JP2010077454A - 熱処理炉装入順計画方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱処理を実施する鋼板の納期、熱処理温度、板厚、炉前山積み順を考慮し能率最大となる、熱処理炉装入順計画方法および装置を提供することを目的にする。
【解決手段】生産に関する制約データおよび前記対象材に関するデータを読込むデータ読込工程と、前記対象材を納期順に並べる集約作業を行う、対象材の集約工程と、連続で装入可能な板厚範囲、熱処理温度範囲に当てはまる対象材を集めてロットの作成を行う、ロット作成工程と、連続して処理する板厚および／または処理温度変化が小さくなるように、作成したロット毎、およびロット内での装入順序の入替えを行う、ロット毎・内での順序入れ替え工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱処理を実施する鋼板の納期、熱処理温度、板厚、炉前山積み順を考慮し能率最大となる熱処理装入順を自動で計画する、熱処理炉装入順計画方法および装置に関するものである。

板状製品または中間製品を対象としたハンドリング手順を計画・指示する、従来の技術としては、例えば、特許文献１または特許文献２に開示された技術がある。これらの技術は、対象設備よりも上流の製造設備から搬入される中間製品を対象にしたものであり、上流側が自らの都合で下流に押し出す、いわゆるpush型生産計画である。
特開２００５−２２８１６５号公報 特開２００５−３０７３４７号公報

鉄鋼業はプロセス分岐型産業であり、スケールメリットを追求して上流工程でまとめ作りした素材を、下流の複数工程に分配してさらに作りこんでゆき、最終的に需要家の仕様に合わせて製品として仕上げている。

前述の特許文献１または特許文献２に開示された技術は、これまでの同一品種大量生産に適した手法であった。しかしながら、現在では需要家の要求が多様化しており、前述した開示技術を適用すると過剰なまとめ作りや能率低下が発生しやすく、中間製品や製品の在庫が増加するという問題点がある。

例えば、熱処理炉前に搬入された鋼板の山付け状況が制約となるため、最適な熱処理炉装入順が計画できないという事態に陥ることがある。すなわち、熱処理炉装入順についての情報が鋼板の山付け時に考慮出来ないため、熱処理を実施すべき鋼板が山積みの下に埋もれてしまっている場合には、山を崩して対象鋼板を取り出すという余分な作業が発生して、処理効率が落ちてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、熱処理を実施する鋼板の納期、熱処理温度、板厚、炉前山積み順を考慮し能率最大となる、熱処理炉装入順計画方法および装置を提供することを目的にする。

本発明の請求項１に係る発明は、熱処理炉前に搬入された鋼板と今後搬入予定の鋼板を対象とした熱処理炉装入順を計画する、熱処理炉装入順計画方法であって、生産に関する制約データおよび前記対象材に関するデータを読込むデータ読込工程と、前記対象材を納期順に並べる集約作業を行う、対象材の集約工程と、連続で装入可能な板厚範囲、熱処理温度範囲に当てはまる対象材を集めてロットの作成を行う、ロット作成工程と、連続して処理する板厚および／または処理温度変化が小さくなるように、作成したロット毎、およびロット内での装入順序の入替えを行う、ロット毎・内での順序入れ替え工程とを有することを特徴とする熱処理炉装入順計画方法である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の熱処理炉装入順計画方法において、複数の熱処理炉に順に装入する場合には、最下流に位置する熱処理炉での装入計画を実行し、実行した装入計画に基づいてすぐ上流に位置する熱処理炉での装入計画を実行するというように、最下流の熱処理炉から最上流の熱処理炉へと順に装入計画の上り計画を行い、最上流の熱処理炉での装入計画を実行した後は、今度は逆に最下流の熱処理炉にむけて順に装入計画の下り計画を行うことを特徴とする熱処理炉装入順計画方法である。

さらに、本発明の請求項３に係る発明は、熱処理炉前に搬入された鋼板と今後搬入予定の鋼板を対象材とした熱処理炉装入順を計画する、熱処理炉装入順計画装置であって、生産に関する制約データおよび前記対象材に関するデータを読込むデータ読込手段と、前記対象材を納期順に並べる集約作業を行う、対象材の集約手段と、連続で装入可能な板厚範囲、熱処理温度範囲に当てはまる対象材を集めてロットの作成を行う、ロット作成手段と、連続して処理する板厚および／または処理温度変化が小さくなるように、作成したロット毎、およびロット内での装入順序の入替えを行う、ロット毎・内での順序入れ替え手段とを備えることを特徴とする熱処理炉装入順計画装置である。

