Sk)の中に無い鋼材は、必ず移動鋼材(図2に示す移動部)となる。このことを以下の(9)式および(10)式で表す。 In each initial pile S k , the partial pile consisting of steel materials from the bottommost steel material to the steel materials in the stacking order in the dispensing order (dispensing order is descending from bottom to top) is defined as max(S k ). In this case, steel materials not included in max(S k ) are always moving steel materials (moving part shown in FIG. 2 ). This is expressed by the following formulas (9) and (10).

Figure 0007506310000006
Figure 0007506310000006

(9)式は、初期山Skからmax(Sk)を除いた部分にある鋼材iは移動する(移動鋼材になる)ことを表す。(10)式は、初期山Skからmax(Sk)を除いた部分にある鋼材iは、初期山Skにおいて、非移動鋼材のうち最上段にある鋼材になることはないことを表す。(9)式および(10)式により、各初期山Skにおいて、最下段から積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)になっていない鋼材iは、移動することが表される。 Formula (9) indicates that steel materials i in the portion excluding max(S k ) from the initial pile S k will move (become a moving steel material). Formula (10) indicates that steel materials i in the portion excluding max(S k ) from the initial pile S k will not become the steel materials in the top row of non-moving steel materials in the initial pile S k . Formulas (9) and (10) indicate that steel materials i in each initial pile S k that are not stacked in the dispensing order from the bottom row (dispensing order is descending from bottom to top) will move.

(b)非移動最上段鋼材判別変数xiに関する制約
各初期山Skにおいて、非移動最上段鋼材判別変数xiが1(xi=1)となる鋼材iの数の最大値は1である。従って、以下の(11)式が成り立つ。
(b) Restriction on non-moving topmost steel product discrimination variable x i In each initial pile S k , the maximum value of the number of steel products i for which the non-moving topmost steel product discrimination variable x i is 1 (x i = 1) is 1. Therefore, the following formula (11) holds.

Figure 0007506310000007
Figure 0007506310000007

(c)移動有無判別変数yiに関する制約
各初期山Skにおいて、移動鋼材iより上にある鋼材は全て移動する。従って、各初期山Skで最下段から上に向かって見た場合の払出順(=i(鋼材の識別番号))を、k1,k2,・・・とすると、以下の(12)式が成り立つ。
(c) Restriction on Movement/No Movement Discrimination Variable yi In each initial pile S k , all steel products above the moving steel product i are moved. Therefore, if the order of removal (=i (steel product identification number)) in each initial pile S k viewed from the bottom up is k 1 , k 2 , ..., the following formula (12) is established.

Figure 0007506310000008
Figure 0007506310000008

(d)非移動最上段鋼材判別変数xiと移動有無判別変数yiとの関係を規定する制約
全ての鋼材iは、移動鋼材および非移動鋼材の何れかに一意に識別される。初期山Skにおいて、鋼材iの最下段から数えた場合の積段数(当該鋼材を含み、それより下にある鋼材の数であり最下段の積段数を1とした場合の積段数)をbiとすると、非移動鋼材の総数は、非移動最上段鋼材判別変数xiを用いて、Σi∈Ni・xiと表記できる。また、移動鋼材の総数は、移動有無判別変数yiを用いて、Σi∈Niと表記できる。従って、非移動鋼材の総数と移動鋼材の総数との和が、初期山(元山および仮想山)を構成する鋼材の総数nであることを示す以下の(13)式が成り立つ。
(d) Constraints that stipulate the relationship between the non-moving top-level steel discrimination variable x i and the movement/non-moving discrimination variable y i All steel materials i are uniquely identified as either moving steel materials or non-moving steel materials. In the initial pile S k , if the number of stacked levels (including the steel material in question and the number of steel materials below it, which is the number of stacked levels when the number of stacked levels of the bottom level is 1) is b i , the total number of non-moving steel materials can be expressed as Σ i∈N b i ·x i using the non-moving top-level steel discrimination variable x i . In addition, the total number of moving steel materials can be expressed as Σ i∈N y i using the movement/non-moving discrimination variable y i . Therefore, the following formula (13) is established, which shows that the sum of the total number of non-moving steel materials and the total number of moving steel materials is the total number n of steel materials that make up the initial pile (original pile and virtual pile).

Figure 0007506310000009
Figure 0007506310000009

鋼材iに対する移動有無判別変数yiが1(yi=1)ならば、初期山Skにおいて、当該鋼材iとそれより上にある鋼材iとの全てに対する非移動最上段鋼材判別変数xiは0(ゼロ、xi=0)になる。逆に、鋼材iに対する移動有無判別変数yiが0(ゼロ、yi=0)ならば、初期山Skにおいて、当該鋼材iと、それより上にある鋼材iのうち、1つの鋼材iに対する非移動最上段鋼材判別変数xiのみが1(xi=1)になる。従って、鋼材i∈Skに対し、初期山Skにおいて、当該鋼材iと、それより上にある鋼材iとの集合をSk (i)と定義すると(以下の(14')式を参照)、以下の(14-1)式が成り立つ。 If the movement presence/absence discrimination variable y i for steel material i is 1 (y i = 1), then in the initial pile S k , the non-moving topmost steel material discrimination variable x i for that steel material i and all of the steel materials i above it will be 0 (zero, x i = 0). Conversely, if the movement presence/absence discrimination variable y i for steel material i is 0 (zero, y i = 0), then in the initial pile S k , among the steel material i and the steel materials i above it, only the non-moving topmost steel material discrimination variable x i for one steel material i will be 1 (x i = 1). Therefore, for steel material i∈S k , if the set of the steel material i and the steel materials i above it in the initial pile S k is defined as S k (i) (see equation (14') below), then the following equation (14-1) holds.

Figure 0007506310000010
Figure 0007506310000010

(14-1)式は、初期山Skの任意の鋼材iについて、当該鋼材iが移動鋼材であるならば、それより上に非移動鋼材はなく、当該鋼材iが移動鋼材でないならば、当該鋼材iまたは当該鋼材iより上の鋼材の1つが、非移動鋼材のうち最上段に位置する非移動鋼材になる(即ち、xi=1になる非移動鋼材が1つだけある)ことを表す。 Equation (14-1) expresses that for any steel material i in the initial pile S k , if that steel material i is a moving steel material, there is no non-moving steel material above it, and if that steel material i is not a moving steel material, that steel material i or one of the steel materials above that steel material i will be the non-moving steel material located at the topmost level among the non-moving steel materials (i.e., there is only one non-moving steel material for which x i = 1).

(14-1)式は、鋼材iごとに、非移動最上段鋼材判別変数xiと移動有無判別変数yiとの関係を規定する。初期山Skごとに、以下の(14-2)式のように、非移動最上段鋼材判別変数xiと移動有無判別変数yiとの関係を規定することができる。 Equation (14-1) specifies the relationship between the non-moving topmost steel product discrimination variable x i and the movement presence/absence discrimination variable y i for each steel product i. For each initial peak S k , the relationship between the non-moving topmost steel product discrimination variable x i and the movement presence/absence discrimination variable y i can be specified as in the following equation (14-2).

Figure 0007506310000011
Figure 0007506310000011

(14-2)式の左辺の|Sk|は、初期山Skに属する鋼材iの数である。(14-2)式の右辺第1項は、初期山Skに属する移動鋼材の数である。(14-2)式の右辺第2項は、初期山Skに属する非移動鋼材の数である。
本実施形態では、(14-1)式および(14-2)式の双方を用いるものとするが、片方のみを用いてもよい。
|S k | on the left side of equation (14-2) is the number of steel products i belonging to the initial peak S k . The first term on the right side of equation (14-2) is the number of moved steel products belonging to the initial peak S k . The second term on the right side of equation (14-2) is the number of non-moved steel products belonging to the initial peak S k .
In this embodiment, both the formulas (14-1) and (14-2) are used, but only one of them may be used.

(e)移動鋼材最終山割り当て変数zijと移動有無判別変数yiとの関係を規定する制約
任意の鋼材iは、元山j(=1,・・・,p(p≧1))または新山j(=p+1,・・・,p+m(m=n))に配置されなければならない。また、前述したように非移動鋼材である鋼材i(即ち、移動有無判別変数yiが0(ゼロ)である鋼材i)に対する移動鋼材最終山割り当て変数zijは、任意の山jに対し0(ゼロ、zij=0)と定義している。従って、以下の(15-1)式、(15-2)式、(15-3)式が成り立つ。
(e) Constraints prescribing the relationship between the movable steel final pile allocation variable z ij and the movement/non-movement discrimination variable y i Any steel material i must be allocated to an original pile j (=1, ..., p (p≧1)) or a new pile j (=p+1, ..., p+m (m=n)). Also, as mentioned above, the movable steel final pile allocation variable z ij for steel material i that is a non-moving steel material (i.e., steel material i for which the movement/non-movement discrimination variable y i is 0 (zero)) is defined as 0 (zero, z ij = 0) for any pile j. Therefore, the following equations (15-1), (15-2), and (15-3) hold.

Figure 0007506310000012
Figure 0007506310000012

(15-1)式は、鋼材iが、元山jあるいは新山jの何れか1つに移動するか否かが、鋼材iが非移動鋼材であるか否かと等価であることを表す。(15-2)式は、初期山Skからmax(Sk)を除いた部分にある鋼材iは、移動が必須の鋼材(yi=1)であるから、元山jあるいは新山jの何れか1つに移動する鋼材であることを表す。(15-3)式は、初期山Skにおけるmax(Sk)の部分にある鋼材iは、移動可否が決定要素となる鋼材であるから、元山jあるいは新山jの何れか1つに移動しても、元山jおよび新山jの何れに移動しなくてもよいこと(すなわち、移動鋼材であっても非移動鋼材であってもよいこと)を表す。 Formula (15-1) indicates that whether or not steel material i is moved to either original pile j or new pile j is equivalent to whether or not steel material i is a non-movable steel material. Formula (15-2) indicates that steel material i in the portion excluding max(S k ) from initial pile S k is a steel material that must be moved (y i = 1), and therefore is a steel material that will be moved to either original pile j or new pile j. Formula (15-3) indicates that steel material i in the portion of max(S k ) in initial pile S k is a steel material for which whether or not it can be moved is a determining factor, and therefore it may be moved to either original pile j or new pile j, or it may not be moved to either original pile j or new pile j (i.e., it may be a moved steel material or a non-movable steel material).

(f)元山へ積み替える際の制約(移動鋼材最終山割り当て変数zijを定義する制約、非移動最上段鋼材判別変数xiと、移動鋼材最終山割り当て変数zijおよび割り当て山識別変数qjとの関係を規定する制約)
元山(初期山)k(=1,・・・,p)を構成する鋼材ik(∈max(Sk))に対し、鋼材ikに上載せ可能な鋼材iの集合をU(ik)とする。鋼材ikが、元山kにおいて非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である場合(即ち、非移動最上段鋼材判別変数xiが1(xi=1)の場合)、鋼材ikに上載せできない鋼材iを、鋼材ikが属する元山kに配置することはできない。このことは、以下の(16)式で表される。(16)式により、実現不可能な最終山が得られることを禁止することができる。
(f) Constraints for transferring to the original mountain (constraints for defining the moving steel product final mountain allocation variable z ij , constraints for specifying the relationship between the non-moving topmost steel product discrimination variable x i and the moving steel product final mountain allocation variable z ij and the allocation mountain identification variable q j )
For steel materials i k (∈max(S k )) constituting original pile (initial pile) k (=1, ..., p), the set of steel materials i that can be placed on steel material i k is defined as U(i k ). If steel material i k is a non-movable steel material that is at the top of the non-movable steel materials in original pile k (i.e., if non-movable topmost steel material discrimination variable x i is 1 (x i = 1)), steel material i that cannot be placed on steel material i k cannot be placed in the original pile k to which steel material i k belongs. This is expressed by the following equation (16). Equation (16) makes it possible to prohibit an unrealizable final pile from being obtained.

Figure 0007506310000013
Figure 0007506310000013

ここで、本実施形態では、同一山禁止鋼材対集合Fにより、鋼材ikに上載せ可能な鋼材iの集合U(ik)を特定する。同一山禁止鋼材対集合Fは、以下の(17)式のように、任意の2つの鋼材の対{i,j}⊆Nの集合であって、前述した幅条件および長さ条件の少なくとも何れか一方を満たさない2つの鋼材の対の集合である。また、鋼材ikに上載せ可能な鋼材iの集合U(ik)は、鋼材ikだけでなく、初期山においてその下にある全ての鋼材との関係も考慮して定められる。即ち、鋼材ikおよびその下にある全ての鋼材と、鋼材ikに上載せする候補となる鋼材との対のそれぞれが、同一山禁止鋼材対集合Fに含まれていない場合に、当該鋼材ikに上載せする候補となる鋼材が、鋼材ikに上載せ可能な鋼材iの集合U(ik)に含まれる。 Here, in this embodiment, the set U(i k ) of steel materials i that can be placed on steel material i k is specified by the same-peak prohibited steel material pair set F. The same-peak prohibited steel material pair set F is a set of pairs of two steel materials {i, j} ⊆ N of any two steel materials, as shown in the following formula (17), and is a set of pairs of two steel materials that do not satisfy at least one of the width condition and the length condition described above. In addition, the set U(i k ) of steel materials i that can be placed on steel material i k is determined taking into consideration not only the relationship with steel material i k but also with all steel materials below it in the initial peak. In other words, when each pair of steel material i k and all steel materials below it, and a candidate steel material to be placed on steel material i k is not included in the same-peak prohibited steel material pair set F, the candidate steel material to be placed on the steel material i k is included in the set U(i k ) of steel materials i that can be placed on steel material i k .

Figure 0007506310000014
Figure 0007506310000014

また、最終山において鋼材ikの上に配置できる鋼材の数は、前述した高さ制約により制限される。元山kに属する鋼材ikにおける最下段から数えた場合の積段数(当該鋼材を含み、それより下にある鋼材の数であり最下段の積段数を1とした場合の積段数)をbikとすると、以下の(18-1)式により元山kの高さを制限できる。尚、(18-1)式において、bikのkは、iの下付き記号として表記される。 Furthermore, the number of steel materials that can be placed above steel material i k in the final pile is limited by the height constraint described above. If the number of stacked tiers of steel materials i k belonging to original pile k, counted from the bottom tier (the number of stacked tiers including the steel material in question and below it, and the number of stacked tiers when the number of stacked tiers of the bottom tier is 1), is designated as b ik , the height of original pile k can be limited by the following formula (18-1). Note that in formula (18-1), k in b ik is written as a subscript of i.

Figure 0007506310000015
Figure 0007506310000015

(18-1)式は、元山kに移動する鋼材iの総数は、当該元山k(初期山)に属する非移動鋼材のうち最上段の非移動鋼材の上に配置することができる鋼材の数の上限値以下でなければならないことを表す。(18-1)式の右辺は、元山kにおいて、鋼材ikの上にできる空きスペース(鋼材の数)を表す。(18-1)式により、実現不可能な最終山が得られることを禁止することができる。 Equation (18-1) indicates that the total number of steel materials i to be moved to original pile k must be equal to or less than the upper limit of the number of steel materials that can be placed above the topmost non-movable steel material belonging to that original pile k (initial pile). The right-hand side of equation (18-1) indicates the free space (number of steel materials) that can be created above steel material i k in original pile k. Equation (18-1) makes it possible to prevent an unrealizable final pile from being obtained.

(18-1)式は、max(Sk)に属する鋼材iごとに設定される制約式である。以下の(18-2)式のように、元山kごとに設定することもできる。 The formula (18-1) is a constraint formula set for each steel material i belonging to max(S k ). It can also be set for each original mine k, as in the following formula (18-2).

Figure 0007506310000016
Figure 0007506310000016

(18-2)式の左辺第1項は、元山kに移動する鋼材iの総数である。(18-2)式の左辺第2項は、max(Sk)に属する非移動鋼材の数である。(18-2)式の右辺は、最終山となる元山kの高さの上限値hを表す。尚、(18-2)式よりも(18-1)式の方が対象を限定した制約になるので、より適用対象の広い(18-2)式を用いる場合には(18-1)式は用いなくてもよい。 The first term on the left side of equation (18-2) is the total number of steel products i to be moved to original pile k. The second term on the left side of equation (18-2) is the number of non-moved steel products belonging to max(S k ). The right side of equation (18-2) represents the upper limit h of the height of original pile k, which will be the final pile. Note that equation (18-1) is a more specific constraint than equation (18-2), so when equation (18-2), which has a wider range of application, is used, equation (18-1) does not need to be used.

また、初期山k(=1,・・・,p)に属する鋼材ikが、非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である(非移動最上段鋼材判別変数xiが1(xi=1)である)場合、当該初期山(元山)kは、最終山になるので、以下の(19)式が成り立つ。 Furthermore, if the steel material i k belonging to the initial mountain k (=1, ..., p) is the non-moving steel material at the top of the non-moving steel materials (the non-moving topmost steel material discrimination variable x i is 1 (x i = 1)), the initial mountain (original mountain) k becomes the final mountain, and the following equation (19) holds.

Figure 0007506310000017
Figure 0007506310000017

また、元山(初期山)k(=1,・・・,p)が最終山(qk=1)となる条件は、当該元山kを構成する鋼材ik(∈max(Sk))の中に、非移動最上段鋼材判別変数xikが1(xik=1)となる鋼材が存在することであるので、以下の(19')式が成り立つ。 Furthermore, the condition for an original pile (initial pile) k (=1, ..., p) to become a final pile (q k = 1) is that among the steel materials i k (∈max(S k )) that make up the original pile k, there exists a steel material whose non-moving topmost steel material discrimination variable x ik is 1 (x ik = 1), and therefore the following equation (19') holds.

Figure 0007506310000018
Figure 0007506310000018

(19')式を用いなくても実行可能解を規定することができるが、(19')式を用いると、計算時間を短縮することができる。 It is possible to define a feasible solution without using equation (19'), but using equation (19') can reduce the calculation time.

(g)元山以外の最終山(新山)に対する山高さ制約
元山以外の最終山である新山j(=p+1,・・・,p+m)の高さに関する制約は、以下の(20)式で表される。
(g) Mountain Height Constraint for Final Mountain (New Mountain) Other Than the Original Mountain The constraint on the height of the new mountain j (=p+1, . . . , p+m), which is the final mountain other than the original mountain, is expressed by the following equation (20).

Figure 0007506310000019
Figure 0007506310000019

(20)式は、初期山から山jに移動する移動鋼材の総数は、最終山となる山jの高さの上限値h以下であることを表す。(20)式により、実現不可能な最終山が得られることを禁止することができる。
(h)その他の移動鋼材最終山割り当て変数zij、割り当て山識別変数qjに関する制約
新山j(=p+1,・・・,p+m(m=n))の何れかに移動する鋼材iがある(zij=1)場合、その山は最終山として存在するので、以下の(21)式が成り立つ。
Equation (20) expresses that the total number of moving steel products moving from the initial peak to peak j is equal to or less than the upper limit value h of the height of peak j that will become the final peak. Equation (20) makes it possible to prevent an unrealizable final peak from being obtained.
(h) Other constraints on the final pile assignment variable z ij and the assigned pile identification variable q j If there is a steel material i being moved to any of the new piles j (=p+1, ..., p+m (m=n)) (z ij = 1), that pile exists as the final pile, and the following equation (21) holds.

Figure 0007506310000020
Figure 0007506310000020

また、新山jについては、以下の(22)式のように、識別情報が小さいものが優先的に構築されるようにして解空間を制限するのが好ましい。 For Niiyama j, it is preferable to restrict the solution space by giving priority to solutions with smaller identification information, as shown in the following equation (22).

Figure 0007506310000021
Figure 0007506310000021

尚、(22)式は、元山(∀j∈{1,・・・,p})には適用されない。
(i)同一最終山禁止制約(幅、長さ制約)
移動鋼材が最終山に配置された際、最終山が積姿制約(幅制約、長さ制約)を満たすため、同一山禁止鋼材対集合Fに属する2つの鋼材i1、i2の対を同一の最終山jに配置することを禁止する制約を以下の(23)式のように定める。
Incidentally, equation (22) does not apply to Motoyama (∀j∈{1, . . . , p}).
(i) No same final mountain constraint (width, length constraint)
When the moving steel material is placed in the final pile, the final pile satisfies the stacking shape constraints (width constraint, length constraint), so a constraint that prohibits two pairs of steel materials i1, i2 belonging to the same pile prohibited steel material pair set F from being placed in the same final pile j is defined as shown in the following equation (23).

Figure 0007506310000022
Figure 0007506310000022

尚、(23)式の制約は、移動鋼材間での積姿制約であり、非移動鋼材と移動鋼材との間の積姿制約は、前述した(16)式により規定される。(23)式により、実現不可能な最終山が得られることを禁止することができる。 The constraint in equation (23) is a stack shape constraint between moving steel members, and the stack shape constraint between non-moving steel members and moving steel members is defined by the above-mentioned equation (16). Equation (23) makes it possible to prohibit the attainment of an unrealizable final peak.

(j)積み替え搬送順の定式化
以下の説明では、初期山における非移動鋼材の部分を、必要に応じて固定部と称する。また、当該初期山において固定部よりも上の、積み替えの為の搬送を行う部分を、必要に応じて移動部と称する。初期山の固定部に属する鋼材は、当該初期山の最下段から非移動最上段鋼材判別変数xiが1(xi=1)となる鋼材iの積段数まで各段にある鋼材である。
(j) Formulation of the transfer transport order In the following explanation, the portion of the initial pile where the non-moving steel products are transported will be referred to as the fixed portion as necessary. Also, the portion of the initial pile above the fixed portion where the transport for transfer is performed will be referred to as the moving portion as necessary. The steel products belonging to the fixed portion of the initial pile are the steel products in each layer from the bottom of the initial pile to the stacking layer number of the steel product i where the non-moving topmost steel product discrimination variable x i is 1 (x i = 1).

