JP2010228003A - 加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法、並びに、加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数本のスラブについての加熱炉からの抽出待ち時間及び圧延時間の総和が可及的に短くなるように、加熱炉に対する装入順パターン及び抽出順パターン並びに圧延機における圧延順パターンを最適に計画する。
【解決手段】加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法では、最善解の導出判断ステップ（Ｓ２−９）及び最善解の更新及び保存ステップ（Ｓ２−１０）で、作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを、メモリに保存されている最善解と比較し、作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、メモリに保存されている前記最善解を維持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧延対象となる複数本のスラブを２基以上の加熱炉にて加熱した後、これらのスラブを圧延機により熱間圧延して圧延製品を製造する際に、２基以上の加熱炉に対する複数のスラブの装入順及び抽出順、並びに、圧延機による圧延順をそれぞれ最適に計画する加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法、並びに、加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置に関するものである。

２基以上の加熱炉による加熱工程と圧延機による圧延工程からなる厚板（スラブ）の熱間圧延加工に際しては、複数種類のスラブから圧延製品を製造する場合、各スラブ材の各加熱炉への割り付けと装入順序と、加熱されたスラブの圧延機による圧延順序の計画立案が、生産効率や生産コストに大きく影響する。ところが、かかる計画には、各スラブ材の材質や幅、厚さ等に応じて、加熱および圧延に関する多くの制約条件が存在するために、極めて複雑であり、従来では、作業者の経験や勘に頼らざるを得なかった。そのために、計画立案に多くの時間を要し、作業者の労力負担が大きかったのであり、加えて、作業者によって計画内容のばらつきが大きく、常に最適なものであるとは言い難かった。

上記のような加熱炉装入順・圧延順を計画する際の問題を解決する技術としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。すなわち、特許文献１には、同じ加熱条件を有する圧延材のグループ分けを重視して、加熱および圧延スケジュールを最適に組むことができる、圧延順決定方法が記載されている。ここでは、先ず、加熱グループ形成工程で、同一の加熱炉に装入可能な加熱グループを形成し、この加熱グループを基本として、圧延グループ形成工程で、同時に圧延機に供給可能な圧延グループを形成する。そして、この圧延グループを単位として圧延順序と加熱炉の割り付けを行う。

特許文献１の方法によれば、加熱条件を考慮したグループ分けを基本として圧延順序や加熱炉の割り付けが選定されることから、例えば、品質上の問題等から同じ加熱炉に同一加熱条件のスラブのみを装入して加熱することが要求される場合等においても、そのような加熱条件を優先的に満足させつつ、優れた圧延効率が得られるように、スラブの加熱炉への装入順序と圧延機による圧延順序を決定することが可能となる。

特開２０００−１６７６１０号公報

しかしながら、２基以上の加熱炉及び圧延機が含まれる厚板の熱間圧延設備では、加熱時間の異なる複数のスラブ(例えば、熱片スラブと冷片スラブ、厚さが異なるスラブ)の加熱及び圧延を行う場合には、次のような問題が発生する。すなわち、加熱時間の短いスラブと長いスラブを混在させて加熱圧延を行う際に、各スラブの加熱完了のタイミングを圧延開始のタイミングに揃えることは、既に加熱炉に装入されているスラブの加熱時間及び圧延時間も関係するため非常に困難である。熱間圧延設備では、加熱完了のタイミングが圧延開始のタイミングよりも遅れると、圧延機をスラブの加熱完了まで停止させる必要があるため、圧延機の稼動に空白が生じ、熱間圧延設備の生産性が著しく低下する。またスラブの加熱完了のタイミングが圧延開始のタイミングよりも早くなると、圧延開始可能となるまでスラブを加熱炉内で待機させておく必要があるため、加熱炉により無駄なエネルギ（燃料）が消費される。

そして、特許文献１に記載された技術では、既に加熱炉に装入されているスラブの加熱時間及び圧延時間が考慮されておらず、また２基以上の加熱炉に装入されるスラブの加熱時間がスラブ（１本）単位で変化することも前提とされていない。このため、加熱時間の短いスラブと長いスラブを混在させて加熱及び圧延を行う場合には、それらのスラブの加熱炉への装入順及び圧延機での圧延順について生産効率上及び品質上の観点から最適なスケジュールを作成できない。