本発明によれば、対象材を納期順に並べる集約作業を行う対象材の集約工程と、連続で装入可能な板厚範囲、熱処理温度範囲に当てはまる対象材を集めてロットの作成を行うロット作成工程と、連続して処理する板厚および／または処理温度変化が小さくなるように、作成したロット毎、およびロット内での装入順序の入替えを行う、ロット毎・内での順序入れ替え工程とを有するようにしたので、鋼板の納期を満たし能率最大となる熱処理炉装入順計画が可能となった。

本発明を実施するための最良の形態について、以下に説明する。図２は、本発明に係るシステム構成例を示す図である。図中、１は熱処理炉装入順計画装置、２はデータベース、３は端末、および４は物流機器をそれぞれ表す。

熱処理炉装入順計画装置１は、データベース２の中の各種ファイルとデータをやり取りしながら、熱処理炉前に搬入された鋼板と今後搬入予定の鋼板を対象とした熱処理炉装入順を計画し、端末３に表示するとともに、熱処理炉前に搬入された鋼板と今後搬入予定の鋼板のハンドリングを司るクレーンなどの物流機器４に指示を送る。

図１は、本発明に係る熱処理炉装入順計画方法の処理手順例を示す図である。図に示すように、開始から終了までStep01〜Step06の処理を順に行いながら処理を進める。

先ずStep01の「マスタ読込」にて、品質・設備制約・操業ルールといった生産に関する制約データを読込む。そして次にStep02の「入力データ読込」にて、対象とする、熱処理炉前に搬入された鋼板と今後搬入予定の鋼板についての鋼板１枚ごとのデータ(サイズ、規格、種類など)を読込む。この際、所定期間の長期にわたる処理対象材に関するデータを読込み、以下に説明する装入順計画の準備をする。予め与える所定期間は、対象規模などにはよるものの、通常は５日分以上が望ましい。

そして、Step03の「納期順に対象材の集約」にて、対象材を納期順に並べる集約作業を行う。その後、Step04の「ロット作成(板厚・処理温度)」にて、連続で装入可能な板厚範囲、熱処理温度範囲に当てはまる対象材を集めてロットの作成を行う。

熱処理炉での処理時間は板厚に比例する(板厚が厚いほど処理時間がかかる)。よって連続して処理する対象材の板厚変化が小さいと、待ち時間が発生せず能率がよい。図３は、板厚による装入方法の違いを説明する図である。上段は、装入する板厚を薄いものから厚いものへ連続的にする場合を、下段は、板厚が薄いものと厚いものを不連続に装入する場合を示している。板厚不連続の場合には、在炉時間差による装入待ちが生じてしまい、これが能率の低下となってしまう。

また、図４は、処理温度による装入方法の違いを説明する図である。対象材の処理温度が大きく変化すると、熱処理炉の温度を上げる又は下げるまでに時間がかかる。よって板厚と同様に、連続して処理する対象材の処理温度変化が小さいと、待ち時間が発生せず能率がよい。

このように、連続して処理する対象材の板厚および処理温度変化が小さくなるように、作成したロット毎、およびロット内での装入順序の入替えを行い、リードタイムが最短で能率最大となる熱処理炉装入順を探索する(Step05の「ロット毎・内での順序入れ替え」)。評価関数および制約条件を設定して解の探索を行う処理である。

最後に、Step06「結果出力」にて、熱処理炉装入順を出力する。この熱処理炉装入順に基づいて、炉前山積み順決めたり、物流機器に指示を送るようにする。

厚板製品(板厚6〜260mm、板巾1000〜5300mm、板長3000〜26000 mm)を対象とした実施例について、以下に説明を行う。適用設備は、1号熱処理炉（焼入れ、焼準）、および２号熱処理炉（焼戻し）である。そして、能率向上には、１号熱処理炉では、板厚が小さいものと大きいものを混ぜて装入するのではなく、板厚変動を少しずつ連続的に装入することが必要である。また、２号熱処理炉では、熱処置温度が低いものと高いものを混ぜて装入するのではなく、熱処置温度の変動が少なくなるように連続的に装入することが必要である。

図５は、本実施例での熱処理設備レイアウト例を示す図である。本実施例では、1号熱処理炉または２号熱処理炉の片方しか通過しない厚板製品はあるものの、1号熱処理炉のあと一旦ヤードに置いてから２号熱処理炉に再度サイド装入する(焼入れまたは焼準の後、焼戻しを行う)厚板製品が多いという特徴がある。