初期山の固定部の上部にある鋼材を差し替える際の鋼材の搬送順を厳密に定式化する上で、初期山から鋼材を搬送(初期山を分解)する際の初期搬送順のみならず、仮置きが発生する鋼材については、仮山(仮置場)から最終山(最終置場)へ搬送する最終搬送順も含めた全ての搬送に対する順序関係を定める必要がある。初期山の固定部の上部にある鋼材に対して差し替えられる鋼材は、当該初期山とは別の山(初期山または仮山)の鋼材、または、当該初期山から再び当該初期山に戻される鋼材である。 In strictly formulating the order of transport of steel materials when replacing the steel materials at the top of the fixed part of the initial pile, it is necessary to determine not only the initial transport order when transporting steel materials from the initial pile (disassembling the initial pile), but also the order relationship for all transports, including the final transport order from the temporary pile (temporary storage area) to the final pile (final storage area) for steel materials that will be temporarily stored. The steel materials that will replace the steel materials at the top of the fixed part of the initial pile are steel materials from a pile other than the initial pile (initial pile or temporary pile), or steel materials that will be returned from the initial pile to the initial pile.

一方、初期山の固定部の上部にある鋼材を差し替える際の鋼材の初期搬送順のみの順序関係を定めることにより、初期山の固定部の上部にある鋼材を差し替える際の鋼材の搬送順を必要条件または十分条件として拘束する簡易的な定式化が可能である。本実施形態では、このような簡易的な定式化を行う場合を例に挙げて説明する。尚、厳密な定式化は、後述する第2の実施形態で説明する。 On the other hand, by determining the order relationship only for the initial transport order of the steel materials when replacing the steel materials located above the fixed part of the initial ridge, it is possible to make a simple formulation that restricts the transport order of the steel materials when replacing the steel materials located above the fixed part of the initial ridge as a necessary or sufficient condition. In this embodiment, an example of such a simple formulation will be described. Note that a strict formulation will be described in the second embodiment described later.

(j-1)初期搬送順変数tii'に関する制約
初期山Skの固定部の上部にある鋼材(移動部の鋼材)は、初期搬送が必須となる。このような鋼材の集合Imを以下の(24)式のように定義すると、以下の(25-1)式~(25-3)式、(26)式が得られる。Imを、必要に応じて、移動が必須となる鋼材集合と称する。また、tii'は、(5)式に示すように、鋼材iが鋼材i'よりも初期搬送順が先となる場合に1、そうでない場合に0となる変数である。
(j-1) Constraint on initial transport order variable t ii' The steel material (steel material in the moving part) located at the top of the fixed part of the initial pile S k is required to be initially transported. If a set I m of such steel materials is defined as in the following formula (24), the following formulas (25-1) to (25-3) and (26) are obtained. I m is referred to as a set of steel materials that are required to be moved, as necessary. In addition, t ii' is a variable that is 1 when steel material i is earlier than steel material i' in the initial transport order, as shown in formula (5), and is 0 otherwise.

Figure 0007506310000023
Figure 0007506310000023

(25-1)式は、初期山Skの固定部の上部にある鋼材i、i'が共に移動が必須となる鋼材集合Imに含まれ、且つ、異なる鋼材である場合、鋼材i、i'の一方の初期搬送順が先となり他方の初期搬送順が後になること(tii'またはti'iの何れか一方のみが1となること)を表す。 Equation (25-1) expresses that when steel materials i, i' located at the top of the fixed portion of the initial mountain S k are both included in the steel material set I m that requires movement, and are different steel materials, the initial transport order of one of steel materials i, i' will be first and the initial transport order of the other will be later (only one of t ii' or t i'i will be 1).

(25-2)式において、Imの上に-が付されている記号は、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれない鋼材iの集合(Imの補集合)を指す。この記号の意味は、その他の式でも同じである。移動が必須となる鋼材集合Imに含まれない鋼材iは、移動鋼材であるか(初期搬送が必須か)否かが確定していない鋼材である。 In formula (25-2), the symbol with a - sign above I m indicates the set of steel materials i that are not included in the set of steel materials I m for which movement is mandatory (the complement of I m ). The meaning of this symbol is the same in other formulas. Steel materials i that are not included in the set of steel materials I m for which movement is mandatory are steel materials for which it has not been determined whether they are movable steel materials (whether initial transportation is mandatory) or not.

(25-2)式は、初期山Skの固定部の上部にある鋼材i'が、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれ、且つ、鋼材iが、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれず、且つ、鋼材i、i'が異なる鋼材である場合、鋼材iが移動鋼材(移動有無判別変数yiが1(yi=1))であるときに、鋼材i、i'の一方の初期搬送順が先となり他方の初期搬送順が後になること(tii'またはti'iの何れか一方のみが1となること)を表す。一方、鋼材iが非移動鋼材(移動有無判別変数yiが0(ゼロ)(yi=0))である場合には、鋼材i、i'の初期搬送順の順序関係は定められない(tii'およびti'iは0となる)。 Equation (25-2) expresses that, in the case where steel material i' at the top of the fixed portion of initial pile S k is included in the steel material set I m for which movement is essential, and steel material i is not included in the steel material set I m for which movement is essential, and steel materials i and i' are different steel materials, when steel material i is a moving steel material (movement presence/absence discrimination variable y i is 1 (y i = 1)), the initial transportation order of one of steel materials i and i' comes first and the initial transportation order of the other comes later (only one of t ii' or t i'i is 1). On the other hand, when steel material i is a non-moving steel material (movement presence/absence discrimination variable y i is 0 (zero) (y i = 0)), the order relationship of the initial transportation order of steel materials i and i' is not determined (t ii' and t i'i are 0).

(25-3)式は、移動が必須となる鋼材集合Imに鋼材i、i'が含まれず、且つ、鋼材i、i'が異なる鋼材である場合、鋼材i、i'が移動鋼材(移動有無判別変数yi、yi'が1(yi=1、yi'=1))であるときに、鋼材i、i'の一方の初期搬送順が先となり他方の初期搬送順が後になること(tii'またはti'iの何れか一方のみが1となること)を表す。 Equation (25-3) expresses that when steel materials i, i' are not included in the steel material set I m for which movement is required, and steel materials i, i' are different steel materials, then when steel materials i, i' are moved steel materials (movement presence/absence discrimination variables y i , y i' are 1 (y i = 1, y i' = 1)), the initial transport order of one of steel materials i, i' will be first and the initial transport order of the other will be later (only one of t ii' or t i'i will be 1).

(26)式は、鋼材i、i'、i''が異なる鋼材である場合、鋼材iが鋼材i'より先に初期搬送され、鋼材i'が鋼材i''より先に初期搬送されるのであれば、鋼材iは、鋼材i''より先に初期搬送されることを表す。 Equation (26) indicates that when steel materials i, i', and i'' are different steel materials, if steel material i is initially transported before steel material i', and if steel material i' is initially transported before steel material i'', then steel material i is initially transported before steel material i''.

(j-2)初期山分解順制約
初期山Skから鋼材を搬送(初期山を分解)する場合、初期山Skの上にある鋼材から搬送する必要がある。従って、以下の(27-1)式~(27-3)式が成り立つ。
(j-2) Initial pile disassembly order constraint When transporting steel products from the initial pile S k (disassembling the initial pile), it is necessary to transport the steel products from the top of the initial pile S k first. Therefore, the following formulas (27-1) to (27-3) hold.

Figure 0007506310000024
Figure 0007506310000024

(27-1)式は、鋼材i、i'が、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれる場合であって、上に鋼材iがあり、下に鋼材i'である場合、鋼材iは鋼材i'より先に初期搬送されることを表す。
(27-2)式は、鋼材iが、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれ、且つ、鋼材i'が、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれない鋼材iの集合(Imの補集合)に含まれる場合であって、上に鋼材iがあり、下に鋼材i'である場合、鋼材i'が移動鋼材(移動有無判別変数yiが1(yi'=1))であるときに、鋼材iは鋼材i'より先に搬送されることを表す。一方、鋼材i'が非移動鋼材(移動有無判別変数yi'が0(ゼロ)(yi'=0))である場合には、鋼材i、i'の初期搬送順の順序関係は定められない(tii'は0となる)。
Equation (27-1) expresses that when steel materials i and i' are included in a set of steel materials I m that requires movement, and when steel material i is on top and steel material i' is below, steel material i will be initially transported before steel material i'.
Equation (27-2) represents that when steel material i is included in a set of steel materials I m for which movement is mandatory, and steel material i' is included in a set (complement of I m ) of steel materials i that are not included in a set of steel materials I m for which movement is mandatory, and when steel material i is on top and steel material i' is on the bottom, if steel material i' is a moving steel material (movement or non-movement discrimination variable y i is 1 (y i ' = 1)), steel material i will be transported before steel material i'. On the other hand, if steel material i' is a non-moving steel material (movement or non-movement discrimination variable y i ' is 0 (zero) (y i ' = 0)), the order relationship of the initial transport order of steel materials i and i' cannot be determined (t ii ' is 0).

(27-3)式は、鋼材i、i'が、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれない鋼材iの集合(Imの補集合)に含まれる場合であって、上に鋼材iがあり、下に鋼材i'である場合、鋼材i'が移動鋼材(移動有無判別変数yiが1(yi'=1))であるときに、鋼材iは鋼材i'より先に搬送されることを表す。一方、鋼材i'が非移動鋼材(移動有無判別変数yi'が0(ゼロ)(yi'=0))である場合には、鋼材i、i'の初期搬送順の順序関係は定められない(tii'は0となる)。 Equation (27-3) expresses that in the case where steel materials i, i' are included in a set (complement of I m) of steel materials i that are not included in the set I m of steel materials for which movement is mandatory, and where steel material i is on top and steel material i' is on the bottom, if steel material i' is a moving steel material (movement or non-movement discrimination variable y i is 1 (y i ' = 1)), steel material i will be transported before steel material i'. On the other hand, if steel material i' is a non-moving steel material (movement or non-movement discrimination variable y i ' is 0 (zero) (y i ' = 0)), the order relationship of the initial transport order of steel materials i, i' cannot be determined (t ii ' is 0).

(j-3)仮置き発生条件制約
初期山Skから最終山に鋼材を積み替える際に、2つの鋼材間で、初期山Skから初期搬送する順番と、払出順とが食い違う場合(2つの鋼材において先に初期搬送される鋼材が先に払い出される場合(即ち、初期搬送順の先後と払出順の先後とが同じである場合))、先に初期搬送される鋼材は仮置きが必要になる。従って、以下の(28)式が成り立つ。
(j-3) Temporary placement occurrence condition constraint When transferring steel materials from the initial pile S k to the final pile, if the order of initial transportation from the initial pile S k differs from the dispensing order between two steel materials (if the steel material that is initially transported first among the two steel materials is dispensing first (i.e., if the order of initial transportation and the order of dispensing are the same)), the steel material that is initially transported first needs to be temporarily placed. Therefore, the following formula (28) holds.

Figure 0007506310000025
Figure 0007506310000025

(28)式は、鋼材iが鋼材i'よりも先に払い出される場合、鋼材i、i'が同一の最終山jに配置され、鋼材iが鋼材i'よりも先に初期搬送されるときに、鋼材iは仮置きが必要になることを表す。 Equation (28) indicates that when steel material i is discharged before steel material i', steel material i and i' are placed in the same final pile j, and when steel material i is initially transported before steel material i', steel material i needs to be temporarily placed.

(j-4)固定部上部(移動部)差替え制約
固定部と移動部の両方が存在する初期山Skでは、移動部に属する鋼材(移動鋼材)の差し替えが行われる。
図2は、移動鋼材の差し替えの一例を示す図である。図2の左側は、初期山Skの山姿の一例を示し、図2の右側は、移動鋼材の差し替えを行うことにより得られる最終山の山姿の一例を示す。
(j-4) Fixed Section Upper Part (Moving Section) Replacement Constraint In an initial mountain S k where both a fixed section and a moving section exist, replacement of steel materials (moving steel materials) belonging to the moving section is performed.
Fig. 2 is a diagram showing an example of the replacement of a movable steel material. The left side of Fig. 2 shows an example of the shape of an initial peak S k , and the right side of Fig. 2 shows an example of the shape of a final peak obtained by replacing the movable steel material.

図2に示す例では、鋼材201、202が初期山Skの固定部に属する。鋼材203~205が初期山Skの移動部に属する。初期山Sk(k=1,・・・,p)において、移動部に属する鋼材iの集合をSk と定義する(このSk は、前述したSk (i)とは異なる記号である)。図2に示す例では、鋼材203~205が、移動部に属する鋼材iの集合Sk である。移動部に属する鋼材iの集合Sk を、必要に応じて、移動部鋼材集合Sk と称する。 In the example shown in FIG. 2, steel materials 201 and 202 belong to the fixed portion of initial peak S k . Steel materials 203 to 205 belong to the moving portion of initial peak S k . In initial peak S k (k=1, ..., p), the set of steel materials i that belong to the moving portion is defined as S k (this S k is a different symbol from the above-mentioned S k (i)). In the example shown in FIG. 2, steel materials 203 to 205 are the set S k of steel materials i that belong to the moving portion. The set S k of steel materials i that belong to the moving portion will be referred to as the moving portion steel material set S k as necessary.

また、初期山Skにおいて、固定部の上に新たに積まれる鋼材の集合をEk と定義する。図2に示す例では、鋼材204、206、207が、初期山Skの固定部の上に新たに積まれる鋼材の集合Ek である。初期山Skの固定部の上に新たに積まれる鋼材の集合Ek を、必要に応じて、固定部上積載鋼材集合Ek と称する。尚、図2において、鋼材204は、図2に示す初期山Skから仮山(仮置場)に初期搬送された後、当該初期山Skに再搬送(最終搬送される)鋼材である。鋼材206、207は、図2に示す初期山Skとは別の山(初期山または仮山)から図2に示す初期山Skに最終搬送される鋼材である。 In addition, in the initial pile S k , a set of steel materials newly piled on the fixed part is defined as E k . In the example shown in FIG. 2, steel materials 204, 206, and 207 are the set of steel materials E k ↓ newly piled on the fixed part of the initial pile S k . The set of steel materials E k newly piled on the fixed part of the initial pile S k is referred to as a set of steel materials E k loaded on the fixed part as necessary. In FIG. 2, steel material 204 is a steel material that is initially transported from the initial pile S k shown in FIG. 2 to a temporary mountain (temporary storage site) and then re-transported (finally transported) to the initial pile S k . Steel materials 206 and 207 are steel materials that are finally transported to the initial pile S k shown in FIG. 2 from a mountain (initial mountain or temporary mountain) different from the initial pile S k shown in FIG. 2.

初期山Skの移動部に属する鋼材(移動鋼材)の差し替えに際しては、初期山Skの移動部に属する鋼材が、当該初期山Skに最終搬送される鋼材よりも先に初期搬送される必要がある。図2に示す例では、鋼材203~205の初期搬送が、鋼材204~207の最終搬送よりも先である必要がある。従って、固定部と移動部の両方が存在する初期山Skにおいて、移動部に属する鋼材(移動鋼材)を、当該移動部に属する鋼材が初期搬送された後に固定部の上に最終搬送される鋼材に差し替えるための条件は、移動部鋼材集合Sk (に含まれる鋼材)の初期搬送が、固定部上積載鋼材集合Ek (に含まれる鋼材)の最終搬送よりも先に行わなければならない。この条件を、必要に応じて、差替え条件と称し、差替え条件を示す制約を、必要に応じて、固定部上部差替え制約と称する。 When replacing steel materials (movable steel materials) belonging to the moving part of the initial pile S k , the steel materials belonging to the moving part of the initial pile S k must be initially transported before the steel materials that are finally transported to the initial pile S k . In the example shown in FIG. 2, the initial transport of the steel materials 203-205 must be earlier than the final transport of the steel materials 204-207. Therefore, in an initial pile S k in which both a fixed part and a moving part exist, the condition for replacing the steel materials (movable steel materials) belonging to the moving part with the steel materials that are finally transported onto the fixed part after the initial transport of the steel materials belonging to the moving part is that the initial transport of the moving part steel material set S k (steel materials included in the moving part steel material set E k ↓) must be performed before the final transport of the fixed part loaded steel material set E k (steel materials included in the moving part steel material set). This condition is referred to as a replacement condition as necessary, and the constraint indicating the replacement condition is referred to as a fixed part upper part replacement constraint as necessary.

差替え条件(固定部上部差替え制約)は、移動部鋼材集合Sk (に含まれる鋼材)および固定部上積載鋼材集合Ek (に含まれる鋼材)の全体に対して課すこともできるが、移動部鋼材集合Sk および固定部上積載鋼材集合Ek それぞれの最下段にある鋼材間で、成立することを保証すればよい。 The replacement condition (fixed section upper replacement constraint) can be imposed on the entire movable section steel material set S k (the steel materials contained therein) and the entire steel material set E k loaded on the fixed section (the steel materials contained therein), but it is only necessary to ensure that it is satisfied between the steel materials at the bottommost levels of each of the movable section steel material set S k and the steel material set E k loaded on the fixed section.

移動部鋼材集合Sk の最下段にある鋼材をiSbとし、固定部上積載鋼材集合Ek の最下段にある鋼材をiEbとする。図2に示す例では、鋼材203がiSbであり、鋼材204が鋼材iEbである。鋼材iSbの初期搬送が鋼材iEbの最終搬送よりも先である(「鋼材iSbの初期搬送順<鋼材iEbの最終搬送順」となる)ことが差替えの必要十分条件である。 The steel material at the bottom of the movable section steel material collection S k is designated as i Sb , and the steel material at the bottom of the fixed section steel material collection E k is designated as i Eb . In the example shown in Fig. 2, steel material 203 is i Sb , and steel material 204 is steel material i Eb . A necessary and sufficient condition for replacement is that the initial transport of steel material i Sb precedes the final transport of steel material i Eb ("initial transport order of steel material i Sb < final transport order of steel material i Eb ").

移動部鋼材集合Sk の最下段にある鋼材iSbの直下にある鋼材(固定部の最上段にある鋼材)をiSfとする。鋼材iSfは、max(Sk)の中にある。図2に示す例では、鋼材202がiSfである。一方、固定部上積載鋼材集合Ek の最下段にある鋼材iEbは、固定部の最上段にある鋼材iSfよりも払出順が先の鋼材であればよく、特定できない。従って、差替え条件(固定部上部差替え制約)は、「鋼材iSbの初期搬送順<固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順」となる。 The steel material immediately below the steel material i Sb at the bottom of the movable steel material collection S k (the steel material at the top of the fixed part) is designated as i Sf . Steel material i Sf is within max(S k ). In the example shown in FIG. 2, steel material 202 is i Sf . On the other hand, steel material i Eb at the bottom of the fixed steel material collection E k can be any steel material that is earlier in the withdrawal order than steel material i Sf at the top of the fixed part, and cannot be specified. Therefore, the replacement condition (fixed part upper part replacement constraint) is "initial transport order of steel material i Sb < final transport order of any steel material i E in the fixed steel material collection E k ".

更に、本実施形態では、最終搬送順を規定しないので、初期搬送順と最終搬送順の順序関係を規定することができない。従って、差替えの十分条件を固定部上部差替え制約として、「鋼材iSbの初期搬送順<固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの初期搬送順(≦固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順)」を、以下の(29-1)式のように規定する。また、(29-1)式の右辺に、鋼材iEに対する仮置き発生有無変数riEを加えると、以下の(29-2)式のように、差替えの必要条件を示す制約を、固定部上部差替え制約として規定することができる。尚、(29-2)式において、riEのEはiの下付き記号として表記される。また、(29-2)式において、riEに代えて、鋼材iSfに対する仮置き発生有無変数riSfを用いてもよい。差替えの必要条件を示す制約(固定部上部差替え制約)は、(29-2)式以外の式で表すこともできる。例えば、(29-2)式に代えて、以下の(29-3)式を用いてもよい。 Furthermore, in this embodiment, since the final conveying order is not specified, the order relationship between the initial conveying order and the final conveying order cannot be specified. Therefore, the sufficient condition for replacement is set as the upper-fixed-part replacement constraint, and "initial conveying order of steel material i Sb < initial conveying order of any steel material i E in the steel material set E k loaded on the fixed part (≦ final conveying order of any steel material i E in the steel material set E k loaded on the fixed part)" is specified as in the following formula (29-1). Furthermore, by adding a temporary placement occurrence variable r iE for steel material i E to the right side of formula (29-1), a constraint indicating a necessary condition for replacement can be specified as the upper-fixed-part replacement constraint, as in the following formula (29-2). In formula (29-2), E in r iE is expressed as a subscript of i. In formula (29-2), a temporary placement occurrence variable r iSf for steel material i Sf may be used instead of r iE . The constraint indicating the necessary condition for replacement (fixed portion upper replacement constraint) can be expressed by an equation other than equation (29-2). For example, the following equation (29-3) may be used instead of equation (29-2).