本発明の目的は、上記事実を考慮し、２基以上の加熱炉に装入される複数本のスラブの加熱時間がスラブ単位で変化する場合でも、複数本のスラブについての加熱炉からの抽出待ち時間及び圧延時間の総和が可及的に短くなるように、加熱炉に対する装入順パターン及び抽出順パターン並びに圧延機における圧延順パターンを最適に計画できる加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法、並びに、加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置を提供することにある。

本発明に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法は、加熱炉内に装入されたスラブの状態に対応する炉内データと、スラブ毎に決められた圧延種別及び基準在炉時間を含む操業基準データと、スラブが具備する属性を内容とする材源スラブデータと、予め設定された指定回数と、をそれぞれ読込むデータ読込ステップと、前記炉内データに基づいて加熱炉内にあるスラブの抽出順パターンを作成する抽出順パターン作成ステップと、前記炉内データ、前記操業基準データ及び前記材源スラブデータに基づいて、加熱炉へスラブを搬送する装入テーブル上に配列されるスラブの配列順パターンを作成する配列順パターン作成ステップと、前記配列順パターン及び前記抽出順パターンに基づいて、加熱炉に対する装入順パターン及び抽出順パターンを作成すると共に、該抽出順パターン及び前記操業基準データに基づいて、圧延機による圧延順パターンを作成する装入順、抽出順及び圧延順パターン作成ステップと、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持する評価及び最善解更新ステップと、前記配列順パターン作成ステップで作成された前記配列順パターンを変化させて、新しい配列順パターンを作成する配列順パターン更新ステップと、前回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンの基礎となった前記配列順パターンを、前記配列順パターン更新ステップで作成された新しい配列順パターンに置き換え、前記装入順、抽出順及び圧延順パターン作成ステップ、前記評価及び最善解更新ステップ及び前記配列順パターン更新ステップを、前記指定回数に亘って繰返して実行させる繰返し実行ステップと、前記繰返し実行ステップの終了後に、記憶手段に保存されている前記最善解を出力する最善解出力ステップと、を有することを特徴とする。
さらに、前記加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法において、前記評価及び最善解更新ステップが、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持するものであることを特徴とする。

また本発明に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置は、加熱炉内に装入されたスラブの状態に対応する炉内データと、スラブ毎に決められた圧延種別及び基準在炉時間を含む操業基準データと、スラブが具備する属性を内容とする材源スラブデータと、予め設定された指定回数と、をそれぞれ読込むデータ読込手段と、前記炉内データに基づいて加熱炉内にあるスラブの抽出順パターンを作成する抽出順パターン作成手段と、前記炉内データ、前記操業基準データ及び前記材源スラブデータに基づいて、加熱炉へスラブを搬送する装入テーブル上に配列されるスラブの配列順パターンを作成する配列順パターン作成手段と、前記配列順パターン及び前記抽出順パターンに基づいて、加熱炉に対する装入順パターン及び抽出順パターンを作成すると共に、該抽出順パターン及び前記操業基準データに基づいて、圧延機による圧延順パターンを作成する装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段と、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持する評価及び最善解更新手段と、前記配列順パターン作成手段が作成した前記配列順パターンを変化させて、新しい配列順パターンを作成する配列順パターン更新手段と、前回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンの基礎となった前記配列順パターンを、前記配列順パターン更新手段が作成した前記新しい配列順パターンに置き換え、前記装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段、前記評価及び最善解更新手段及び前記配列順パターン更新手段が実行する処理を、前記指定回数に亘って繰返して実行させる繰返し実行手段と、前記繰返し実行手段が実行する処理が終了した後、記憶手段に保存されている前記最善解を外部へ出力する最善解出力手段と、を有することを特徴とする。
さらに、前記加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置において、前記評価及び最善解更新手段が、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持するものであることを特徴とする。

本発明に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法、並びに、加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置によれば、２基以上の加熱炉に装入される複数本のスラブの加熱時間がスラブ単位で変化する場合でも、複数本のスラブについての加熱炉からの抽出待ち時間及び圧延時間の総和が可及的に短くなるように、加熱炉に対する装入順パターン及び抽出順パターン並びに圧延機における圧延順パターンを最適に計画できる。