図６は、本実施例における処理手順例を示す図である。1号熱処理炉のあと２号熱処理炉を通過する厚板製品に対する装入順計画の例であり、Step13の「２号熱処理炉上り計画」では、下流に位置する２号熱処理炉での計画を先ず行い、この結果をStep14の「１号熱処理炉計画」に送る。これは、下流の２号熱処理炉での納期から上流の１号熱処理炉計画に要求をかけるものである。そして、この要求に基づいてStep14の「１号熱処理炉計画」を行い、この計画は２号熱処理炉最早可能時期として送られ、これに基づいて再度２号熱処理炉の計画、すなわちStep15の「２号熱処理炉下り計画」が行われる。

このように、対象材を複数の熱処理炉に順に装入する場合には、最下流に位置する熱処理炉での装入計画を実行し、実行した装入計画に基づいてすぐ上流に位置する熱処理炉での装入計画を実行するというように、最下流の熱処理炉から最上流の熱処理炉へと順に装入計画の上り計画を行い、最上流の熱処理炉での装入計画を実行した後は、今度は逆に最下流の熱処理炉にむけて順に装入計画の下り計画を行うようにする。

図７は、実際の装入計画に本発明を適用した結果の一例を示す図である。約１０日分の装入計画に本発明を適用した結果の一例であり、1号熱処理炉では装入対象１０００枚の板厚変化を時系列で、２号熱処理炉では装入対象５００枚の熱処置温度変化を時系列でそれぞれ示している。1号熱処理炉では、類似した板厚のものを連続させることにより、薄物と厚物が上手く分離して装入され在炉時間差による装入待ちが少なくできていること、２号熱処理炉では、熱処置温度変化が不連続でなくゆるやかに連続的に行われ、昇降温ロスが少なくできていることが、それぞれ確認できる。これらのことにより、従来に比べて７％の能率向上が達成できた。

本発明に係る熱処理炉装入順計画方法の処理手順例を示す図である。 本発明に係るシステム構成例を示す図である。 板厚による装入方法の違いを説明する図である。 処理温度による装入方法の違いを説明する図である。 本実施例での熱処理設備レイアウト例を示す図である。 本実施例における処理手順例を示す図である。 実際の装入計画に本発明を適用した結果の一例を示す図である。

符号の説明

１ 熱処理炉装入順計画装置
２ データベース
３ 端末
４ 物流機器

Claims (3)

1. 熱処理炉前に搬入された鋼板と今後搬入予定の鋼板を対象材とした熱処理炉装入順を計画する、熱処理炉装入順計画方法であって、
   生産に関する制約データおよび前記対象材に関するデータを読込むデータ読込工程と、
   前記対象材を納期順に並べる集約作業を行う、対象材の集約工程と、
   連続で装入可能な板厚範囲、熱処理温度範囲に当てはまる対象材を集めてロットの作成を行う、ロット作成工程と、
   連続して処理する板厚および／または処理温度変化が小さくなるように、作成したロット毎、およびロット内での装入順序の入替えを行う、ロット毎・内での順序入れ替え工程とを有することを特徴とする熱処理炉装入順計画方法。
2. 請求項１に記載の熱処理炉装入順計画方法において、
   複数の熱処理炉に順に装入する場合には、
   最下流に位置する熱処理炉での装入計画を実行し、実行した装入計画に基づいてすぐ上流に位置する熱処理炉での装入計画を実行するというように、最下流の熱処理炉から最上流の熱処理炉へと順に装入計画の上り計画を行い、
   最上流の熱処理炉での装入計画を実行した後は、今度は逆に最下流の熱処理炉にむけて順に装入計画の下り計画を行うことを特徴とする熱処理炉装入順計画方法。
3. 熱処理炉前に搬入された鋼板と今後搬入予定の鋼板を対象材とした熱処理炉装入順を計画する、熱処理炉装入順計画装置であって、
   生産に関する制約データおよび前記対象材に関するデータを読込むデータ読込手段と、
   前記対象材を納期順に並べる集約作業を行う、対象材の集約手段と、
   連続で装入可能な板厚範囲、熱処理温度範囲に当てはまる対象材を集めてロットの作成を行う、ロット作成手段と、
   連続して処理する板厚および／または処理温度変化が小さくなるように、作成したロット毎、およびロット内での装入順序の入替えを行う、ロット毎・内での順序入れ替え手段とを備えることを特徴とする熱処理炉装入順計画装置。