Figure 0007506310000026
Figure 0007506310000026

(29-1)式は、鋼材iSfがmax(Sk)の中にある場合、当該鋼材iSfが、非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材(xiSf=1)であり、且つ、鋼材iEを初期山Skに配置する(ziEk=1)とき、移動部鋼材集合Sk の最下段にある鋼材iSbの初期搬送は、鋼材iEの初期搬送よりも先でなければならない(tiSbiE=1)ことを表す。ただし、鋼材iEが仮置きとなり、その最終搬送順が鋼材iSbの初期搬送順より後であれば、初期搬送順において鋼材iEが先であっても差替えは成立するので、この条件は十分条件となる。尚、(29-1)式において、xiSfのSfはiの下付き記号として表記される。ziEkのEはiの下付き記号として表記される。tiSbiEのSbはiの下付きの記号として表記され、Eはiの下付きの記号として表記される。 Formula (29-1) indicates that when steel material i Sf is within max(S k ), the steel material i Sf is the non-moving steel material at the top of the non-moving steel materials (x iSf =1), and when steel material i E is placed in the initial pile S k (z iEk =1), the initial transport of steel material i Sb at the bottom of the moving steel material set S k must precede the initial transport of steel material i E (t iSbiE =1). However, if steel material i E is temporarily placed and its final transport order is later than the initial transport order of steel material i Sb , the replacement is established even if steel material i E is first in the initial transport order, so this condition is a sufficient condition. In formula (29-1), Sf of x iSf is expressed as a subscript of i. E of z iEk is expressed as a subscript of i. In t iSbiE , Sb is written as a subscript symbol of i, and E is written as a subscript symbol of i.

(29-2)式は、鋼材iEが仮置きされる(riE=1)ときは、自明の式となり、制約にならない。従って必要条件である。(29-2)式は、鋼材iEが仮置きされないときに、(29-1)式で説明した制約が課せられることを表す。 When the steel material iE is temporarily placed (r iE = 1), the formula (29-2) becomes a self-evident formula and is not a constraint. Therefore, it is a necessary condition. The formula (29-2) indicates that the constraint explained in the formula (29-1) is imposed when the steel material iE is not temporarily placed.

(29-3)式は、鋼材iSkが初期山Skにある場合、鋼材iCを初期山Skに配置し(ziCk=1)、且つ、鋼材iCの初期搬送が鋼材iSkの初期搬送よりも先であるとき(tiCiSk=1)、鋼材iCは仮置きをしなければならない(riC=1)ことを表す。鋼材iCの初期搬送が鋼材iSkの最終搬送よりも先であれば、差替え条件(必要十分条件)を満たすので、(29-3)式は、差替えの必要条件を示す制約となる。(29-3)式は、移動部鋼材集合Sk の鋼材の初期搬送より先に固定部上積載鋼材集合Ek の鋼材の初期搬送がされる場合、固定部上積載鋼材集合Ek の鋼材が仮置きとなることを要請するものである。
尚、(29-3)式において、ziCk、tiCiSk、riCのCはiの下付きの記号として表記され、tiCiSkのSkはiの下付きの記号として表記される。
Equation (29-3) indicates that when steel material i Sk is in initial pile S k , steel material i C is placed in initial pile S k (z iCk =1), and when the initial transport of steel material i C precedes the initial transport of steel material i Sk (t iCiSk =1), steel material i C must be temporarily placed (r iC =1). If the initial transport of steel material i C precedes the final transport of steel material i Sk , the replacement condition (necessary and sufficient condition) is satisfied, so equation (29-3) becomes a constraint indicating the necessary condition for replacement. Equation (29-3) requests that when the initial transport of steel material in steel material set E k loaded on the fixed part is performed before the initial transport of steel material in steel material set S k , the steel material in steel material set E k loaded on the fixed part is temporarily placed.
In addition, in the formula (29-3), C in z iCk , t iCiSk , and r iC is written as a subscript symbol of i, and Sk in t iCiSk is written as a subscript symbol of i.

制約式・目的関数設定部102は、例えば、(9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(25-1)式~(25-3)式と、(26)式と、(27-1)式~(27-3)式と、(28)式と、(29-1)式と、(29-2)式または(29-3)式に対し、i、j、S、Sk、p、n、N、F、h、bi、mを設定することにより、制約式を設定する。 The constraint equation/objective function setting unit 102 sets the constraint equations by setting i, j, S, S k , p, n, N, F, h, b i , and m for, for example, equations (9) to (13), equations (14-1) to (14-2), equations (15-1) to (15-3), equations (16) to (17), equations (18-1) or (18-2), equation (19), equation (19′), equations (20) to (23), equations (25-1) to (25-3), equation (26), equations (27-1) to (27-3), equation ( 28 ) , equation (29-1), and equation (29-2) or (29-3).

<<目的関数>>
次に、目的関数について説明する。
前述したように本実施形態では、鋼材の総搬送回数の最小化と、最終山の総数の最小化とを目的とする。鋼材の総搬送回数は、移動鋼材の総数と仮置鋼材の総数との和で表される。従って、以下の(30)式に示す目的関数Jを用いる。
<<Objective function>>
Next, the objective function will be described.
As described above, the objective of this embodiment is to minimize the total number of steel material conveyances and the total number of final piles. The total number of steel material conveyances is expressed as the sum of the total number of moving steel materials and the total number of temporarily placed steel materials. Therefore, the objective function J shown in the following equation (30) is used.

Figure 0007506310000027
Figure 0007506310000027

本実施形態では、(30)式に示すように、鋼材の総搬送回数((30)式のΣ(yi
+ri))と、最終山の総数((30)式のΣqj)との重み付き線形和を目的関数とする。尚、重み付き線形和とは、鋼材の総搬送回数に対する重み係数k1、最終山の総数に対する重み係数k2を、鋼材の総搬送回数、最終山の総数にそれぞれ乗算した値を加算したものをいう。鋼材の総搬送回数に対する重み係数k1は、鋼材の総搬送回数に対する評価の、最終山の総数に対する評価とのバランスを表す係数である。最終山の総数に対する重み係数k2は、最終山の総数に対する評価の、鋼材の総搬送回数に対する評価とのバランスを表す係数である。最終山の総数に対する重み係数k2よりも鋼材の総搬送回数に対する重み係数k1を大きな値を設定した場合、例えば、最終山の総数を1つ減らすよりも鋼材の総搬送回数を1つ減らした方が、目的関数Jの値の減少量は大きくなる。従って、この場合の目的関数Jは、最終山の総数に対する評価よりも鋼材の総搬送回数に対する評価に重きを置いた目的関数になる。逆に、鋼材の総搬送回数に対する重み係数k1よりも最終山の総数に対する重み係数k2を大きな値を設定した場合、例えば、鋼材の総搬送回数を1つ減らすよりも最終山の総数を1つ減らした方が、目的関数Jの値の減少量は大きくなる。従って、この場合の目的関数Jは、鋼材の総搬送回数に対する評価よりも最終山の総数に対する評価に重きを置いた目的関数になる。このように(30)式の目的関数Jでは、重み係数k1、k2により、鋼材の総搬送回数に対する評価と、最終山の総数に対する評価とのバランスをとることができる。即ち、(30)式は、このような評価のバランスをとったうえでの(このような評価のバランスの条件下での)、鋼材の総搬送回数の最小値と最終山の総数の最小値とを求める目的関数である。このように、鋼材の総搬送回数(移動鋼材の総数および仮置きされる鋼材の総数)と最終山の総数とを決定変数として有する(30)式を目的関数Jとして用いることにより、鋼材の総搬送回数の最小化と、最終山の総数の最小化とのバランスがとれるようになる。
In this embodiment, as shown in equation (30), the total number of conveyances of steel materials (Σ(y i
The objective function is a weighted linear sum of the total number of conveyances of steel material (Σq j in equation (30)) and the total number of final peaks (Σq j in equation (30 ) ). The weighted linear sum refers to the sum of the values obtained by multiplying the weighting coefficient k 1 for the total number of conveyances of steel material and the weighting coefficient k 2 for the total number of final peaks by the total number of conveyances of steel material and the total number of final peaks, respectively. The weighting coefficient k 1 for the total number of conveyances of steel material is a coefficient that represents the balance between the evaluation of the total number of conveyances of steel material and the evaluation of the total number of final peaks. The weighting coefficient k 2 for the total number of final peaks is a coefficient that represents the balance between the evaluation of the total number of final peaks and the evaluation of the total number of conveyances of steel material. If the weighting coefficient k 1 for the total number of conveyances of steel material is set to a value larger than the weighting coefficient k 2 for the total number of final peaks, for example, the amount of decrease in the value of the objective function J is greater when the total number of conveyances of steel material is reduced by one than when the total number of final peaks is reduced by one. Therefore, the objective function J in this case is an objective function that places more importance on the evaluation of the total number of conveyances of steel materials than on the evaluation of the total number of final peaks. Conversely, if the weighting coefficient k2 for the total number of final peaks is set to a value greater than the weighting coefficient k1 for the total number of conveyances of steel materials, for example, the reduction in the value of the objective function J is greater when the total number of final peaks is reduced by one than when the total number of conveyances of steel materials is reduced by one. Therefore, the objective function J in this case is an objective function that places more importance on the evaluation of the total number of final peaks than on the evaluation of the total number of conveyances of steel materials. In this way, the objective function J in formula ( 30 ) can balance the evaluation of the total number of conveyances of steel materials and the evaluation of the total number of final peaks by the weighting coefficients k1 and k2. In other words, formula (30) is an objective function that finds the minimum value of the total number of conveyances of steel materials and the minimum value of the total number of final peaks after balancing such evaluations (under the conditions of such balance of evaluations). In this way, by using equation (30) as the objective function J, which has the total number of steel transports (total number of steel materials to be moved and total number of steel materials to be temporarily stored) and the total number of final piles as decision variables, a balance can be achieved between minimizing the total number of steel transports and minimizing the total number of final piles.

制約式・目的関数設定部102は、例えば、(30)式に対してi、j、k1、k2を設定することにより、目的関数Jを設定する。 The constraint equation/objective function setting unit 102 sets the objective function J by setting i, j, k 1 , and k 2 for equation (30), for example.

[最適化計算部103]
最適化計算部103は、第1の最適化計算と、第2の最適化計算を行う。第2の最適化計算は、第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満足しない場合に実行される。一方、第1の最適化計算の結果(最適解)が差替え条件を満足する場合、第2の最適化計算は行われない。
[Optimization calculation unit 103]
The optimization calculation unit 103 performs a first optimization calculation and a second optimization calculation. The second optimization calculation is performed when the result (optimal solution) of the first optimization calculation does not satisfy the replacement condition. On the other hand, when the result (optimal solution) of the first optimization calculation satisfies the replacement condition, the second optimization calculation is not performed.

第1の最適化計算では、固定部上部(移動部)差替え制約についての制約式((29-1)式~(29-3)式)のうち、差替えの必要条件を示す制約式((29-2)式または(29-3)式)が用いられる。第2の最適化計算では、固定部上部(移動部)差替え制約についての制約式((29-1)式~(29-3)式)のうち、差替えの十分条件を示す制約式((29-1)式)が用いられる。 In the first optimization calculation, of the constraint equations (equations (29-1) to (29-3)) for the fixed part upper (moving part) replacement constraint, the constraint equation (equation (29-2) or (29-3)) indicating the necessary condition for replacement is used. In the second optimization calculation, of the constraint equations (equations (29-1) to (29-3)) for the fixed part upper (moving part) replacement constraint, the constraint equation (equation (29-1)) indicating the sufficient condition for replacement is used.

従って、最適化計算部103は、(9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(25-1)式~(25-3)式と、(26)式と、(27-1)式~(27-3)式と、(28)式と、(29-2)式または(29-3)式の制約式を満足する範囲で、(30)式の目的関数Jの値が最小になるときの決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、割り当て山識別変数qj、仮置き発生有無変数ri、および初期搬送順変数tii')を最適解として算出することにより、第1の最適化計算を実行する。尚、最適解の算出は、最適化問題を混合整数計画法などの数理計画法により解くための公知のアルゴリズム(solverなどの利用を含む)を用いることにより実現できる。 Therefore, the optimization calculation unit 103 calculates the decision variables (non-moved topmost steel material discrimination variable x j , movement/non-movement discrimination variable y i , moved steel material final mountain allocation variable z ij , allocated mountain identification variable q j ) when the value of the objective function J in equation (30) is minimized within the range satisfying the constraint equations of equations (9) to (13), (14-1) to (14-2), (15-1) to (15-3), (16) to (17), (18-1) or (18-2), (19), (19'), (20) to (23), (25-1) to ( 25-3 ) , (26), (27-1) to (27-3), ( 28) , and (29-2) or ( 29-3) . , temporary placement occurrence variable r i , and initial transport order variable t ii′ ) as an optimal solution, thereby executing a first optimization calculation. Note that the calculation of the optimal solution can be realized by using a known algorithm (including the use of a solver, etc.) for solving an optimization problem by mathematical programming such as mixed integer programming.

また、最適化計算部103は、(9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(25-1)式~(25-3)式と、(26)式と、(27-1)式~(27-3)式と、(28)式と、(29-1)式の制約式を満足する範囲で、(30)式の目的関数Jの値が最小になるときの決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、割り当て山識別変数qj、仮置き発生有無変数ri、および初期搬送順変数tii')を最適解として算出することにより、第2の最適化計算を実行する。 The optimization calculation unit 103 also calculates the decision variables (non-moved topmost steel material discrimination variable x j , movement/non-movement discrimination variable y i , moved steel material final mountain allocation variable z ij , allocated mountain identification variable q j , provisional placement occurrence/non-occurrence variable r i ) when the value of the objective function J in the equation (30) is minimized within a range satisfying the constraint equations of the equations (9) to (13), (14-1) to (14-2), (15-1) to (15-3), (16) to (17), (18-1) or (18-2), (19), (19'), (20) to ( 23 ), (25-1) to (25-3), (26), (27-1) to (27-3 ) , ( 28) , and ( 29-1 ) , and the initial transport order variable t ii′ ) as an optimal solution, thereby executing a second optimization calculation.

[判定部104]
前述したように、第1の最適化計算では、固定部上部(移動部)差替え制約についての制約式((29-1)式~(29-3)式)のうち、差替えの必要条件を示す制約式((29-2)式または(29-3)式)が用いられる。従って、第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件(「鋼材iSbの初期搬送順<固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順」)を満たさない可能性がある。このため、判定部104は、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たすか否かを判定する。この判定は、第1の最適化計算の結果に基づいて判定部104が自動的に行うことができる。また、最適化計算部103は、第1の最適化計算の結果(最適解)を示す情報を表示装置に表示してもよい。この場合、オペレータは、当該表示に基づいて差替え条件を満たすか否かを確認し、確認した結果をヤード管理装置100に入力する。判定部104は、当該入力の結果に基づいて、第1の最適化計算の結果(最適解)が差替え条件を満たすか否かを判定する。
[Determination unit 104]
As described above, in the first optimization calculation, among the constraint equations (equations (29-1) to (29-3)) for the fixed section upper (movable section) replacement constraint, the constraint equation (equation (29-2) or (29-3)) indicating the necessary conditions for replacement is used. Therefore, there is a possibility that the result of the first optimization calculation (optimum solution) does not satisfy the replacement condition ("initial transport order of steel material i Sb < final transport order of any steel material i E in the set of steel materials E k loaded on the fixed section ")). For this reason, the determination unit 104 determines whether the result of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 (optimum solution) satisfies the replacement condition. This determination can be automatically made by the determination unit 104 based on the result of the first optimization calculation. In addition, the optimization calculation unit 103 may display information indicating the result of the first optimization calculation (optimum solution) on the display device. In this case, the operator checks whether the replacement condition is satisfied based on the display, and inputs the confirmed result to the yard management device 100. The determination unit 104 determines, based on the input result, whether or not the result of the first optimization calculation (optimum solution) satisfies the replacement condition.

この判定の結果、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たさない場合、最適化計算部103は、第2の最適化計算を実行する。前述したように、第2の最適化計算では、固定部上部(移動部)差替え制約についての制約式((29-1)式~(29-3)式)のうち、差替えの十分条件を示す制約式((29-1)式が用いられる。従って、第2の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件(「鋼材iSbの初期搬送順<固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順」)を満たさないことはない。 If the result of this determination is that the result (optimal solution) of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 does not satisfy the replacement condition, the optimization calculation unit 103 executes a second optimization calculation. As described above, in the second optimization calculation, among the constraint equations (equations (29-1) to (29-3)) for the fixed section upper (movable section) replacement constraint, the constraint equation (equation (29-1)) indicating the sufficient condition for replacement is used. Therefore, the result (optimal solution) of the second optimization calculation will not fail to satisfy the replacement condition ("initial transport order of steel material i Sb < final transport order of any steel material i E in steel material set E k loaded on the fixed section ").

[出力部105]
出力部105は、判定部104により、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たすと判定された場合、第1の最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。
出力部105は、判定部104により、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たさないと判定された場合、第2の最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。
[Output unit 105]
When the judgment unit 104 judges that the result (optimal solution) of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 satisfies the replacement condition, the output unit 105 outputs information indicating the transportation order of each steel material included in the steel material set N from the initial pile to the final pile, as identified from the result (optimal solution) of the first optimization calculation.
When the judgment unit 104 judges that the result (optimal solution) of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 does not satisfy the replacement condition, the output unit 105 outputs information indicating the transportation order of each steel material included in the steel material set N from the initial pile to the final pile, which is identified from the result (optimal solution) of the second optimization calculation.

出力部105は、この情報に加えてまたは代えて、移動鋼材および非移動鋼材の識別情報、最終山の総数、最終山の積姿、および、仮置きされる鋼材の識別情報のうち少なくとも1つを出力してもよい。出力の形態は、コンピュータディスプレイへの表示、ヤード管理装置100の内部または外部の記憶媒体への記憶、および外部装置への送信のうち、少なくとも1つを含む。外部装置としては、例えば、クレーン、またはクレーンの動作を制御する制御装置が挙げられる。 In addition to or instead of this information, the output unit 105 may output at least one of the following: identification information of the movable steel and non-movable steel, the total number of final piles, the stacking shape of the final piles, and identification information of the steel to be temporarily stored. The form of output includes at least one of display on a computer display, storage in a storage medium inside or outside the yard management device 100, and transmission to an external device. Examples of external devices include a crane or a control device that controls the operation of the crane.

(フローチャート)
図3は、ヤード管理装置100によるヤード管理方法の一例を説明するフローチャートである。
ステップS301において、鋼材情報取得部101は、鋼材情報を取得する。
(flowchart)
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a yard management method performed by the yard management device 100. As shown in FIG.
In step S301, the steel material information acquisition unit 101 acquires steel material information.

次に、ステップS302において、制約式・目的関数設定部102は、制約式((9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(25-1)式~(25-3)式と、(26)式と、(27-1)式~(27-3)式と、(28)式と、(29-1)式と、(29-2)式または(29-3)式と、を設定する。 Next, in step S302, the constraint equation/objective function setting unit 102 sets the constraint equations ((9) to (13), (14-1) to (14-2), (15-1) to (15-3), (16) to (17), (18-1) or (18-2), (19), (19'), (20) to (23), (25-1) to (25-3), (26), (27-1) to (27-3), (28), (29-1), and (29-2) or (29-3).

次に、ステップS303において、制約式・目的関数設定部102は、目的関数J((30)式)を設定する。
次に、ステップS304において、最適化計算部103は、第1の最適化計算を実行する。第1の最適化計算では、(29-2)式または(29-3)式が用いられ、(29-1)式は用いられない。
Next, in step S303, the constraint equation/objective function setting unit 102 sets the objective function J (equation (30)).
Next, in step S304, the optimization calculation unit 103 executes a first optimization calculation, in which equation (29-2) or equation (29-3) is used, and equation (29-1) is not used.

次に、ステップS305において、判定部104は、ステップS304の第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たすか否かを判定する。この判定の結果、ステップS304の第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たす場合(ステップS305の判定でYESの場合)、ステップS306の処理が実行される。
ステップS306において、出力部105は、ステップS304の第1の最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。
Next, in step S305, the determination unit 104 determines whether or not the result (optimal solution) of the first optimization calculation in step S304 satisfies the replacement condition. If the result of this determination indicates that the result (optimal solution) of the first optimization calculation in step S304 satisfies the replacement condition (YES in step S305), the process of step S306 is executed.
In step S306, the output unit 105 outputs information indicating the transportation order of each steel material contained in the steel material collection N, from the initial pile to the final pile, identified from the result (optimal solution) of the first optimization calculation in step S304.

一方、ステップS305において、ステップS304の第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たさない場合(ステップS305の判定でNOの場合)、ステップS307の処理が実行される。
ステップS307において、最適化計算部103は、第2の最適化計算を実行する。第2の最適化計算では、(29-1)式が用いられ、(29-2)式または(29-3)式は用いられない。
On the other hand, in step S305, if the result (optimal solution) of the first optimization calculation in step S304 does not satisfy the replacement condition (NO in step S305), the process proceeds to step S307.
In step S307, the optimization calculation unit 103 executes a second optimization calculation, in which equation (29-1) is used, but equations (29-2) and (29-3) are not used.

ステップS307の処理が終了すると、ステップS306において、出力部105は、ステップS307の第2の最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。 When the processing of step S307 is completed, in step S306, the output unit 105 outputs information indicating the transport order of each steel material contained in the steel material collection N from the initial pile to the final pile, which is identified from the result (optimal solution) of the second optimization calculation in step S307.

(まとめ)
以上のように本実施形態では、ヤード管理装置100は、鋼材の総搬送回数と最終山の総数とを最小にすることを目的とする数理計画問題を求解することにより、初期山を構成する鋼材を、移動鋼材または非移動鋼材のいずれかに分類し、移動鋼材の搬送順と、移動鋼材を移動させる際の仮置きの発生の有無とを少なくとも決定する。従って、初期山から最終山に金属材を積み替えるための金属材の搬送計画を作成する際に、初期山を構成する金属材のうちどの鋼材を移動しどの金属材を移動するのかを決定しつつ、最終山の総数の最小化と、金属材の搬送数の最小化とのバランスをとることができる。また、最終山の総数および鋼材の総搬送回数を決定する際に、移動鋼材および非移動鋼材と、各鋼材の搬送順と、各鋼材の仮置きの発生の有無とが同時に決定される。このように、各鋼材の搬送順と、各鋼材の仮置きの発生の有無とを考慮することで、例えば、移動鋼材の総数のみを考慮した場合に比べ、鋼材の総搬送回数が少なくなる搬送計画を作成することができる。
(summary)
As described above, in this embodiment, the yard management device 100 solves a mathematical programming problem aimed at minimizing the total number of steel material transports and the total number of final piles, thereby classifying the steel material constituting the initial piles into either movable steel material or non-movable steel material, and at least determining the order of transport of movable steel material and whether or not temporary storage occurs when the movable steel material is moved. Therefore, when creating a metal material transport plan for transferring metal material from the initial pile to the final pile, it is possible to balance minimizing the total number of final piles and minimizing the number of transports of metal material while determining which steel material constituting the initial pile is to be moved and which metal material is to be moved. In addition, when determining the total number of final piles and the total number of steel material transports, movable steel material and non-movable steel material, the order of transport of each steel material, and whether or not temporary storage occurs for each steel material are simultaneously determined. In this way, by considering the order of transport of each steel material and whether or not temporary storage occurs for each steel material, it is possible to create a transport plan in which the total number of steel material transports is reduced compared to, for example, a case in which only the total number of movable steel materials is considered.

また、本実施形態では、初期搬送順変数tii' 、仮置き発生有無変数ri、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zijを含む変数を決定変数とし、鋼材の総搬送回数と最終山の総数とを最小にすることを目的とする目的関数Jの値が最小になるときの決定変数を導出する。従って、数理計画問題を定式化して解くことができる。 In this embodiment, variables including the initial conveying order variable t ii' , the temporary placement occurrence variable r i , the movement presence/absence discrimination variable y i , and the moved steel material final pile allocation variable z ij are used as decision variables, and the decision variables are derived when the value of the objective function J, which aims to minimize the total number of steel material conveyances and the total number of final piles, is minimized. Therefore, the mathematical programming problem can be formulated and solved.

また、本実施形態では、鋼材の総搬送回数に影響する第1の制約と、最終山の総数に影響する第2の制約とを含む制約式を満足する範囲で目的関数Jの値が最小になるときの決定変数を導出する。ここで、第1の制約は、2つの鋼材の搬送の相対的な順序同士の関係を、決定変数(移動有無判別変数yiおよび初期搬送順変数tii')を用いて表す制約式((25-1)式~(26)式)と、同一の前記初期山にある前記金属材ついては当該初期山の上にある前記金属材から搬送しなければならないことを、決定変数(仮置き発生有無変数ri、移動鋼材最終山割り当て変数zij)を用いて表した制約式((28)式)とを含む。また、第2の制約は、初期山から移動されない鋼材の上に配置することができない鋼材に関する制約を、決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xi、移動鋼材最終山割り当て変数zij)を用いて表した制約式((16)式)と、最終山の山高さの上限値に関する制約を、決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xi、割り当て山識別変数qj、移動鋼材最終山割り当て変数zij)を用いて表した制約式((18-2)式、(20)式)と、同一の最終山に配置することを禁ずる2つの前記金属材に関する制約を、決定変数(割り当て山識別変数qj、移動鋼材最終山割り当て変数zij)を用いて表した制約式((23)式)と、を含む。従って、実際に搬送することができない搬送計画が作成されることを抑制することができる。 In this embodiment, a decision variable is derived when the value of the objective function J is minimized within a range satisfying a constraint equation including a first constraint affecting the total number of times steel materials are transported and a second constraint affecting the total number of final piles. Here, the first constraint includes a constraint equation (equations (25-1) to (26)) expressing the relationship between the relative orders of transport of two steel materials using decision variables (movement presence/absence discrimination variable y i and initial transport order variable t ii' ), and a constraint equation (equation (28)) expressing that the metal materials in the same initial pile must be transported from the metal materials on the initial pile using decision variables (temporary placement occurrence presence/absence variable r i and moved steel material final pile allocation variable z ij ). The second constraint includes a constraint equation (equation (16)) expressing a constraint on steel materials that cannot be placed on steel materials that are not moved from the initial pile using decision variables (non-moved topmost steel material discrimination variable x i , movable steel material final pile allocation variable z ij ), constraint equations (equations (18-2) and (20)) expressing a constraint on the upper limit value of the mountain height of the final pile using decision variables (non-moved topmost steel material discrimination variable x i , assigned mountain identification variable q j , movable steel material final pile allocation variable z ij ), and a constraint equation (equation (23)) expressing a constraint on the two metal materials that are prohibited from being placed in the same final pile using decision variables (assigned mountain identification variable q j , movable steel material final pile allocation variable z ij ). Therefore, it is possible to prevent the creation of a transportation plan that cannot actually be transported.

また、本実施形態では、2つの鋼材の搬送の相対的な順序同士の関係を表す制約式には、移動鋼材であるか否かが確定しない鋼材を含む鋼材の初期搬送順の順序関係が、移動有無判別変数yiの値によって定まることを示す制約式((25-2)式~(25-3)式)が含まれる。従って、移動鋼材であるか否かが確定しない鋼材を含む場合であっても、鋼材の初期搬送順を定めることができる。 In this embodiment, the constraint equations expressing the relationship between the relative orders of transport of two steel materials include constraint equations (equations (25-2) to (25-3)) which indicate that the order relationship of the initial transport order of steel materials including steel materials which are uncertain as to whether they are moving steel materials is determined by the value of the movement presence/absence discrimination variable y i . Therefore, even when steel materials which are uncertain as to whether they are moving steel materials are included, the initial transport order of steel materials can be determined.

また、本実施形態では、鋼材ikが、元山kにおいて非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材である場合、当該鋼材ikに上載せできない鋼材iを、鋼材ikが属する元山kに配置することはできないことを、決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xiおよび移動鋼材最終山割り当て変数zij)を用いて表す制約式((16)式)を更に用いる。従って、非移動鋼材の上に配置することができない鋼材が非移動鋼材の上に配置される搬送計画が作成されることを抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, when steel material i k is the non-movable steel material that is at the top of the non-movable steel materials in original pile k , a constraint equation (equation (16)) is further used that expresses, using decision variables (non-movable topmost steel material discrimination variable x i and movable steel material final pile allocation variable z ij ), that a steel material i that cannot be loaded on the steel material i k cannot be placed in the original pile k to which the steel material i k belongs. Therefore, it is possible to prevent the creation of a transportation plan in which a steel material that cannot be placed on top of a non-movable steel material is placed on top of a non-movable steel material.

また、本実施形態では、移動部鋼材集合Sk の鋼材の初期搬送より先に固定部上積載鋼材集合Ek の鋼材の初期搬送がされる場合、固定部上積載鋼材集合Ek の鋼材が仮置きとなることを、決定変数(移動鋼材最終山割り当て変数zijおよび初期搬送順変数tii') を用いて表す制約式((29-1)式~(29-3)式)を更に用いる。従って、初期山Skの移動部の鋼材の差し替えが行えなくなる搬送計画が作成されることを抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, when the initial transportation of steel material in the fixed-section-loaded steel material collection E k occurs before the initial transportation of steel material in the movable-section steel material collection S k , constraint equations ( equations (29-1) to (29-3)) are further used that express, using decision variables (movable steel material final pile allocation variable z ij and initial transportation order variable t ii' ), that the steel material in the fixed-section - loaded steel material collection E k ↓ will be temporarily stored. Therefore, it is possible to prevent the creation of a transportation plan that makes it impossible to replace the movable section steel material in the initial pile S k .

また、本実施形態では、最下段の鋼材から積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)になっている鋼材までの鋼材で構成される部分山max(Sk)にない鋼材を移動鋼材とする制約を示す制約式((9)式)を更に用い、max(Sk)にある鋼材の中から非移動鋼材((非移動最上段鋼材判別変数xi)を決定する。従って、移動鋼材と非移動鋼材として決定すべき鋼材の数を減らすことができる。
(変形例)
各実施形態では、(30)式の目的関数Jの値を最小化する最小化問題を例に挙げて説明した。しかしながら、例えば、(30)式の右辺の各項に(-1)を掛けることにより、最大化問題としてもよい。
In addition, in this embodiment, a constraint equation (equation (9)) is further used to restrict steel materials that are not in the partial pile max(S k ) consisting of steel materials from the bottommost steel material to those in the payout order (the payout order is descending from bottom to top) to be mobile steel materials, and non-moving steel materials (non-moving topmost steel material discrimination variable x i ) are determined from the steel materials in max(S k ). Therefore, the number of steel materials to be determined as moving and non-moving steel materials can be reduced.
(Modification)
In each embodiment, a minimization problem for minimizing the value of the objective function J in equation (30) has been described as an example. However, for example, the problem may be a maximization problem by multiplying each term on the right side of equation (30) by (-1).

また、各実施形態では、鋼材を1つ1つ移動(搬送)する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、鋼材の移動(搬送)が、鋼材グループの単位で行われる場合でも本実施形態の手法を適用することができる。鋼材グループとは、搬送機器(主にクレーン)にて搬送する際に、分割されることのない(最小単位となる)一枚以上の鋼材の纏まりを指す。このようにする場合、幅制約を満たすのは、例えば、或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置するどの鋼材グループの最小幅よりも狭い場合と、或る鋼材グループの最大幅が、当該或る鋼材グループの下に位置するどの鋼材グループの最小幅よりも広く、且つ、それぞれの幅の差が基準値(例えば200[mm])未満である場合である。また、長さ制約を満たすのは、例えば、或る鋼材グループの最大長が、当該或る鋼材グループの下に位置するどの鋼材グループの最小長よりも短い場合と、或る鋼材グループの最大長が、当該或る鋼材グループの下に位置するどの鋼材グループの最小長よりも長く、且つ、それぞれの長さの差が基準値(例えば2000[mm])未満である場合である。また、例えば、(1つの)鋼材グループiに含まれる鋼材の数wiを用いて鋼材の数を表現することができる。 In addition, in each embodiment, the case where the steel materials are moved (transported) one by one has been described as an example. However, the method of this embodiment can also be applied when the steel materials are moved (transported) in units of steel material groups. A steel material group refers to a collection of one or more steel materials that is not divided (the smallest unit) when transported by a transport device (mainly a crane). In this case, the width constraint is satisfied, for example, when the maximum width of a certain steel material group is narrower than the minimum width of any steel material group located below the certain steel material group, or when the maximum width of a certain steel material group is wider than the minimum width of any steel material group located below the certain steel material group, and the difference between the respective widths is less than a reference value (for example, 200 [mm]). The length constraint is satisfied, for example, when the maximum length of a certain steel group is shorter than the minimum length of any steel group located below the certain steel group, or when the maximum length of a certain steel group is longer than the minimum length of any steel group located below the certain steel group and the difference between the lengths is less than a reference value (for example, 2000 mm). For example, the number of steel materials can be expressed using the number w i of steel materials included in (one) steel group i.

また、本実施形態のように、移動有無判別変数yiを用いれば、アルゴリズム(制約式および目的関数)を直感的に理解し易く記述することができるので好ましい。しかしながら、(15-1)式に示すように、移動有無判別変数yiは、移動鋼材最終山割り当て変数zijを用いて表現することができる。従って、必ずしも移動有無判別変数yiを用いる必要はない。
また、本実施形態では、第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たさない場合、第2の最適化計算を実行する場合を例に挙げて説明した。このようにすれば、最終山の総数の最小化と、鋼材の総搬送回数の最小化とのバランスを、より適切にとることができるので好ましい。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、第1の最適化計算の結果と第2の最適化計算の一方のみを行ってもよい。このようにする場合、判定部104は不要になる。
In addition, using the movement presence/absence discrimination variable y i as in this embodiment is preferable because it allows the algorithm (constraint equation and objective function) to be described in an intuitively easy-to-understand manner. However, as shown in equation (15-1), the movement presence/absence discrimination variable y i can be expressed using the movement steel-material final pile allocation variable z ij . Therefore, it is not always necessary to use the movement presence/absence discrimination variable y i .
In addition, in this embodiment, an example has been described in which the second optimization calculation is executed when the result (optimum solution) of the first optimization calculation does not satisfy the replacement condition. This is preferable because it is possible to more appropriately balance the minimization of the total number of final peaks and the minimization of the total number of conveyances of steel materials. However, this is not necessarily required. For example, only one of the result of the first optimization calculation and the second optimization calculation may be executed. In this case, the judgment unit 104 is not necessary.

また、工程間の置場として、2つの製造工程間の置場を対象とし、金属材として、半製品を対象としてもよいし、工程間の置場として、製造工程と出荷工程の間の置場を対象とし、金属材として、最終製品を対象としてもよい。この際に、複数の金属材をコンテナに収容して輸送、配置する場合には、金属材が収容されたコンテナを1つの金属材として取り扱ってもよい。さらに、工程間の置場としては、金属製造プロセスにおける置場に限定されるものでなく、一般的な工程間の物流、搬送を対象としてもよい。物流分野では内容物に限定されずコンテナの搬送、配置でも適用できる。従って、本発明では、金属材は、最終製品と、半製品と、コンテナとの何れか1つを含むものとする。 The storage area between processes may be a storage area between two manufacturing processes, and the metal material may be a semi-finished product, or the storage area between processes may be a storage area between a manufacturing process and a shipping process, and the metal material may be a final product. In this case, if multiple metal materials are stored in a container and transported and placed, the container in which the metal materials are stored may be treated as one metal material. Furthermore, the storage area between processes is not limited to storage areas in metal manufacturing processes, but may also be general logistics and transportation between processes. In the field of logistics, it is not limited to the contents, and can also be applied to the transportation and placement of containers. Therefore, in the present invention, the metal material includes any one of a final product, a semi-finished product, and a container.

((第2の実施形態))
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、「(i-4)固定部上部(移動部)差替え制約」の項で説明したように、初期搬送順変数tii'を決定変数とし、鋼材の初期搬送順のみを考慮し、差替えの必要条件または十分条件を示す制約を固定部上部差替え制約として用いる場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、差替えの必要十分条件を示す制約を固定部上部差替え制約として用いる場合について説明する。このように本実施形態と第1の実施形態とでは、固定部上部差替え制約の内容が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1~図3に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
((Second embodiment))
Next, the second embodiment will be described. In the first embodiment, as described in the section "(i-4) Fixed-part upper (moving part) replacement constraint", the initial transport order variable t ii' is used as a decision variable, only the initial transport order of the steel material is considered, and a constraint indicating a necessary or sufficient condition for replacement is used as the fixed-part upper replacement constraint. In contrast, in this embodiment, a case in which a constraint indicating a necessary and sufficient condition for replacement is used as the fixed-part upper replacement constraint will be described. Thus, the main difference between this embodiment and the first embodiment is the content of the fixed-part upper replacement constraint. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3, and detailed description thereof will be omitted.

(決定変数)
本実施形態では、初期搬送順変数tii'に代えて、以下の(31)式で定義される全搬送順変数vs,s'を決定変数として用いる。
(Decision variable)
In this embodiment, instead of the initial transport order variable t ii ' , a total transport order variable v s,s' defined by the following equation (31) is used as a decision variable.

Figure 0007506310000028
Figure 0007506310000028

全搬送順変数vs,s'は、搬送sが搬送s'よりも先である場合に1、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。
初期山Skから最終山へ鋼材を積み替える際の鋼材の全搬送順序は、集合N+N'の全順序(推移的、反対称且つ完全な二項関係)となることから、鋼材の全搬送順序(初期搬送順および最終搬送順)を定める全搬送順変数vs,s'は、反対称律、完全律(比較可能)および推移律を満たす((33-1)式~(34)式を参照)。
The total transport order variable v s,s' is a 0-1 variable that is 1 if transport s precedes transport s' and is 0 (zero) otherwise.
Since the total transportation order of steel materials when transferring the steel materials from the initial pile S k to the final pile is a total order of the set N + N' (transitive, antisymmetric and complete binary relation), the total transportation order variable v s,s' that determines the total transportation order of steel materials (initial transportation order and final transportation order) satisfies the antisymmetric law, the perfect law (comparable) and the transitive law (see equations (33-1) to (34)).

全搬送順変数vs,s'のパラメータとして、搬送を識別する変数sを用いる。第1の実施形態で説明したように、変数iは、鋼材の払出順にナンバリングされている(払出順が前であるほど変数iの値は小さい)ものとする。また、鋼材iの初期搬送を示す変数sの値は、iである(s=i)とする。また、鋼材iの最終搬送を示す変数sの値は、i+nである(s=i+n)とする。従って、全搬送順変数vs,s'のパラメータsを、iを用いて表記することにより(例えばvi,i'、vi,i+n)、初期搬送と最終搬送とを区別することができるので、以下では、このように表記する。一方、初期搬送と最終搬送とを区別しない場合、全搬送順変数vs,s'のパラメータsは、sのままで表記する(例えばvs,s')。 The variable s for identifying the transport is used as the parameter of the total transport order variable v s,s' . As described in the first embodiment, the variable i is numbered in the order of dispensing of the steel materials (the earlier the dispensing order, the smaller the value of the variable i). The value of the variable s indicating the initial transport of the steel material i is i (s = i). The value of the variable s indicating the final transport of the steel material i is i + n (s = i + n). Therefore, by expressing the parameter s of the total transport order variable v s,s' using i (for example, v i,i' , v i,i + n ), it is possible to distinguish between the initial transport and the final transport, so this will be expressed in the following. On the other hand, when the initial transport and the final transport are not distinguished, the parameter s of the total transport order variable v s,s' is expressed as s (for example, v s,s' ).

鋼材iが仮置きされない場合、鋼材iの初期搬送と最終搬送は同一の搬送となるため、鋼材iの初期搬送と最終搬送の順序関係は定められない。従って、鋼材iが仮置きされない場合、vi,i+n=vi+n,i=0と定義されるものとする。また、鋼材i、i'の少なくとも何れか一方が非移動鋼材である場合、vi,i'=vi'i=0と定義されるものとする。
その他の決定変数は、第1の実施形態で説明した決定変数と同じである。
When steel material i is not temporarily placed, the initial and final transports of steel material i are the same transport, so the order relationship between the initial and final transports of steel material i cannot be determined. Therefore, when steel material i is not temporarily placed, v i,i+n = v i+n,i = 0 is defined. In addition, when at least one of steel materials i and i' is a non-moving steel material, v i,i' = v i'i = 0 is defined.
The other decision variables are the same as those described in the first embodiment.

(ヤード管理装置400の機能構成)
図4は、ヤード管理装置400の機能的な構成の一例を示す図である。ヤード管理装置400のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、および各種のインターフェースを備える情報処理装置、または専用のハードウェアを用いることにより実現される。図5は、ヤード管理装置400によるヤード管理方法の一例を説明するフローチャートである。
(Functional configuration of the yard management device 400)
Fig. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of yard management device 400. The hardware of yard management device 400 is realized by using, for example, an information processing device including a CPU, ROM, RAM, HDD, and various interfaces, or dedicated hardware. Fig. 5 is a flowchart explaining an example of a yard management method by yard management device 400.

[鋼材情報取得部401、鋼材情報取得ステップS501]
鋼材情報取得部401は、山積みの対象となる鋼材についての鋼材情報を取得する。鋼材情報取得部401は、第1の実施形態の鋼材情報取得部101と同じである。
[Steel material information acquisition unit 401, steel material information acquisition step S501]
The steel material information acquisition unit 401 acquires steel material information on the steel materials to be piled up. The steel material information acquisition unit 401 is the same as the steel material information acquisition unit 101 of the first embodiment.

[制約式・目的関数設定部402、制約式設定ステップS502、目的関数設定ステップS503]
本実施形態では、第1の実施形態で説明した「(j)積み替え搬送順の定式化」の内容が以下のように変更される。
(j-1)全搬送順変数vi,i'に関する制約
同一の鋼材iの初期搬送iと最終搬送i+nとの関係は、以下の(32)式のように表される。前述したように、鋼材iが仮置きされない場合、vi,i+n=vi+n,i=0となる。従って、鋼材iが仮置きされる場合、以下の(32')式が成り立つ。
[Constraint equation/objective function setting unit 402, constraint equation setting step S502, objective function setting step S503]
In this embodiment, the content of "(j) Formulation of the transshipment transport order" described in the first embodiment is changed as follows.
(j-1) Constraint on all conveying order variables v i,i' The relationship between the initial conveying i and the final conveying i+n of the same steel material i is expressed by the following formula (32). As described above, when steel material i is not temporarily placed, v i,i+n = v i+n,i = 0. Therefore, when steel material i is temporarily placed, the following formula (32') holds.

Figure 0007506310000029
Figure 0007506310000029

異なる鋼材i、i'の搬送では前後関係が定まるので、以下の(33-1)式~(33-9)式が成り立つ。また、推移律は、以下の(34)式で表される。 When transporting different steel materials i and i', the order is fixed, so the following equations (33-1) to (33-9) hold. The transition law is expressed by the following equation (34).

Figure 0007506310000030
Figure 0007506310000030

(33-1)式~(33-9)式は、(25-1)式~(25-3)式を、初期搬送同士と、最終搬送同士と、初期搬送および最終搬送とに拡張したものである。(34)式は、(26)式に対応するものである。 Equations (33-1) to (33-9) are extensions of equations (25-1) to (25-3) to initial transfers, final transfers, and initial and final transfers. Equation (34) corresponds to equation (26).

(j-2)初期山分解順・最終山構築順制約
初期山Skから鋼材を搬送(初期山を分解)する場合、初期山Skの上にある鋼材から搬送する必要がある。従って、以下の(35-1)式~(35-3)式が成り立つ。
(j-2) Initial pile disassembly order/final pile construction order constraints When transporting steel products from the initial pile S k (disassembling the initial pile), it is necessary to transport the steel products from the top of the initial pile S k first. Therefore, the following formulas (35-1) to (35-3) hold true.

Figure 0007506310000031
Figure 0007506310000031

(35-1)式は、鋼材i、i'が共に移動が必須となる鋼材集合Imに含まれ、初期山Skにおいて上に鋼材iがあり、下に鋼材i'である場合、鋼材iは鋼材i'より先に初期搬送されること(vi,i'=1、vi',i=0)を表す。 Equation (35-1) expresses that when steel materials i and i' are both included in a set of steel materials I m that must be moved, and when steel material i is on top of an initial pile S k and steel material i' is on the bottom, steel material i will be initially transported before steel material i' (v i,i' = 1, v i',i = 0).

(35-2)式は、鋼材iが、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれ、鋼材i'が、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれず、初期山Skにおいて上に鋼材iがあり、下に鋼材i'である場合、鋼材i'が移動鋼材(yi'=1)であるときに、鋼材iは鋼材i'より先に初期搬送されること(vi,i'=yi'、vi',i=0)を表す。鋼材i'が移動鋼材でなければ、鋼材i、i'の順序関係は定められないので、vi,i'=vi',i=0となる。 Equation (35-2) expresses that when steel material i is included in the set of steel materials I m for which movement is essential, steel material i' is not included in the set of steel materials I m for which movement is essential, and there is steel material i on the top and steel material i' on the bottom in the initial pile S k , if steel material i' is a moving material (y i' =1), then steel material i will be initially transported before steel material i' (v i,i' =y i' , v i',i =0). If steel material i' is not a moving material, the order relationship between steel materials i and i' cannot be determined, so v i,i' =v i',i =0.

(35-3)式は、鋼材i、i'が共に移動が必須となる鋼材集合Imに含まれず、初期山Skにおいて上に鋼材iがあり、下に鋼材i'である場合、鋼材i'が移動鋼材(yi'=1)であるときに、鋼材iは鋼材i'より先に初期搬送されること(vi,i'=yi'、vi',i=0)を表す。鋼材i'が移動鋼材でなければ、鋼材i、i'の順序関係は定められないので、vi,i'=vi',i=0となる。 Equation (35-3) expresses that when neither steel material i nor i' is included in the steel material set I m that requires movement, and when steel material i is at the top and steel material i' is at the bottom in the initial pile S k , if steel material i' is a moving steel material (y i' =1), then steel material i will be initially transported before steel material i' (v i,i' =y i' , v i',i =0). If steel material i' is not a moving steel material, the order relationship between steel materials i and i' cannot be determined, so v i,i' =v i',i =0.

最終山への搬送(最終搬送i+n∈N')は、最終山の下から順に行う必要がある。従って、以下の(36-1)式~(36-4)式が成り立つ。 Transportation to the final mountain (final transport i+n∈N') must be performed in order starting from the bottom of the final mountain. Therefore, the following equations (36-1) to (36-4) hold true.

Figure 0007506310000032
Figure 0007506310000032

(36-1)式は、鋼材iの払出順が鋼材i'の払出順よりも後であり、初期山Skの固定部の上部にある鋼材i、i'が共に移動が必須となる鋼材集合Imに含まれる場合、鋼材i、i'が同じ最終山jに配置されるときには、鋼材iの最終搬送は鋼材i'の最終搬送よりも先になること(vi+n,i'+n=1)を表す(最終山jでは鋼材i'が鋼材iの上に積まれることを表す)。 Equation (36-1) indicates that when the ejection order of steel material i is later than the ejection order of steel material i', and both steel materials i and i' located at the top of the fixed part of the initial pile S k are included in the steel material set I m that requires movement, when steel materials i and i' are placed in the same final pile j, the final transportation of steel material i will come before the final transportation of steel material i' (v i+n,i'+n = 1) (which indicates that steel material i' is stacked on top of steel material i in the final pile j).

(36-2)式は、鋼材iの払出順が鋼材i'の払出順よりも後であり、鋼材iが、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれず、鋼材i'が、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれる場合、鋼材i、i'が同じ最終山jに配置され、且つ、鋼材iが移動鋼材(yi=1)であるときに、鋼材iの最終搬送は鋼材i'の最終搬送よりも先になること(vi+n,i'+n=1)を表す。 Equation (36-2) expresses that when the discharge order of steel material i is later than the discharge order of steel material i', steel material i is not included in the steel material set I m for which movement is required, and steel material i' is included in the steel material set I m for which movement is required, when steel materials i and i' are placed in the same final pile j, and steel material i is a moving steel material (y i = 1), the final transportation of steel material i will be before the final transportation of steel material i' (v i+n,i'+n = 1).

(36-3)式は、鋼材iの払出順が鋼材i'の払出順よりも後であり、鋼材iが、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれ、鋼材i'が、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれない場合、鋼材i、i'が同じ最終山jに配置され、且つ、鋼材i'が移動鋼材(yi'=1)であるときに、鋼材iの最終搬送は鋼材i'の最終搬送よりも先になること(vi+n,i'+n=1)を表す。 Equation (36-3) expresses that when the discharge order of steel material i is later than the discharge order of steel material i', steel material i is included in the steel material set I m where movement is required, and steel material i' is not included in the steel material set I m where movement is required, when steel materials i and i' are placed in the same final pile j, and steel material i' is a moving steel material (y i' = 1), the final transportation of steel material i will be before the final transportation of steel material i' (v i+n,i'+n = 1).

(36-4)式は、鋼材iの払出順が鋼材i'の払出順よりも後であり、鋼材i、i'が共に移動が必須となる鋼材集合Imに含まれない場合、鋼材i、i'が同じ最終山jに配置され、且つ、鋼材i、i'が共に移動鋼材(yi=yi'=1)であるときに、鋼材iの最終搬送は鋼材i'の最終搬送よりも先になること(vi+n,i'+n=1)を表す。 Equation (36-4) expresses that when the ejection order of steel material i is later than the ejection order of steel material i', and when steel materials i and i' are not included in the steel material set I m for which movement is required, and when steel materials i and i' are placed in the same final pile j, and when steel materials i and i' are both moving steel materials (y i = y i' = 1), the final transportation of steel material i will be before the final transportation of steel material i' (v i+n,i'+n = 1).

(j-3)仮置き発生条件制約
或る2つの鋼材からなる鋼材対(i,i')(∈N2)において、鋼材iの初期搬送が鋼材i'の初期搬送よりも先であり、鋼材i'の最終搬送が鋼材iの最終搬送よりも先である(鋼材vi,i'=1且つvi'+n,i+n=1)場合、初期山Skから鋼材iを初期搬送してから鋼材i'を初期搬送し、最終山には鋼材i'を最終搬送してから鋼材iを最終搬送することになる。この場合、当該鋼材対(i,i')の鋼材は、初期搬送順と最終搬送順が異なるため、鋼材iは仮置きしなければならない。従って、以下の(37)式が成り立つ。
(j-3) Temporary placement occurrence condition constraint In a steel pair (i, i') (∈N 2 ) consisting of two steel materials, if the initial transport of steel material i precedes the initial transport of steel material i' and the final transport of steel material i' precedes the final transport of steel material i (steel materials v i,i' = 1 and v i'+n,i+n = 1), steel material i will be initially transported from the initial pile S k , followed by initial transport of steel material i', and steel material i' will be finally transported to the final pile, followed by final transport of steel material i. In this case, since the initial transport order and final transport order of the steel materials of the steel pair (i, i') are different, steel material i must be temporarily placed. Therefore, the following formula (37) holds.

Figure 0007506310000033
Figure 0007506310000033

(j-4)固定部上部(移動部)差替え制約
本実施形態では、鋼材iの初期搬送順と最終搬送順とを定めるので、差替えの必要十分条件を示す制約として固定部上部差替え制約を定式化することができる。max(Sk)の中にある鋼材ikの1つ上の段にある鋼材を鋼材ik'とすると、差替えの必要十分条件(「鋼材ik'の初期搬送順<固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順」)は、以下の(38)式のように表される。
(j-4) Fixed section upper part (movable section) replacement constraint In this embodiment, the initial transport order and final transport order of steel material i are determined, so that the fixed section upper part replacement constraint can be formulated as a constraint showing a necessary and sufficient condition for replacement. If the steel material in the next step above steel material i k in max(S k ) is steel material i k' , the necessary and sufficient condition for replacement ("initial transport order of steel material i k' < final transport order of any steel material i E in steel material set E k loaded on the fixed section") is expressed as the following formula (38).

Figure 0007506310000034
Figure 0007506310000034

(38)式は、鋼材ikがmax(Sk)の中にあり、鋼材iが、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれる場合、鋼材ikが、最上段にある非移動鋼材(xik=1)であり、且つ、鋼材iが初期山Skに配置されるときに、鋼材ik'の初期搬送順は、鋼材iの最終搬送順よりも先(vik',i+n=1)になることを表す。ただし、vik',i+nのi+nは、初期山Skとは別の山から初期山Skに最終搬送される鋼材iの最終搬送順であるものとする。尚、(38)式において、xikのkはiの下付き記号として表記される。vik',i+nのkは、iの下付き記号として表記される。 Equation (38) indicates that when steel material i k is in max(S k ) and steel material i is included in a steel material set I m for which movement is required, steel material i k is a non-moving steel material at the top (x ik =1), and when steel material i is placed in the initial pile S k , the initial transport order of steel material i k ' is earlier than the final transport order of steel material i (v ik ',i+n =1). However, i+n in v ik ',i+n is the final transport order of steel material i that is finally transported from a pile other than the initial pile S k to the initial pile S k . In addition, in equation (38), k in x ik is expressed as a subscript of i. k in v ik ',i+n is expressed as a subscript of i.

その他の制約式は、第1の実施形態で説明した制約式と同じである。また、目的関数Jは、第1の実施形態で説明した目的関数J((30)式)と同じである。 The other constraint equations are the same as those described in the first embodiment. In addition, the objective function J is the same as the objective function J (equation (30)) described in the first embodiment.

[最適化計算部403、最適化計算ステップS504]
第1の実施形態では、差替えの必要条件を示す制約式((29-2)式または(29-3)式)と、差替えの十分条件を示す制約式((29-1)式)とのそれぞれを用いて、第1の最適化計算と第2の最適化計算とが実行される。これに対し、本実施形態では、差替えの必要十分条件を示す制約式((38)式)を用いる。従って、最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満足しないことはない。よって、最適化計算の回数は1回でよい。
[Optimization calculation unit 403, optimization calculation step S504]
In the first embodiment, the first optimization calculation and the second optimization calculation are performed using the constraint equation (equation (29-2) or (29-3)) indicating the necessary condition for replacement and the constraint equation (equation (29-1)) indicating the sufficient condition for replacement, respectively. In contrast, in the present embodiment, the constraint equation (equation (38)) indicating the necessary and sufficient condition for replacement is used. Therefore, the result of the optimization calculation (optimal solution) will never fail to satisfy the replacement condition. Therefore, the optimization calculation needs to be performed only once.

従って、最適化計算部403は、(9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(32)式と、(32')式と、(31-1)式~(33-9)式と、(34)式と、(35-1)式~(35-3)式と、(36-1)式~(36-4)式と、(37)式~(38)式の制約式を満足する範囲で、(30)式の目的関数Jの値が最小になるときの決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、割り当て山識別変数qj、仮置き発生有無変数ri、および全搬送順変数vi,i')を最適解として算出することにより、最適化計算を実行する。 Therefore, the optimization calculation unit 403 calculates the decision variables (non-moving topmost steel material discrimination variable x j , movement/non-moving discrimination variable y i ) when the value of the objective function J in equation (30) is minimized within a range satisfying the constraint equations (9) to (13), (14-1) to (14-2), (15-1) to (15-3), (16) to (17), (18-1) or (18-2), (19), (19'), (20) to (23), (32), (32'), (31-1) to (33-9), (34), (35-1) to (35-3), (36-1) to ( 36-4 ), and (37) to ( 38 ). , moving steel material final pile allocation variable z ij , allocation pile identification variable q j , temporary storage occurrence variable r i , and total transport order variable v i,i' are calculated as optimal solutions to perform optimization calculations.

[出力部404、出力ステップS505]
出力部404は、最適化計算部403による最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。出力部404は、この情報に加えてまたは代えて、移動鋼材および非移動鋼材の識別情報、最終山の総数、最終山の積姿、および仮置きされる鋼材の識別情報のうち少なくとも1つを出力してもよい。
[Output unit 404, output step S505]
The output unit 404 outputs information indicating the transport order from the initial pile to the final pile of each steel material included in the steel material collection N, which is specified from the result of the optimization calculation (optimal solution) by the optimization calculation unit 403. In addition to or instead of this information, the output unit 404 may output at least one of identification information of movable steel materials and non-movable steel materials, the total number of final piles, the stacking form of the final pile, and identification information of steel materials to be temporarily stored.

(まとめ)
以上のように本実施形態では、ヤード管理装置400は、決定変数として初期搬送順変数tii'に代えて全搬送順変数vi,i'を用いる。従って、差替えの必要十分条件(「鋼材ik'の初期搬送順<固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順」)を固定部上部差替え制約として定式化することができる。よって、最終山の総数の最小化と、鋼材の総搬送回数の最小化とのバランスを、より適切にとることができる。
(summary)
As described above, in this embodiment, the yard management device 400 uses the total conveying order variable v i,i' as a decision variable instead of the initial conveying order variable t ii' . Therefore, the necessary and sufficient condition for replacement ("initial conveying order of steel material i k' < final conveying order of any steel material i E in the steel material set E k loaded on the fixed section ") can be formulated as the upper fixed section replacement constraint. Therefore, it is possible to more appropriately balance the minimization of the total number of final piles and the minimization of the total number of conveyances of steel materials.

本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。 In this embodiment as well, the various modified examples described in the first embodiment can be adopted.

((第3の実施形態))
次に、第3の実施形態を説明する。第1の実施形態では、仮置きとなる鋼材は求められるが、仮置きとなる鋼材の山姿(仮山の山姿:仮置きとなる鋼材がどの仮山のどの積み順に位置するか)は決定されない。このため、仮山の山姿は、仮置きとなる鋼材と、鋼材の搬送順とに基づいて公知の手法により、後処理で導出することができるものとした(第1の実施形態で説明した「(問題設定)(A)仮定(前提)の(d)」の項を参照)。これに対し、本実施形態では、鋼材の搬送順および最終山の山姿と共に仮山の山姿も同時に最適化計算により決定する場合について説明する。従って、本実施形態では、第1の実施形態で説明した「(問題設定)(A)仮定(前提)の(d)」の仮定はない。このように本実施形態と第1の実施形態とは、仮山の山姿を決定する手法が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1~図3に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
((Third embodiment))
Next, the third embodiment will be described. In the first embodiment, the steel materials to be temporarily placed are obtained, but the shape of the temporary steel materials (shape of the temporary mountain: which temporary steel materials are located in which temporary mountain and in which stacking order) is not determined. For this reason, the shape of the temporary mountain can be derived in post-processing by a known method based on the steel materials to be temporarily placed and the transport order of the steel materials (see the section "(d) of (A) Assumption (Premise)" described in the first embodiment). In contrast, in this embodiment, a case will be described in which the shape of the temporary mountain is determined simultaneously by optimization calculation along with the transport order of the steel materials and the shape of the final mountain. Therefore, in this embodiment, there is no assumption of "(d) of (A) Assumption (Premise)" described in the first embodiment. Thus, the present embodiment and the first embodiment mainly differ in the method of determining the shape of the temporary mountain. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in FIG. 1 to FIG. 3, and detailed description will be omitted.

(決定変数)
本実施形態では、第1の実施形態で説明した決定変数に加えて、仮置鋼材仮山割り当て変数uijと、割り当て仮山識別変数pjと、最終搬送順変数wii'とを決定変数として用いる。仮置鋼材仮山割り当て変数uijは、以下の(39)式のように定義され、割り当て仮山識別変数pjは、以下の(40)式のように定義され、最終搬送順変数wii'は、以下の(41)式のように定義される。
(Decision variable)
In this embodiment, in addition to the decision variables described in the first embodiment, a temporary steel material temporary mount allocation variable u ij , an allocated temporary mount identification variable p j , and a final transport order variable w ii' are used as decision variables. The temporary steel material temporary mount allocation variable u ij is defined as in the following formula (39), the allocated temporary mount identification variable p j is defined as in the following formula (40), and the final transport order variable w ii' is defined as in the following formula (41).

Figure 0007506310000035
Figure 0007506310000035

ここで、移動鋼材のうち仮置きとなる鋼材を、必要に応じて、仮置鋼材と称する。
仮置鋼材仮山割り当て変数uijは、仮置き鋼材iを仮山jに配置する場合に1、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。
割り当て仮山識別変数pjは、仮山として新山j(=p+1,・・・,p+m)が割り当てられた場合に1、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。
最終搬送順変数wii'は、鋼材iの最終搬送が鋼材i'の最終搬送よりも先である場合に1、そうでない場合に0(ゼロ)となる0-1変数である。ただし、最終搬送順変数wii'は、鋼材i、i'が共に移動鋼材である場合に、(41)式に従い、wii'またはwi'iの何れかが1になり、鋼材i、i'の少なくとも何れか一方が非移動鋼材である場合、wii'=wi'i=0と定義されるものとする。
Here, the steel material to be moved that is temporarily placed will be referred to as "temporarily placed steel material" as necessary.
The temporary steel material temporary mountain allocation variable u ij is a 0-1 variable that is 1 when the temporary steel material i is placed on the temporary mountain j, and is 0 (zero) otherwise.
The assigned temporary mountain identification variable p j is a 0-1 variable that is set to 1 when a new mountain j (=p+1, . . . , p+m) is assigned as a temporary mountain, and is set to 0 (zero) otherwise.
The final conveying order variable w ii' is a 0-1 variable that is 1 when the final conveying of steel material i precedes the final conveying of steel material i', and is 0 (zero) otherwise. However, the final conveying order variable w ii' is defined as follows: when steel materials i and i' are both moving steel materials, either w ii' or w i'i is 1 according to formula (41), and when at least one of steel materials i and i' is a non-moving steel material, w ii' = w i'i = 0.

仮置鋼材仮山割り当て変数uijを用いると、鋼材iを仮置きするか否かをΣj∈Tij
(T:仮山の集合)と表現できる。従って、本実施形態では、仮置き発生有無変数riは不要である。仮山の集合Tの要素は、仮山の識別番号でありT={1,2,・・・,tmax}とする。
Using the temporary steel material temporary pile allocation variable u ij , whether or not to temporarily place steel material i is determined by Σ j∈T u ij
(T: a set of temporary storage). Therefore, in this embodiment, the temporary storage occurrence presence/absence variable r i is not necessary. The elements of the temporary storage set T are the identification numbers of the temporary storage, and are represented as T={1, 2, ..., t max }.

(ヤード管理装置100の機能構成)
本実施形態のヤード監視装置では、図1に示すヤード管理装置100の各部の機能の一部を変更することにより実現される。従って、図1に付した符号と同一の符号を付して、第1の実施形態と異なる部分を中心に、本実施形態のヤード管理装置の機能的な構成の一例を説明する。
(Functional configuration of the yard management device 100)
The yard monitoring device of this embodiment is realized by changing some of the functions of the various units of the yard management device 100 shown in Fig. 1. Therefore, the same reference numerals as those in Fig. 1 are used, and an example of the functional configuration of the yard management device of this embodiment will be described, focusing on the parts that differ from the first embodiment.

[鋼材情報取得部101]
鋼材情報取得部101は、第1の実施形態で説明した情報に加え、重み係数k3を取得する。従って、鋼材情報取得部101が取得する鋼材情報には、鋼材基礎情報と、各鋼材の初期山の積姿を特定する情報と、最終山の高さの上限値hを特定する情報と、重み係数k1、k2に加え、重み係数k3が含まれる。尚、仮山の高さの上限値は、最終山の高さの上限値hと同じであるので、最終山の高さの上限値hを用いて仮山の高さの上限値hを表すものとする。
[Steel material information acquisition unit 101]
The steel material information acquiring unit 101 acquires weighting coefficient k3 in addition to the information described in the first embodiment. Therefore, the steel material information acquired by the steel material information acquiring unit 101 includes steel material basic information, information specifying the stacking form of the initial pile of each steel material, information specifying the upper limit value h of the height of the final pile, and weighting coefficient k3 in addition to weighting coefficients k1 and k2 . Note that the upper limit value of the height of the rockery is the same as the upper limit value h of the height of the final pile, so the upper limit value h of the height of the final pile is used to represent the upper limit value h of the height of the rockery.

[制約式・目的関数設定部102]
<<制約式>>
本実施形態では、第1の実施形態で説明した制約式に対し、以下のように、制約式の追加および変更がなされる。
(k)最終搬送順変数wii'に関する制約
最終山へ鋼材を搬送する際の順序も、全順序(推移的、反対称且つ完全な二項関係)となることから、仮置鋼材の最終搬送の順序を定める最終搬送順変数wi,i'は、以下の(42-1)式~(43)式のように、反対称律、完全律(比較可能)および推移律を満たす。
[Constraint equation/objective function setting unit 102]
<<Constraint expression>>
In this embodiment, the constraint expressions described in the first embodiment are added and modified as follows.
(k) Constraints on the final transport order variable w ii' Since the order in which the steel products are transported to the final pile is also a total order (transitive, antisymmetric and completely binary relation), the final transport order variable w i,i' which determines the order of the final transport of the temporary steel products satisfies the antisymmetric law, the perfect law (comparable) and the transitive law, as shown in the following equations (42-1) to (43).

Figure 0007506310000036
Figure 0007506310000036

(42-1)式~(42-3)式は、(25-1)式~(25-3)式に対応するものである。(43)式は、(26)式に対応するものである。
(42-1)式~(43)式は、第1の実施形態で説明した制約式に対し追加される制約式である。
The formulas (42-1) to (42-3) correspond to the formulas (25-1) to (25-3), and the formula (43) corresponds to the formula (26).
Equations (42-1) to (43) are constraint equations added to the constraint equations explained in the first embodiment.

(j-3)仮置き発生条件制約
鋼材iの仮置きが発生する条件は(28)式で表される。最終搬送順変数wii'を用いると、鋼材iの仮置きが発生する条件をより明確に記述することができる。初期山Skから鋼材iを初期搬送してから鋼材i'を初期搬送し、最終山には鋼材i'を最終搬送してから鋼材iを最終搬送する場合には、鋼材iは仮置きしなければならない。このことは、以下の(44)式のように表される。
(j-3) Temporary placement occurrence condition constraint The condition for temporary placement of steel material i is expressed by equation (28). By using the final conveying order variable w ii' , the condition for temporary placement of steel material i can be described more clearly. If steel material i is initially conveyed from the initial pile S k and then steel material i' is initially conveyed, and if steel material i' is finally conveyed to the final pile and then steel material i is finally conveyed, steel material i must be temporarily placed. This is expressed by the following equation (44).

Figure 0007506310000037
Figure 0007506310000037

(44)式は、(28)式に代えて用いられる制約式である。 Equation (44) is a constraint equation used in place of equation (28).

(l)同一仮山配置可否制約
仮置鋼材i、i'を同一の仮山に配置できる条件は、仮置鋼材i、i'の初期搬送順と最終搬送順とが異なることである(例えば、仮置鋼材iを仮置鋼材i'よりも先に初期搬送するなら、仮置鋼材i'を仮置鋼材iよりも先に最終搬送する必要がある)。つまり、仮置鋼材i、i'を同一の仮山jに配置する(uij=ui'j=1)なら、仮置鋼材i、i'の初期搬送順と最終搬送順が異なること(tii'=wi'i(wii'=ti'i))が必要である。このことは、以下の(45)式で表される。
(l) Constraint on whether or not temporary materials i and i' can be placed on the same temporary material mount The condition for temporary steel materials i and i' to be able to be placed on the same temporary material mount is that the initial transport order and final transport order of temporary steel materials i and i' are different (for example, if temporary steel material i is initially transported before temporary steel material i', then temporary steel material i' needs to be finally transported before temporary steel material i). In other words, if temporary steel materials i and i' are to be placed on the same temporary material mount j (u ij = u i'j = 1), then it is necessary that the initial transport order and final transport order of temporary steel materials i and i' are different (t ii' = w i'i (w ii' = t i'i )). This is expressed by the following equation (45).

Figure 0007506310000038
Figure 0007506310000038

(45)式は、第1の実施形態で説明した制約式に対し追加される制約式である。 Equation (45) is an additional constraint equation to the constraint equation described in the first embodiment.

(m)仮山積姿制約
仮山j(∈T)の高さに関する制約は、以下の(46)式で表される。
(m) Constraint on Stacked Shape of Rock Pile The constraint on the height of rock pile j (∈T) is expressed by the following equation (46).

Figure 0007506310000039
Figure 0007506310000039

(46)式は、仮山jに配置される移動鋼材(仮置鋼材)iの総数は、仮山となる山jの高さの上限値h以下であることを表す。
仮山jに配置される移動鋼材(仮置鋼材)iの幅制約および長さ制約は、以下の(47)式のように表される。
Equation (46) indicates that the total number of movable steel materials (temporarily placed steel materials) i placed on a temporary mountain j is equal to or less than the upper limit h of the height of the mountain j that serves as a temporary mountain.
The width constraint and length constraint of the movable steel material (temporarily placed steel material) i placed on the temporary mountain j are expressed as in the following equation (47).

Figure 0007506310000040
Figure 0007506310000040

ここで、F'は、以下の(48)式に示す同一仮山禁止鋼材対集合F'である。 Here, F' is the set of identical rock pile prohibited steel material pairs F' shown in the following formula (48).

Figure 0007506310000041
Figure 0007506310000041

同一仮山禁止鋼材対集合F'は、払出順とは無関係に、鋼材i1を下、鋼材i2を上に積んだ場合に、第1の実施形態で説明した幅条件および長さ条件の少なくとも何れか一方を満たさない2つの鋼材の対の集合である。尚、(48)式における(i1,i2)は、(17)式に示す{i1,i2}とは異なり、(i1,i2)≠(i2,i1)である(鋼材i1、i2のどちらが上であるかによって、2つの鋼材の対は異なるものになる)。 The set F' of pairs of steel materials that are prohibited from being piled on the same temporary pile is a set of pairs of two steel materials that do not satisfy at least one of the width and length conditions described in the first embodiment when steel material i1 is piled on the bottom and steel material i2 on top, regardless of the order of dispensing. Note that ( i1 , i2 ) in formula (48) is different from { i1 , i2 } shown in formula (17), and ( i1 , i2 ) ≠ ( i2 , i1 ) (the two pairs of steel materials are different depending on whether steel material i1 or i2 is on top).

(47)式は、鋼材i1を下、鋼材i2を上に積んだ場合に、幅条件および長さ条件の少なくとも何れか一方を満たさない鋼材i1,i2は、同一の仮山jに配置することができないことを表す(鋼材i1を鋼材i2よりも先に初期搬送すること(ti1i2=1)と、鋼材i1,i2を同一の仮山に配置すること(ui1j=ui2j=1)は両立しない。ここで、ti1i2=0即ちti2i1=1の場合は、ui1j=ui2j=1でも(47)式が、成立し、鋼材i1、i2は同一仮山jに配置できることになるが、F'ではFと異なり、鋼材i1が下、鋼材i2が上にある場合での鋼材i1、i2の配置を禁じているだけで、その逆の積み方は禁止されていない。 尚、(47)式において、ti1i2、ui1jの1はiの下付き記号として表記される。ti1i2、ui2jの2はiの下付き記号として表記される。
(46)式~(48)式は、第1の実施形態で説明した制約式に対し追加される制約式である。
Equation (47) indicates that when steel material i1 is stacked on the bottom and steel material i2 on top, steel materials i1 and i2 that do not satisfy at least one of the width and length conditions cannot be placed on the same temporary mountain j (initial transportation of steel material i1 before steel material i2 (t i1i2 =1) and placement of steel materials i1 and i2 on the same temporary mountain (u i1j =u i2j =1) are incompatible. Here, when t i1i2 =0, that is, t i2i1 =1, equation (47) is also established even when u i1j =u i2j =1, and steel materials i1 and i2 can be placed on the same temporary mountain j. However, unlike F, F' only prohibits the placement of steel materials i1 and i2 when steel material i1 is on the bottom and steel material i2 is on top, and does not prohibit the reverse stacking method. In addition, in formula (47), the 1 in t i1i2 and u i1j is expressed as a subscript of i. The 2 in t i1i2 and u i2j is expressed as a subscript of i.
Equations (46) to (48) are constraint equations added to the constraint equations explained in the first embodiment.

(n)仮山変数空間限定制約
仮山jについても、以下の(49)式のように、識別情報が小さいものが優先的に構築されるようにして解空間を制限するのが好ましい。尚、前述したように、仮山の集合T={1,2,・・・,tmax}とする。また、仮置鋼材仮山割り当て変数uijと、割り当て仮山識別変数pjとの関係は、以下の(50)式で表される。
(n) Space Limitation Constraints for Temporary Steel Material Columns For Columns j, it is preferable to limit the solution space by giving priority to columns with smaller identification information, as in the following formula (49). As described above, the set of Columns T is set to {1, 2, ..., t max }. The relationship between the temporary steel material Column allocation variable u ij and the allocated Column identification variable p j is expressed by the following formula (50).

Figure 0007506310000042
Figure 0007506310000042

(49)式~(50)式は、第1の実施形態で説明した制約式に対し追加される制約式である。尚、(49)式~(50)式は、計算時間を短縮するためのものであり、(49)式~(50)式がなくても実行可能解を導出することができる。 Equations (49) to (50) are constraint equations that are added to the constraint equations described in the first embodiment. Note that equations (49) to (50) are used to shorten the calculation time, and a feasible solution can be derived even without equations (49) to (50).

(i-4)固定部上部(移動部)差替え制約
本実施形態でも、固定部上部差替え制約は、(29-1)式~(29-3)式で表される。ただし、本実施形態では、最終搬送順変数wii'を決定変数として用いるので、初期搬送順変数tii'に代えて最終搬送順変数wii'を用いて、以下の(51-1)式、(51-2)式のように、固定部上部差替え制約を表すことができる。
(i-4) Fixed Section Upper Part (Moveable Section) Replacement Constraint In this embodiment, the fixed section upper part replacement constraint is also expressed by the formulas (29-1) to (29-3). However, in this embodiment, the final transport order variable w ii' is used as a decision variable, and therefore the fixed section upper part replacement constraint can be expressed as in the following formulas (51-1) and (51-2) by using the final transport order variable w ii' instead of the initial transport order variable t ii'.

Figure 0007506310000043
Figure 0007506310000043

(51-1)式は、鋼材iSfが、max(Sk)の中にあり、鋼材iEが、移動が必須となる鋼材集合Imに含まれる場合、鋼材iSfが、非移動鋼材のうち最上段にある非移動鋼材(xiSf=1)であり、且つ、鋼材iEを初期山Skに配置する(ziEk=1)とき、移動部鋼材集合Sk の最下段にある鋼材iSbの最終搬送は、鋼材iEの最終搬送よりも先でなければならない(wiSbiE=1)ことを表す。尚、(51-1)式において、xiSfのSfはiの下付き記号として表記される。ziEkのEはiの下付き記号として表記される。wiSbiEのSbはiの下付きの記号として表記され、Eはiの下付きの記号として表記される。 Formula (51-1) expresses that when steel material i Sf is in max(S k ) and steel material i E is included in steel material set I m where movement is essential, steel material i Sf is the non-moving steel material at the top of the non-moving steel materials (x iSf =1), and when steel material i E is placed in the initial pile S k (z iEk =1), the final conveyance of steel material i Sb at the bottom of the moving section steel material set S k must precede the final conveyance of steel material i E (w iSbiE =1). In formula (51-1), Sf of x iSf is expressed as a subscript symbol of i. E of z iEk is expressed as a subscript symbol of i. Sb of w iSbiE is expressed as a subscript symbol of i, and E is expressed as a subscript symbol of i.

鋼材iSbの最終搬送順<固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順(wiSbiE)であれば、鋼材iSbの初期搬送順<鋼材iSbの最終搬送順≦固定部上積載鋼材集合Ek 内の任意の鋼材iEの最終搬送順となるので、(51-1)式は、差替えの十分条件を示す制約(固定部上部差替え制約)となる。(51-2)式は、(51-1)式の右辺に、鋼材iEに対する仮置き発生有無変数riEを加えたものであり、差替えの必要条件を示す制約(固定部上部差替え制約)となる。 If the final transport order of steel material i Sb is less than the final transport order (w iSbiE ) of any steel material i E in the set of steel materials loaded on the fixed section E k , then the initial transport order of steel material i Sb is less than the final transport order of any steel material i E in the set of steel materials loaded on the fixed section E k , and therefore equation (51-1) becomes a constraint that shows a sufficient condition for replacement (fixed section upper part replacement constraint).Equation (51-2) adds the temporary placement occurrence variable r iE for steel material i E to the right-hand side of equation (51-1), and becomes a constraint that shows a necessary condition for replacement (fixed section upper part replacement constraint).

尚、(51-2)式において、riEのEはiの下付き記号として表記される。また、(51-2)式において、riEに代えて、鋼材iSfに対する仮置き発生有無変数riSfを用いてもよい。
(51-1)式は、(29-1)式に代えて用いられる制約式であり、(51-2)式は、(29-2)式に代えて用いられる制約式である。尚、(51-1)式および(51-2)式を用いずに、(29-1)式および(29-2)式(または(29-3)式)を用いてもよい。
In addition, in formula (51-2), E in r iE is expressed as a subscript of i. Also, in formula (51-2), a provisional occurrence variable r iSf for steel material i Sf may be used instead of r iE .
The formula (51-1) is a constraint formula used in place of the formula (29-1), and the formula (51-2) is a constraint formula used in place of the formula (29-2). Note that the formulas (29-1) and (29-2) (or (29-3)) may be used instead of the formulas (51-1) and (51-2).

制約式・目的関数設定部102は、例えば、(42-1)式~(42-3)式、(43)式~(50)式、(51-1)式または(51-2)式に対して、i、j、S、Sk、T、N、F'を設定することにより、制約式を設定する。また、制約式・目的関数設定部102は、第1の実施形態で説明した制約式も設定する。 The constraint equation/objective function setting unit 102 sets constraint equations by setting i, j, S, S k , T, N, and F' for, for example, equations (42-1) to (42-3), equations (43) to (50), equation (51-1), or equation (51-2). The constraint equation/objective function setting unit 102 also sets the constraint equations described in the first embodiment.

<<目的関数>>
次に、目的関数について説明する。
本実施形態では、鋼材の総搬送回数の最小化と、最終山の総数の最小化と、仮山の総数の最小化とを目的とする。従って、以下の(52)式に示す目的関数Jを用いる。
<<Objective function>>
Next, the objective function will be described.
In this embodiment, the objectives are to minimize the total number of conveyances of steel materials, the total number of final mountains, and the total number of temporary mountains. Therefore, the objective function J shown in the following equation (52) is used.

Figure 0007506310000044
Figure 0007506310000044

本実施形態では、(52)式に示すように、鋼材の総搬送回数((52)式のΣ(yi
+ri))と、最終山の総数((52)式のΣqj)と、仮山の総数((52)式のΣp
j)との重み付き線形和を目的関数とする。(52)式に示すように、重み係数k3は、仮山の総数に対する重み係数である。(52)式の目的関数Jでは、重み係数k1、k2、k3により、鋼材の総搬送回数に対する評価と、最終山の総数に対する評価と、仮山の総数に対する評価のバランスをとることができる。
制約式・目的関数設定部102は、例えば、(52)式に対してi、j、k1、k2、k3を設定することにより、目的関数Jを設定する。
In this embodiment, as shown in equation (52), the total number of conveyances of steel materials (Σ(y i
+r i ), the total number of final mountains (Σq j in equation (52)), and the total number of rock masses (Σp
j ) is used as the objective function. As shown in equation (52), weighting coefficient k3 is a weighting coefficient for the total number of rockery piles. In the objective function J in equation (52), the weighting coefficients k1 , k2 , and k3 can be used to balance the evaluation of the total number of steel material conveyances, the evaluation of the total number of final piles, and the evaluation of the total number of rockery piles.
The constraint equation/objective function setting unit 102 sets the objective function J by setting i, j, k 1 , k 2 , and k 3 for equation (52), for example.

[最適化計算部103]
最適化計算部103は、第1の最適化計算と、第2の最適化計算を行う。第2の最適化計算は、第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満足しない場合に実行される。
[Optimization calculation unit 103]
The optimization calculation unit 103 performs a first optimization calculation and a second optimization calculation. The second optimization calculation is performed when the result (optimum solution) of the first optimization calculation does not satisfy the replacement condition.

本実施形態では、最適化計算部103は、(9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(25-1)式~(25-3)式と、(26)式と、(27-1)式~(27-3)式と、(42-1)式~(47)式と、(49)式~(50)式と、(51-2)式の制約式を満足する範囲で、(52)式の目的関数Jの値が最小になるときの決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、割り当て山識別変数qj、初期搬送順変数tii'、仮置鋼材仮山割り当て変数uijと、割り当て仮山識別変数pj、および最終搬送順変数wii')を最適解として算出することにより、第1の最適化計算を実行する。 In this embodiment, the optimization calculation unit 103 calculates the decision variables (non-moved topmost steel material discrimination variable x j , movement/non-movement discrimination variable y i , and moved steel material final mountain allocation variable z i ) when the value of the objective function J in equation (52) is minimized within a range satisfying the constraint equations of equations (9) to (13), (14-1) to (14-2), (15-1) to (15-3), (16) to (17), (18-1) or (18-2), (19), (19'), (20) to (23), (25-1) to (25-3), (26), (27-1) to (27-3), (42-1 ) to (47), (49) to ( 50 ), and (51-2), when the value of the objective function J in equation (52) is minimized. ij , assigned mountain identification variable q j , initial transport order variable t ii' , temporary steel material temporary mountain allocation variable u ij , assigned temporary mountain identification variable p j , and final transport order variable w ii' are calculated as optimal solutions, thereby executing a first optimization calculation.

また、最適化計算部103は、(9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(25-1)式~(25-3)式と、(26)式と、(27-1)式~(27-3)式と、(42-1)式~(50)式と、(51-1)式の制約式を満足する範囲で、(52)式の目的関数Jの値が最小になるときの決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、割り当て山識別変数qj、初期搬送順変数tii'、仮置鋼材仮山割り当て変数uij、割り当て仮山識別変数pj、および最終搬送順変数wii')を最適解として算出することにより、第2の最適化計算を実行する。 The optimization calculation unit 103 also calculates the decision variables (non-moved topmost steel material discrimination variable x j , movement/non-movement discrimination variable y i , moved steel material final mountain allocation variable z ij , allocated mountain identification variable q j ) when the value of the objective function J in equation (52) is minimized within a range satisfying the constraint equations of equations (9) to (13), (14-1) to (14-2), (15-1) to (15-3), (16) to (17), (18-1) or (18-2), (19), (19'), (20) to (23), (25-1) to ( 25-3 ), (26), (27-1) to (27-3), (42-1) to ( 50) , and ( 51-1) . , initial transport order variable t ii' , temporary steel material temporary mountain allocation variable u ij , allocated temporary mountain identification variable p j , and final transport order variable w ii' ) as an optimal solution, thereby executing a second optimization calculation.

[判定部104]
判定部104は、第1の実施形態で説明したように、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たすか否かを判定する。この判定の結果、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たさない場合、最適化計算部103は、第2の最適化計算を実行する。
[Determination unit 104]
As described in the first embodiment, the determination unit 104 determines whether or not the result (optimal solution) of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 satisfies the replacement condition. If the result of this determination indicates that the result (optimal solution) of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 does not satisfy the replacement condition, the optimization calculation unit 103 executes the second optimization calculation.

[出力部105]
出力部105は、第1の実施形態で説明したように、判定部104により、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たすと判定された場合、第1の最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。
出力部105は、判定部104により、最適化計算部103による第1の最適化計算の結果(最適解)が、差替え条件を満たさないと判定された場合、第2の最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。
[Output unit 105]
As described in the first embodiment, when the judgment unit 104 judges that the result (optimal solution) of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 satisfies the replacement condition, the output unit 105 outputs information indicating the transportation order of each steel material included in the steel material set N from the initial pile to the final pile, which is identified from the result (optimal solution) of the first optimization calculation.
When the judgment unit 104 judges that the result (optimal solution) of the first optimization calculation by the optimization calculation unit 103 does not satisfy the replacement condition, the output unit 105 outputs information indicating the transportation order of each steel material included in the steel material set N from the initial pile to the final pile, which is identified from the result (optimal solution) of the second optimization calculation.

出力部105は、この情報に加えてまたは代えて、移動鋼材および非移動鋼材の識別情報、最終山の総数、最終山の積姿、仮置きされる鋼材の識別情報、仮山の総数、および仮山の積姿のうち少なくとも1つを出力してもよい。
ヤード管理装置100によるヤード管理方法の一例を説明するフローチャートは、図3の各ステップの処理の一部を、本実施形態で説明した処理に変更することで実現することができる。
In addition to or instead of this information, the output unit 105 may output at least one of the following: identification information of the movable and non-movable steel materials, the total number of final piles, the stacking shape of the final piles, identification information of the steel materials to be temporarily placed, the total number of temporary piles, and the stacking shape of the temporary piles.
The flowchart illustrating an example of a yard management method by the yard management device 100 can be realized by replacing some of the processes in the steps of FIG. 3 with the processes described in this embodiment.

(まとめ)
以上のように本実施形態では、ヤード管理装置100は、2つの鋼材の搬送の相対的な順序同士の関係を決定変数(移動有無判別変数yiおよび最終搬送順変数wii')を用いて表す制約式((42-1)式~(43)式)と、仮山を構成する鋼材iに関する制約式を決定変数(初期搬送順変数tii' 、仮置鋼材仮山割り当て変数uij、割り当て仮山識別変数pj、および最終搬送順変数wii')を用いて表す制約式((44)式~(47)式)を更に満足するように、鋼材の総搬送回数と最終山の総数と仮山の総数を最小にすることを目的とする目的関数Jの値が最小になるときの決定変数を導出する。従って、第1の実施形態で説明した効果に加え、鋼材の搬送順と、最終山の山姿に加え、仮山の山姿も同時に決定することができる。
(summary)
As described above, in this embodiment, the yard management device 100 derives decision variables when the value of the objective function J, which aims to minimize the total number of transports of steel materials, the total number of final mountains, and the total number of temporary mountains, is minimized so as to further satisfy the constraint equations (equations (42-1) to (43)) expressing the relationship between the relative orders of transport of two steel materials using decision variables (movement presence /absence discrimination variable y i and final transport order variable w ii' ) and the constraint equations (equations (44) to (47)) expressing the constraint equations related to the steel materials i constituting the temporary mountain using decision variables (initial transport order variable t ii' , temporary steel material temporary mountain allocation variable u ij , allocated temporary mountain identification variable p j , and final transport order variable w ii' ). Therefore, in addition to the effects described in the first embodiment, in addition to the transport order of steel materials and the mountain shape of the final mountain, the mountain shape of the temporary mountain can also be determined at the same time.

また、仮山を構成する鋼材iに関する制約式には、初期搬送順と最終搬送順とが異なる2つの鋼材は同一の仮山に配置できることを示す制約式((45)式)が含まれる。従って、仮山の総数を適切に決定することができる。
本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
Furthermore, the constraint equations for the steel materials i that make up the temporary mountain include a constraint equation (equation (45)) that indicates that two steel materials whose initial and final transport orders are different can be placed on the same temporary mountain. Therefore, the total number of temporary mountains can be appropriately determined.
In this embodiment as well, the various modified examples described in the first embodiment can be adopted.

((第4の実施形態))
次に、第4の実施形態を説明する。第3の実施形態では、第1の実施形態に対し、鋼材の搬送順および最終山の山姿と共に仮山の山姿も同時に最適化計算により決定する場合について説明した。本実施形態では、第2の実施形態に対し、鋼材の搬送順および最終山の山姿と共に仮山の山姿も同時に最適化計算により決定する場合について説明する。このように本実施形態と第2の実施形態とは、仮山の山姿を決定する手法が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第1~第3の実施形態と同一の部分については、図1~図5に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
((Fourth embodiment))
Next, a fourth embodiment will be described. In the third embodiment, in contrast to the first embodiment, a case was described in which the shape of the rockery is determined simultaneously by optimization calculation along with the order of transport of steel materials and the shape of the final mountain. In this embodiment, in contrast to the second embodiment, a case was described in which the shape of the rockery is determined simultaneously by optimization calculation along with the order of transport of steel materials and the shape of the final mountain. Thus, the main difference between this embodiment and the second embodiment is the method of determining the shape of the rockery. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first to third embodiments are given the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5, and detailed description thereof will be omitted.

(決定変数)
第3の実施形態では、最終搬送順変数wii'が決定変数として用いられる。一方、第2の実施形態では、全搬送順変数vs,s'が決定変数として用いられる。従って、本実施形態では、最終搬送順変数wiiは用いられない。本実施形態では、第1の実施形態で説明した決定変数に加えて、仮置鋼材仮山割り当て変数uijと、割り当て仮山識別変数pjとを決定変数として用いる。
(Decision variable)
In the third embodiment, the final transport order variable w ii' is used as the decision variable. On the other hand, in the second embodiment, the total transport order variable v s,s' is used as the decision variable. Therefore, in this embodiment, the final transport order variable w ii is not used. In this embodiment, in addition to the decision variables described in the first embodiment, the temporary steel material temporary mountain allocation variable u ij and the allocated temporary mountain identification variable p j are used as decision variables.

(ヤード管理装置400の機能構成)
本実施形態のヤード監視装置では、図4に示すヤード管理装置400の各部の機能の一部を変更することにより実現される。従って、図4および図5に付した符号と同一の符号を付して、第2の実施形態および第3の実施形態と異なる部分を中心に、本実施形態のヤード管理装置の機能的な構成の一例を説明する。
(Functional configuration of the yard management device 400)
The yard monitoring device of this embodiment is realized by changing some of the functions of each unit of the yard management device 400 shown in Fig. 4. Therefore, the same reference numerals as those in Fig. 4 and Fig. 5 are used, and an example of the functional configuration of the yard management device of this embodiment will be described, focusing on the parts that differ from the second and third embodiments.

[鋼材情報取得部401、鋼材情報取得ステップS501]
鋼材情報取得部401は、第1の実施形態で説明した情報に加え、重み係数k3を取得する。鋼材情報取得部401は、第3の実施形態の鋼材情報取得部101と同じである。
[Steel material information acquisition unit 401, steel material information acquisition step S501]
The steel material information acquisition unit 401 acquires a weighting coefficient k3 in addition to the information described in the first embodiment. The steel material information acquisition unit 401 is the same as the steel material information acquisition unit 101 in the third embodiment.

[制約式・目的関数設定部402、制約式設定ステップS502、目的関数設定ステップS503]
<<制約式>>
本実施形態では、第2の実施形態で説明した制約式に対し、以下のように、制約式の追加および変更がなされる。
(j-3)仮置き発生条件制約
(44)式において、tii'(初期搬送順変数)は、全搬送順変数vs,s'を用いると、vi,i'となる。wi'i(最終搬送順変数)は、全搬送順変数vs,s'を用いると、vi'+n,i+nとなる。従って、第3の実施形態において(28)式に代えて用いられる(44)式は、本実施形態では、以下の(53)式のようになる。
[Constraint equation/objective function setting unit 402, constraint equation setting step S502, objective function setting step S503]
<<Constraint expression>>
In this embodiment, the constraint expressions described in the second embodiment are added and modified as follows.
(j-3) Provisional placement occurrence condition constraint In equation (44), t ii' (initial transport order variable) becomes v i,i' when all transport order variables v s,s' are used. W i'i (final transport order variable) becomes v i'+n,i+n when all transport order variables v s,s' are used. Therefore, equation (44) used in place of equation (28) in the third embodiment becomes the following equation (53) in this embodiment.

Figure 0007506310000045
Figure 0007506310000045

(53)式は、(37)式に代えて用いられる制約式である。 Equation (53) is a constraint equation used in place of equation (37).

(l)同一仮山配置可否制約
(45)式において、tii'(初期搬送順変数)は、全搬送順変数vs,s'を用いると、vi,i'となる。wi'i(最終搬送順変数)は、全搬送順変数vs,s'を用いると、vi'+n,i+nとなる。従って、第3の実施形態で用いられる(45)式は、本実施形態では、以下の(54)式のようになる。
(l) Same temporary mountain placement possibility constraint In formula (45), t ii' (initial transport order variable) becomes v i,i' when all transport order variables v s,s' are used. W i'i (final transport order variable) becomes v i'+n,i+n when all transport order variables v s,s' are used. Therefore, formula (45) used in the third embodiment becomes the following formula (54) in this embodiment.

Figure 0007506310000046
Figure 0007506310000046

(54)式は、第1の実施形態で説明した制約式に対し追加される制約式である。 Equation (54) is an additional constraint equation to the constraint equation described in the first embodiment.

(m)仮山積姿制約
本制約を示す制約式として、第3の実施形態で説明した(46)式~(48)式が用いられる。
(46)式~(48)式は、第1の実施形態で説明した制約式に対し追加される制約式である。
(m) Calculated Mountain Pile Shape Constraint As the constraint equations representing this constraint, equations (46) to (48) explained in the third embodiment are used.
Equations (46) to (48) are constraint equations added to the constraint equations explained in the first embodiment.

(n)仮山変数空間限定制約
本制約を示す制約式として、第3の実施形態で説明した(49)式~(50)式が用いられる。
(49)式~(50)式は、第1の実施形態で説明した制約式に対し追加される制約式である。
尚、本実施形態では、固定部上部差替え制約を示す制約式としては、第2の実施形態で説明した(38)式が用いられる。
(n) Rockery Variable Spatial Limitation Constraint As the constraint equations showing this constraint, equations (49) to (50) explained in the third embodiment are used.
Equations (49) to (50) are constraint equations added to the constraint equations explained in the first embodiment.
In this embodiment, the equation (38) described in the second embodiment is used as the constraint equation indicating the fixed portion upper replacement constraint.

制約式・目的関数設定部402は、例えば、(46)式~(50)式、(53)式~(54)に対して、i、j、S、Sk、T、n、m、N、F'を設定することにより、制約式を設定する。また、制約式・目的関数設定部102は、第2の実施形態で説明した制約式も設定する。 The constraint equation/objective function setting unit 402 sets the constraint equations by setting i, j, S, S k , T, n, m, N, and F' for, for example, equations (46) to (50) and equations (53) to (54). The constraint equation/objective function setting unit 102 also sets the constraint equations described in the second embodiment.

<<目的関数>>
本実施形態でも、第3の実施形態で説明した(52)式に示す目的関数Jを用いる。
制約式・目的関数設定部402は、例えば、(52)式に対してi、j、k1、k2、k3を設定することにより、目的関数Jを設定する。
<<Objective function>>
In this embodiment, the objective function J shown in equation (52) described in the third embodiment is also used.
The constraint equation/objective function setting unit 402 sets the objective function J by setting i, j, k 1 , k 2 , and k 3 for equation (52), for example.

[最適化計算部403、最適化計算ステップS504]
本実施形態でも、第2の実施形態と同様に、最適化計算の回数は1回でよい。
最適化計算部403は、(9)式~(13)式と、(14-1)式~(14-2)式と、(15-1)式~(15-3)式と、(16)式~(17)式と、(18-1)式または(18-2)式と、(19)式と、(19')式と、(20)式~(23)式と、(32)式と、(32')式と、(31-1)式~(33-9)式と、(34)式と、(35-1)式~(35-3)式と、(36-1)式~(36-4)式と、(38)式と、(46)式~(50)式と、(53)式~(54)式の制約式を満足する範囲で、(52)式の目的関数Jの値が最小になるときの決定変数(非移動最上段鋼材判別変数xj、移動有無判別変数yi、移動鋼材最終山割り当て変数zij、割り当て山識別変数qj、全搬送順変数vi,i'、仮置鋼材仮山割り当て変数uij、および割り当て仮山識別変数pj)を最適解として算出することにより、最適化計算を実行する。
[Optimization calculation unit 403, optimization calculation step S504]
In this embodiment, similarly to the second embodiment, the optimization calculation needs to be performed only once.
The optimization calculation unit 403 calculates the following equations: (9) to (13), (14-1) to (14-2), (15-1) to (15-3), (16) to (17), (18-1) or (18-2), (19), (19'), (20) to (23), (32), (32'), and (31-1 An optimization calculation is performed by calculating, as the optimal solution, the decision variables (non-moving topmost steel material discrimination variable x j , movement/non-movement discrimination variable y i , moved steel material final pile allocation variable z ij , assigned pile identification variable q j , total transport order variable v i,i' , temporary steel material temporary pile allocation variable u ij , and assigned temporary pile identification variable p j ) when the value of the objective function J in equation (52) is minimized within the range that satisfies the constraint equations of equations (33-9), (34), (35-1) to (35-3), (36-1 ) to (36-4), (38 ), (46) to (50), and (53) to (54 ).

[出力部404、出力ステップS505]
出力部404は、最適化計算部403による最適化計算の結果(最適解)から特定される、鋼材集合Nに含まれる各鋼材の初期山から最終山に至るまでの搬送順を示す情報を出力する。出力部404は、この情報に加えてまたは代えて、移動鋼材および非移動鋼材の識別情報、最終山の総数、最終山の積姿、仮置きされる鋼材の識別情報、仮山の総数、および仮山の積姿のうち少なくとも1つを出力してもよい。
[Output unit 404, output step S505]
The output unit 404 outputs information indicating the transport order from the initial pile to the final pile of each steel material included in the steel material collection N, which is specified from the result of the optimization calculation (optimal solution) by the optimization calculation unit 403. In addition to or instead of this information, the output unit 404 may output at least one of the identification information of the movable steel material and the non-movable steel material, the total number of final piles, the stacking form of the final piles, the identification information of the steel material to be temporarily placed, the total number of temporary piles, and the stacking form of the temporary piles.

(まとめ)
以上のように本実施形態では、ヤード管理装置400は、仮山を構成する鋼材iに関する制約式を決定変数(初期搬送順変数tii' 、仮置鋼材仮山割り当て変数uij、割り当て仮山識別変数pj、および最終搬送順変数wii')を用いて表す制約式((46)式~(47)式、(53)式~(54)式)を更に満足するように、鋼材の総搬送回数と最終山の総数と仮山の総数を最小にすることを目的とする目的関数Jの値が最小になるときの決定変数を導出する。従って、第2の実施形態で説明した効果に加え、鋼材の搬送順と、最終山の山姿に加え、仮山の山姿も同時に決定することができる。
(summary)
As described above, in this embodiment, the yard management device 400 derives decision variables when the value of the objective function J , which aims to minimize the total number of transports of steel materials, the total number of final mountains , and the total number of temporary mountains, is minimized so as to further satisfy the constraint equations (equations (46) to ( 47 ), and (53) to (54)) that express the constraint equations related to the steel materials i that make up the temporary mountains using decision variables (initial transport order variable t ii', temporary steel material temporary mountain allocation variable u ij, allocated temporary mountain identification variable p j, and final transport order variable w ii'). Therefore, in addition to the effects described in the second embodiment, the order in which the steel materials are transported and the shape of the final mountain, as well as the shape of the temporary mountains, can be determined simultaneously.

また、仮山を構成する鋼材iに関する制約式には、初期搬送順と最終搬送順とが異なる2つの鋼材は同一の仮山に配置できることを示す制約式((54)式)が含まれる。従って、仮山の総数を適切に決定することができる。
本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
Furthermore, the constraint equations for the steel materials i that make up the temporary mountain include a constraint equation (equation (54)) that indicates that two steel materials whose initial and final transport orders are different can be placed on the same temporary mountain. Therefore, the total number of temporary mountains can be appropriately determined.
In this embodiment as well, the various modified examples described in the first embodiment can be adopted.

((計算例))
次に、計算例を説明する。本計算例では、第2の本実施形態で説明した手法を発明例とし、特許文献3に記載されている手法を比較例とし、発明例と比較例とを比較する。
発明例も比較例も、最終山の総数と総搬送回数とを同時に最適化する手法である。しかしながら、比較例は、初期山において、最下段から積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)になっている全ての鋼材の部分(max(Sk))を全て非移動鋼材(固定部)とする。これに対し、発明例では、最下段から積順が払出順(下から上に向かって払出順が降順)になっている全ての鋼材についても移動鋼材および非移動鋼材の何れにするかを判定する。従って、比較例では、固定部として選択可能な鋼材を全て非移動鋼材とするので、発明例に対し保守的な決定となりやすい。即ち、比較例では、固定部に属する鋼材(非移動鋼材)が多い場合には、鋼材の積み替え自由度が低くなり、最終山の総数が多くなる傾向になる。
((Calculation example))
Next, a calculation example will be described. In this calculation example, the method described in the second embodiment is taken as an example of the invention, and the method described in Patent Document 3 is taken as a comparative example, and the example of the invention and the comparative example are compared.
Both the invention example and the comparative example are methods for simultaneously optimizing the total number of final piles and the total number of conveyances. However, in the comparative example, all of the parts (max(S k )) of steel materials in the initial pile that are stacked in the order of dispensing (descending order of dispensing from bottom to top) from the bottom are set as non-moving steel materials (fixed parts). In contrast, in the invention example, it is determined whether all of the steel materials that are stacked in the order of dispensing (descending order of dispensing from bottom to top) from the bottom are to be moved steel materials or non-moving steel materials. Therefore, in the comparative example, all of the steel materials that can be selected as fixed parts are set as non-moving steel materials, which tends to be a more conservative decision than in the invention example. That is, in the comparative example, when there are many steel materials (non-moving steel materials) that belong to the fixed parts, the degree of freedom in re-stack of steel materials is low, and the total number of final piles tends to be large.

ここで、(30)式において、鋼材の総搬送回数に対する重み係数k1、最終山の総数に対する重み係数k2を、それぞれ1、10とした(k1=1、k2=10)。また、比較例においても、最終山の総数に対する重み係数を、鋼材の総搬送回数に対する重み係数の10倍とした。また、最終山の高さの上限値hを10段(h=10)とした。 In formula (30), the weighting coefficient k1 for the total number of conveyances of steel materials and the weighting coefficient k2 for the total number of final peaks were set to 1 and 10, respectively ( k1 = 1, k2 = 10). Also, in the comparative example, the weighting coefficient for the total number of final peaks was set to 10 times the weighting coefficient for the total number of conveyances of steel materials. Also, the upper limit value h of the height of the final peak was set to 10 stages (h = 10).

また、計算環境は、以下の通りである。
プロセッサ:Intel(登録商標) Xeon(登録商標) CPU E5-2687W @ 3.1GHz(2プロセッサ)
実装メモリ(RAM):128GB
OS:Windows(登録商標)7 Professional 64ビットオペレーティングシステム
最適計算ソフト: ILOG CPLEX(登録商標) Cplex11.0 Concert25
鋼材情報として12種類の鋼材情報を用い、それぞれの鋼材情報について、前述した発明例、比較例の手法で、最終山の総数、移動鋼材の総数、仮置鋼材の総数、および非移動鋼材の総数を導出した。その結果を図6に示す。
The computation environment is as follows:
Processor: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2687W @ 3.1GHz (2 processors)
Installed memory (RAM): 128GB
OS: Windows (registered trademark) 7 Professional 64-bit operating system Optimal calculation software: ILOG CPLEX (registered trademark) Cplex11.0 Concert25
Twelve types of steel material information were used as the steel material information, and for each piece of steel material information, the total number of final piles, the total number of moved steel materials, the total number of temporary placed steel materials, and the total number of non-moved steel materials were derived using the methods of the invention example and the comparative example described above. The results are shown in Figure 6.

図6は、発明例と比較例における計算結果を表形式で示す図である。尚、図6において、SL数は、初期山を構成するスラブ(鋼材)の総数である。
図6に示すように、非移動鋼材の総数(非移動鋼材数)の平均は、比較例では9.5になるのに対し、発明例では5.8になり、半減する。このため、最終山の総数(最終山数)の平均は、比較例では5.5になるのに対し、本発明例では3.7になり30%以上削減することができる。一方、最終山の総数とトレードオフの関係にある鋼材の総搬送回数(移動鋼材の総数と仮置鋼材の総数との和)の平均は、比較例では23.7(=0.5+23.2)になるのに対し、28.9(=2.0+26.9)になり、比較例に対する発明例の鋼材の総搬送回数の増加率は20%弱に留められる。全ての鋼材を移動鋼材とする場合には鋼材の総搬送回数は少なくとも32.7(=図6のSL数の平均の欄の値)になり、発明例の手法では、全ての鋼材を移動鋼材とする場合よりも少ない搬送回数で最終山の総数を最小化することができる。
6 is a diagram showing, in a table format, the calculation results in the example and the comparative example. In FIG. 6, the number of SLs is the total number of slabs (steel materials) that make up the initial pile.
As shown in FIG. 6, the average total number of non-moving steel materials (number of non-moving steel materials) is 9.5 in the comparative example, whereas it is 5.8 in the example of the invention, which is reduced by half. Therefore, the average total number of final peaks (number of final peaks) is 5.5 in the comparative example, whereas it is 3.7 in the example of the present invention, which can be reduced by more than 30%. On the other hand, the average total number of transports of steel materials (the sum of the total number of moving steel materials and the total number of temporary storage steel materials), which is in a trade-off relationship with the total number of final peaks, is 23.7 (=0.5+23.2) in the comparative example, whereas it is 28.9 (=2.0+26.9), and the increase rate of the total number of transports of steel materials in the example of the invention compared to the comparative example is limited to just under 20%. If all steel materials are made movable steel materials, the total number of transports of steel materials is at least 32.7 (=the value in the column of the average number of SLs in FIG. 6), and the method of the example of the invention can minimize the total number of final peaks with fewer transports than when all steel materials are made movable steel materials.

((その他の変形例))
以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記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および前記プログラムなどのコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも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、また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。
((Other variations))
The above-described embodiment of the present invention can be realized by a computer executing a program. In addition, a computer-readable recording medium on which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. Examples of recording media that can be used include flexible disks, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, magnetic tapes, non-volatile memory cards, and ROMs.
Furthermore, the above-described embodiments of the present invention are merely examples of the implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted as being limited by these. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from its technical concept or main features.

(請求項との関係)
以下に、請求項と実施形態との関係の一例を示す。尚、請求項の記載が実施形態の記載に限定されないことは、変形例などに示した通りである。
<請求項1、16>
金属材情報取得手段(ステップ)は、例えば、鋼材情報取得部101、401(鋼材情報取得ステップS301、S501)を用いることにより実現される。
金属材情報は、例えば、鋼材情報を用いることにより実現される。
最適化計算手段(ステップ)は、例えば、制約式設定手段(ステップ)は、例えば、制約式・目的関数設定部102、402(制約式設定ステップS302、S502、目的関数設定ステップS303、S503)、および最適化計算部103、403(最適化計算ステップS304、S504)を用いることにより実現される。
<請求項2>
搬送順変数は、例えば、初期搬送順変数tii'、全搬送順変数vs,s'、最終搬送順変数wii'に対応する。
仮置き発生有無変数は、例えば、仮置き発生有無変数riに対応する。
移動有無判別変数は、例えば、移動有無判別変数yiに対応する。
金属材最終山割り当て変数は、例えば、移動鋼材最終山割り当て変数zijに対応する。
目的関数は、例えば、(30)式、(52)式を用いることにより実現される。前記金属材の総搬送回数を評価する項は、例えば、(30)式、(52)式の右辺第1項に対応し、前記最終山の総数を評価する項は、例えば、(30)式、(52)式の右辺第2項に対応する。
<請求項3>
搬送順関係制約式は、例えば、(25-1)式~(26)式、(33-1)式~(34)式、(42-1)式~(43)式を用いることにより実現される。
初期山分解順制約式は、例えば、(27)式を用いることにより実現される。
仮置き発生条件制約式は、例えば、(28)式、(37)式、(44)式、(53)式を用いることにより実現される。
積替制約式は、例えば、(16)式を用いることにより実現される。
山高さ制約式は、例えば、(18-2)式、(20)式を用いることにより実現される。
同一最終山禁止制約式は、例えば、(23)式を用いることにより実現される。
<請求項4>
搬送順関係制約式は、例えば、(25-2)式~(25-3)式、(33-4)式~(33-9)式、(42-2)式~(42-3)式を用いることにより実現される。
<請求項5>
非移動最上段金属材判別変数は、例えば、非移動最上段鋼材判別変数xjを用いることにより実現される。
積替制約式は、例えば、(16)式を用いることにより実現される。
<請求項6>
差替え制約式は、例えば、(29-1)式~(29-3)式、(38)式、(51-1)式~(51-2)式を用いることにより実現される。
<請求項7>
移動金属材定義制約式は、例えば、(9)式を用いることにより実現される。
前記初期山にある前記金属材のうち、当該初期山において最下段から払出順に従った積順で山積みされている前記金属材が、前記移動鋼材または前記非移動金属材として決定されることは、例えば、max(Sk)に属する鋼材の全てを非移動鋼材とする制約式を設定しないことに対応する。
<請求項8>
初期搬送順変数は、例えば、初期搬送順変数tii'を用いることにより実現される。
<請求項9>
全搬送順変数は、例えば、全搬送順変数vs,s'を用いることにより実現される。
<請求項10>
金属材仮山割り当て変数は、例えば、仮置鋼材仮山割り当て変数uijを用いることにより実現される。仮山識別変数は、例えば、割り当て仮山識別変数pjを用いることにより実現される。
目的関数は、例えば、(52)式を用いることにより実現される。前記金属材の総搬送回数を評価する項は、例えば、(52)式の右辺第1項に対応し、前記最終山の総数を評価する項は、例えば、(52)式の右辺第2項に対応し、前記仮山の総数を評価する項は、例えば、(52)式の右辺第3項に対応する。
<請求項11>
同一仮山配置可否制約式は、例えば、(45)式、(54)式を用いることにより実現される。
<請求項12>
初期搬送順変数は、例えば、初期搬送順変数tii'に対応し、最終搬送順変数は、例えば、最終搬送順変数wii'に対応する。
<請求項13>
金属材の総搬送回数は、例えば、(30)式の右辺第1項の積算により実現される。
(Relationship with the claims)
An example of the relationship between the claims and the embodiments is shown below. Note that the claims are not limited to the embodiments as described in the modified examples.
<Claim 1, 16>
The metal material information acquisition means (step) is realized, for example, by using the steel material information acquisition units 101, 401 (steel material information acquisition steps S301, S501).
The metal material information is realized, for example, by using steel material information.
The optimization calculation means (step), for example, the constraint equation setting means (step) is realized by using, for example, the constraint equation/objective function setting unit 102, 402 (constraint equation setting steps S302, S502, objective function setting steps S303, S503) and the optimization calculation unit 103, 403 (optimization calculation steps S304, S504).
<Claim 2>
The transport order variables correspond to, for example, an initial transport order variable t ii' , a total transport order variable v s,s' , and a final transport order variable w ii' .
The provisional placement occurrence presence/absence variable corresponds to, for example, the provisional placement occurrence presence/absence variable r i .
The movement presence/absence discrimination variable corresponds to, for example, the movement presence/absence discrimination variable y i .
The metal material final mountain allocation variable corresponds to, for example, the moving steel material final mountain allocation variable z ij .
The objective function is realized, for example, by using equations (30) and (52). The term for evaluating the total number of times the metal materials are conveyed corresponds, for example, to the first term on the right-hand side of equations (30) and (52), and the term for evaluating the total number of final peaks corresponds, for example, to the second term on the right-hand side of equations (30) and (52).
<Claim 3>
The conveying order relationship constraint equations are realized by using, for example, equations (25-1) to (26), equations (33-1) to (34), and equations (42-1) to (43).
The initial mountain resolution order constraint equation is realized, for example, by using equation (27).
The provisional generation condition constraint equations are realized by using, for example, equations (28), (37), (44), and (53).
The transshipment constraint equation is realized, for example, by using equation (16).
The mountain height constraint equation is realized by using, for example, equation (18-2) and equation (20).
The same final peak prohibition constraint equation is realized by using, for example, equation (23).
<Claim 4>
The conveying order relationship constraint equations are realized by using, for example, equations (25-2) to (25-3), equations (33-4) to (33-9), and equations (42-2) to (42-3).
<Claim 5>
The non-moving topmost metal material discriminant variable is realized, for example, by using the non-moving topmost steel material discriminant variable x j .
The transshipment constraint equation is realized, for example, by using equation (16).
<Claim 6>
The replacement constraint equations are realized, for example, by using equations (29-1) to (29-3), (38), and (51-1) to (51-2).
<Claim 7>
The moving metal material definition constraint equation is realized, for example, by using equation (9).
Among the metal materials in the initial pile, the metal materials stacked in the initial pile in the order of dispensing from the bottom are determined to be the mobile steel materials or the non-mobile metal materials, which corresponds to, for example, not setting a constraint equation that specifies that all steel materials belonging to max(S k ) are non-mobile steel materials.
<Claim 8>
The initial transport order variable is realized, for example, by using the initial transport order variable t ii ' .
<Claim 9>
The total conveying order variable is realized, for example, by using the total conveying order variable v s,s' .
<Claim 10>
The metal material temporary mount allocation variable is realized by using, for example, the temporary steel material temporary mount allocation variable u ij , and the temporary mount identification variable is realized by using, for example, the assigned temporary mount identification variable p j .
The objective function is realized by using, for example, formula (52). The term for evaluating the total number of times the metal materials are conveyed corresponds, for example, to the first term on the right side of formula (52), the term for evaluating the total number of final peaks corresponds, for example, to the second term on the right side of formula (52), and the term for evaluating the total number of temporary peaks corresponds, for example, to the third term on the right side of formula (52).
<Claim 11>
The same temporary mountain placement possibility constraint equation can be realized by using, for example, equation (45) and equation (54).
<Claim 12>
The initial transport order variable corresponds to, for example, the initial transport order variable t ii' , and the final transport order variable corresponds to, for example, the final transport order variable w ii' .
<Claim 13>
The total number of conveyances of the metal material is realized, for example, by integrating the first term on the right side of equation (30).

100,400:ヤード管理装置、101,4001:鋼材情報取得部、102,402:制約式・目的関数設定部、103,403:最適化計算部、104:判定部、105,404:出力部 100, 400: Yard management device, 101, 4001: Steel information acquisition unit, 102, 402: Constraint equation/objective function setting unit, 103, 403: Optimization calculation unit, 104: Judgment unit, 105, 404: Output unit

Claims (16)

工程間の置場であるヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理装置であって、
山積みの対象となる金属材についての金属材情報を取得する金属材情報取得手段と、
前記金属材情報を用いて、前記金属材の総搬送回数と前記最終山の総数とを最小にすることを目的とする数理計画問題を求解することにより、前記初期山を構成する金属材を、前記初期山から移動される移動金属材または前記初期山から移動されない非移動金属材のいずれかに分類し、前記移動金属材の搬送順と、前記移動金属材を移動させる際の仮置きの発生の有無とを少なくとも決定する最適化計算手段と、
を有し、
前記金属材の総搬送回数は、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材の総数と、前記仮置きされる前記金属材である仮置金属材の総数との和で表されることを特徴とするヤード管理装置。
A yard management device for creating a final pile of metal materials piled in a stacking order according to the order of discharging to a subsequent process in the yard by conveying metal materials from an initial pile of metal materials piled in a yard that is a storage area between processes, the final pile being made up of metal materials piled in a stacking order according to the order of discharging to a subsequent process in the yard, the device comprising:
A metal material information acquisition means for acquiring metal material information about metal materials to be piled up;
an optimization calculation means for using the metal material information to solve a mathematical programming problem aimed at minimizing the total number of times the metal materials are transported and the total number of the final piles, thereby classifying the metal materials constituting the initial pile into either moved metal materials that are moved from the initial pile or non-moved metal materials that are not moved from the initial pile, and determining at least the order in which the moved metal materials are transported and whether or not temporary placement occurs when the moved metal materials are moved;
having
A yard management device characterized in that the total number of times the metal material is transported is expressed as the sum of the total number of moving metal materials, which are metal materials transported from the initial pile to the final pile in the storage yard, and the total number of temporarily stored metal materials, which are metal materials that are temporarily stored .
前記金属材情報は、前記金属材の払出順およびサイズと、前記初期山の積姿を特定する情報とを含み、
前記最適化計算手段は、
2つの前記金属材の搬送の相対的な順序を示す搬送順変数と、前記最終山への搬送の前に仮置場に前記金属材を仮置きすることが必要か否かを示す仮置き発生有無変数と、前記金属材を移動するか否かを示す移動有無判別変数と、何れの前記金属材を何れの最終山に配置するかを示す金属材最終山割り当て変数とを含む変数を決定変数とし、
前記金属材の総搬送回数を評価する項と、前記最終山の総数を評価する項と、を含む目的関数を、前記金属材情報に基づいて設定し、
前記目的関数の値が最小または最大になるときの前記決定変数の値を最適解として導出することを、数理計画法による最適化計算を行うことにより実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載のヤード管理装置。
The metal material information includes information specifying a payout order and a size of the metal material and a stacking shape of the initial pile,
The optimization calculation means includes:
The decision variables include a transport order variable indicating the relative order of transport of the two metal materials, a temporary storage occurrence variable indicating whether or not it is necessary to temporarily store the metal materials in a temporary storage area before transporting them to the final pile, a movement presence/absence discrimination variable indicating whether or not the metal materials are to be moved, and a metal material final pile allocation variable indicating which of the metal materials is to be placed in which final pile,
setting an objective function including a term for evaluating a total number of conveyances of the metal material and a term for evaluating a total number of the final peaks based on the metal material information;
deriving values of the decision variables when the value of the objective function is minimized or maximized as an optimal solution by performing optimization calculations using mathematical programming;
2. The yard management device according to claim 1.
前記最適化計算手段は、
前記金属材の総搬送回数に影響する第1の制約と、前記最終山の総数に影響する第2の制約とを含む制約式を、前記金属材情報に基づいて設定し、前記制約式を満足する範囲で前記目的関数の値が最小または最大になるときの前記決定変数の値を最適解として導出することを、数理計画法による最適化計算を行うことにより実行し、
前記第1の制約は、2つの前記金属材の搬送の相対的な順序同士の関係を、前記決定変数を用いて表した搬送順関係制約式と、同一の前記初期山にある前記金属材ついては当該初期山の上にある前記金属材から搬送しなければならないことを、前記決定変数を用いて表した初期山分解順制約式と、同一の前記最終山に搬送される2つの前記金属材について、前記初期山からの搬送順である初期搬送順の先後と前記払出順の先後とが同じである場合に、前記初期搬送順が先の前記金属材は、前記仮置きが必要になることを、前記決定変数を用いて表した仮置き発生条件制約式と、を含み、
前記第2の制約は、前記初期山から移動されない前記金属材の上に配置することができない前記金属材に関する制約を、前記決定変数を用いて表した積替制約式と、前記最終山の山高さの上限値に関する制約を、前記決定変数を用いて表した山高さ制約式と、同一の前記最終山に配置することを禁ずる2つの前記金属材に関する制約を、前記決定変数を用いて表した同一最終山禁止制約式と、を含む、
ことを特徴とする請求項2に記載のヤード管理装置。
The optimization calculation means includes:
a constraint equation including a first constraint affecting the total number of conveyances of the metal material and a second constraint affecting the total number of final peaks is set based on the metal material information, and the value of the decision variable when the value of the objective function is minimized or maximized within a range that satisfies the constraint equation is derived as an optimal solution by performing optimization calculations using mathematical programming;
the first constraint includes a transport order relationship constraint equation that expresses the relationship between the relative orders of transport of the two metal materials using the decision variables, an initial pile separation order constraint equation that expresses using the decision variables that metal materials in the same initial pile must be transported starting from the metal material on top of the initial pile, and a temporary placement occurrence condition constraint equation that expresses using the decision variables that, for two metal materials transported to the same final pile, when the order of the initial transport order, which is the order of transport from the initial pile, is the same as the order of the removal order, the metal material that comes first in the initial transport order will require the temporary placement;
The second constraint includes a reloading constraint equation expressed using the decision variables, which is a constraint on the metal material that cannot be placed on the metal material that has not been moved from the initial mountain, a mountain height constraint equation expressed using the decision variables, which is a constraint on an upper limit of the mountain height of the final mountain, and a same-final-mountain prohibition constraint equation expressed using the decision variables, which is a constraint on two metal materials that are prohibited from being placed on the same final mountain.
3. The yard management device according to claim 2.
前記搬送順関係制約式は、2つの前記金属材の少なくとも一方が、前記初期山において最下段から払出順に従った積順で山積みされている部分である部分山に属さない場合の、当該2つの前記金属材の搬送の相対的な順序同士の関係を、前記決定変数を用いて表した制約式を含む、ことを特徴とする請求項3に記載のヤード管理装置。 The yard management device according to claim 3, characterized in that the transport order relationship constraint equation includes a constraint equation that expresses, using the decision variables, the relationship between the relative transport orders of the two metal materials when at least one of the two metal materials does not belong to a partial pile that is a portion of the initial pile that is stacked in stacking order according to the dispensing order from the bottom. 前記決定変数は、前記初期山を構成する前記金属材が、前記最終山を作成するために当該初期山の場所に固定される非移動金属材の中で最上段にある非移動金属材であるか否かを示す非移動最上段金属材判別変数を更に含み、
前記積替制約式は、前記金属材が、前記初期山において前記非移動金属材のうち最上段にある前記非移動金属材である場合、当該金属材が属する元山に、当該金属材に上載せできない前記金属材を配置することができないことを、前記決定変数を用いて表した制約式であり、
前記元山は、前記最終山の候補となる山であって、前記金属材情報が作成された時点で前記ヤードにおいて形づくられている山の少なくとも一部からなり、当該山から場所が変わらない山である、ことを特徴とする請求項3または4に記載のヤード管理装置。
The decision variables further include a non-moving topmost metal material discrimination variable indicating whether the metal material constituting the initial pile is a non-moving metal material in the topmost tier among non-moving metal materials fixed at the position of the initial pile to create the final pile;
The transshipment constraint equation is a constraint equation that expresses, using the decision variables, that if the metal material is the non-movable metal material that is at the top of the non-movable metal materials in the initial pile, the metal material that cannot be placed on the metal material cannot be placed in the original pile to which the metal material belongs;
The yard management device according to claim 3 or 4, characterized in that the original pile is a pile that is a candidate for the final pile, which consists of at least a part of a pile that was formed in the yard at the time the metal material information was created, and which does not change location from the original pile.
前記第1の制約は、前記初期山にある前記移動金属材の前記初期山からの搬送順である初期搬送順が、前記最終山を作成するために当該初期山の場所に固定される非移動金属材の上に搬送される前記移動金属材の前記最終山への搬送順である最終搬送順よりも先でなければならないことを、前記決定変数を用いて表した差替え制約式を更に含む、ことを特徴とする請求項3~5の何れか1項に記載のヤード管理装置。 The yard management device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the first constraint further includes a replacement constraint equation expressed using the decision variables, which indicates that an initial transport order, which is the order in which the moving metal material in the initial pile is transported from the initial pile, must precede a final transport order, which is the order in which the moving metal material is transported to the final pile and is transported onto a non-moving metal material that is fixed at the location of the initial pile to create the final pile. 前記第1の制約は、前記初期山にある前記金属材のうち、当該初期山において最下段から払出順に従った積順で山積みされていない前記金属材は前記移動金属材とすることを、前記決定変数を用いて表した移動金属材定義制約式を更に有し、
前記初期山にある前記金属材のうち、当該初期山において最下段から払出順に従った積順で山積みされている前記金属材が、前記移動金属材または前記非移動金属材として決定される、ことを特徴とする請求項3~6の何れか1項に記載のヤード管理装置。
The first constraint further includes a moving metal material definition constraint equation expressed using the decision variables, which specifies that, of the metal materials in the initial pile, the metal materials that are not stacked in the initial pile in a stacking order according to the withdrawal order from the bottom are to be moved metal materials;
A yard management device as described in any one of claims 3 to 6, characterized in that, of the metal materials in the initial pile, the metal materials that are stacked in the initial pile in a stacking order according to the order of dispensing from the bottom are determined to be the mobile metal materials or the non-mobile metal materials.
前記搬送順変数は、2つの前記金属材の搬送の相対的な順序として、前記初期搬送順を示す初期搬送順変数を含む、ことを特徴とする請求項3~7の何れか1項に記載のヤード管理装置。 The yard management device according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the transport order variables include an initial transport order variable that indicates the initial transport order as the relative order of transport of the two metal materials. 前記搬送順変数は、2つの前記金属材の相対的な順序として、前記初期搬送順と前記最終山への搬送順である最終搬送順との双方を示す全搬送順変数を含む、ことを特徴とする請求項3~7の何れか1項に記載のヤード管理装置。 The yard management device according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the transport order variables include a total transport order variable that indicates both the initial transport order and the final transport order, which is the order of transport to the final pile, as the relative order of the two metal materials. 前記決定変数は、前記金属材を何れの仮山に配置するかを示す金属材仮山割り当て変数と、前記仮山を示す仮山識別変数と、含み、
前記仮山は、仮置場に山積みされる金属材からなる山であり、
前記目的関数は、前記金属材の総搬送回数を評価する項と、前記最終山の総数を評価する項と、前記仮山の総数を評価する項とを含む、
ことを特徴とする請求項3~9の何れか1項に記載のヤード管理装置。
The decision variables include a metal material ascension assignment variable indicating on which ascension the metal material is to be placed, and a ascension identification variable indicating the ascension;
The rockery is a mountain made of metal materials piled up in a temporary storage site,
the objective function includes a term for evaluating a total number of conveyances of the metal material, a term for evaluating a total number of the final mountains, and a term for evaluating a total number of the rocky mountains;
The yard management device according to any one of claims 3 to 9.
前記第1の制約は、同一の前記最終山に搬送される2つの前記金属材について、前記初期搬送順の先後と前記最終山への搬送順である最終搬送順の先後とが異なる場合に、当該2つの金属材を同一の前記仮山に配置することができることを、前記決定変数を用いて表した同一仮山配置可否制約式を含む、ことを特徴とする請求項10に記載のヤード管理装置。 The yard management device according to claim 10, characterized in that the first constraint includes a constraint expression for whether or not two metal materials can be placed on the same temporary pile, the constraint expression expressing, using the decision variable, that when the order of the initial transport order of two metal materials transported to the same final pile is different from the order of the final transport order, which is the order of transport to the final pile, the two metal materials can be placed on the same temporary pile. 前記搬送順変数は、2つの前記金属材の搬送の相対的な順序として、前記初期搬送順を示す初期搬送順変数と、前記初期搬送順を示す最終搬送順変数とを含む、ことを特徴とする請求項11に記載のヤード管理装置。 The yard management device according to claim 11, characterized in that the transport order variables include an initial transport order variable indicating the initial transport order and a final transport order variable indicating the initial transport order as the relative order of transport of the two metal materials. 前記搬送は、金属材グループの単位で行われ、
前記金属材グループは、搬送機器にて前記金属材を搬送する際に分割されることのない複数の前記金属材からなる、ことを特徴とする請求項1~1の何れか1項に記載のヤード管理装置。
The transport is performed in units of metal material groups,
The yard management device according to any one of claims 1 to 12 , characterized in that the metal material group consists of a plurality of metal materials that are not divided when the metal materials are transported by a transport device.
前記ヤードは、鉄鋼製造プロセスにおける製鋼工程と圧延工程との間の置場であり、
前記金属材は、鋼材である、ことを特徴とする請求項1~1の何れか1項に記載のヤード管理装置。
The yard is a storage area between a steelmaking process and a rolling process in a steel manufacturing process,
The yard management device according to any one of claims 1 to 13 , characterized in that the metal material is a steel material.
工程間の置場であるヤードに山積みされる金属材からなる初期山の当該金属材を、搬送機器により搬送して、当該ヤードの後工程への払出順に従った積順で山積みされる金属材からなる最終山を作成するためのヤード管理方法であって、
山積みの対象となる金属材についての金属材情報を取得する金属材情報取得ステップと、
前記金属材情報を用いて、前記金属材の総搬送回数と前記最終山の総数とを最小にすることを目的とする数理計画問題を求解することにより、前記初期山を構成する金属材を、前記初期山から移動される移動金属材または前記初期山から移動されない非移動金属材のいずれかに分類し、前記移動金属材の搬送順と、前記移動金属材を移動させる際の仮置きの発生の有無とを少なくとも決定する最適化計算ステップと、
を有し、
前記金属材の総搬送回数は、前記置場において前記初期山から前記最終山に搬送される金属材である移動金属材の総数と、前記仮置きされる前記金属材である仮置金属材の総数との和で表されることを特徴とするヤード管理方法。
A yard management method for creating a final pile of metal materials that is piled up in a yard, which is a storage area between processes, by transporting the metal materials from an initial pile using a transport device in a stacking order that corresponds to the order in which the metal materials are to be discharged to a subsequent process in the yard, comprising the steps of:
A metal material information acquisition step of acquiring metal material information about metal materials to be piled up;
an optimization calculation step of classifying the metal materials constituting the initial pile into either moved metal materials to be moved from the initial pile or non-moved metal materials not to be moved from the initial pile by solving a mathematical programming problem aimed at minimizing the total number of times the metal materials are transported and the total number of the final piles using the metal material information, and at least determining the order in which the moved metal materials are transported and whether or not temporary placement occurs when the moved metal materials are moved;
having
A yard management method characterized in that the total number of transports of the metal material is expressed as the sum of the total number of moving metal materials, which are metal materials transported from the initial pile to the final pile in the storage yard, and the total number of temporarily stored metal materials, which are metal materials that are temporarily stored .
請求項1~1の何れか1項に記載のヤード管理装置の各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。 A program for causing a computer to function as each of the means of the yard management device according to any one of claims 1 to 14 .
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