本発明の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法が適用される厚板工場の構成を模式的に示す平面図である。 ロールチャンス区分毎の圧延可能位置の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法の処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置の構成を機能的に示すブロック図である。 加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法が適用される厚板工場の構成を模式的に示す側面図である。 （Ａ）は加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図、（Ｂ）は加熱炉に装入されるスラブの装入パターンを示す図である。 （Ａ）は加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図、（Ｂ）は加熱炉に装入されるスラブの装入パターンを示す図、（Ｃ）は加熱炉から抽出されるスラブの抽出パターンを示す図である。 （Ａ）は複数種類のスラブを圧延する際の各スラブの圧延パススケジュールを示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示されるスラブの最適な圧延順を示すタイミングチャートである。 （Ａ）は加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図、（Ｂ）は加熱炉に装入されるスラブの装入パターンを示す図、（Ｃ）は加熱炉から抽出されるスラブの抽出パターンを示す図である。 （Ａ）は加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図、（Ｂ）は加熱炉に装入されるスラブの装入パターンを示す図、（Ｃ）は加熱炉から抽出されるスラブの抽出パターンを示す図である。 （Ａ）は加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図、（Ｂ）は加熱炉に装入されるスラブの装入パターンを示す図、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は加熱炉から抽出されるスラブの抽出パターンを示す図である。 （Ａ）は加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図、（Ｂ）は加熱炉に装入されるスラブの装入パターンを示す図、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は加熱炉から抽出されるスラブの抽出パターンを示す図である。 （Ａ）は加熱炉及び加熱炉内に装入されているスラブの状態を模式的に示す平面図、（Ｂ）は加熱炉に装入されるスラブの装入パターンを示す図、（Ｃ）は加熱炉から抽出されるスラブの抽出パターンを示す図である。 ＲＣ基準に対するスラブの実際の圧延順との乖離度ＤＶの評価方法の説明するための図である。 既に作成された装入テーブル上の順序を初期解として、局所探索の手法を用いて装入テーブル上の配列順パターンを変化させる方法を説明するための図である。 本発明の第二の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置の構成を機能的に示すブロック図である。 装入テーブル上の配列順パターンの搬入予定スラブに関して、ヤードクレーンに対しての仮掴み単位を作成する方法を説明するための図である。 仮掴み単位より、搬入予定スラブに関して、仮スラブ山を作成する方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法及び加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置について図面を参照して説明する。
図１の平面図には、本発明の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法が適用される厚板工場の構成が模式的に示されている。図１において、スラブヤード１０には、製鋼工場の連続鋳造機により製造されたスラブ１２がトレーラ等により搬送される。スラブヤード１０では、圧延対象となる複数種類のスラブ１２に関するサイズ（スラブサイズ）、スラブ１２から製造される圧延製品の仕上げ幅および仕上げ厚（圧延サイズ）に応じて分類されたロールチャンス区分、スラブ１２に対する圧延種別、および、ロールチャンス区分毎に設定されたスラブ１２の圧延位置の範囲を記述した圧延制約データ等を考慮して、個々のスラブは複数に分類して、山高さ制約Ｈを満たすように山積みされる。以下の説明では、必要に応じて、複数本のスラブ１２がスラブヤード１０に山積みされたものを「スラブ山１４」という。

スラブ山１４のスラブ１２は、上段側のものから順にヤードクレーン１６により掴み取られ、装入テーブル２２上に移動される。ここで、ヤードクレーン１６は、予め決められたクレーンの掴み制約条件を満たす範囲で、スラブ山１４から１本ないし複数本のスラブ１２を掴み取り、通常、１つのスラブ山１４のスラブ１２を複数回に分けて装入テーブル２２上に移動させる。ヤードクレーン１６には、一度に持ち上げることができる重量の制約（最大掴み重量：ＣＧトン）や一度に掴むことができるスラブ１２の厚さの和（最大掴みスラブ厚の和：ＴＫミリ）に応じた本数の制約がある。そのため、ヤードクレーン１６は、これらの制約を満たす範囲内、つまり、クレーンの掴み制約条件を満たす移動単位（以下、これを「掴み単位」と記す。）でスラブ１２を１本以上掴んで待機ステージ１８上に移動させ、積み上げられる。なお、ヤードクレーン１６には上記のような掴み制約条件があるため、スラブ山１４はなるべく少ない掴み単位で構成されることが望ましい。

待機ステージ１８上に積み上げられたスラブ１２は、デパイラ装置２０により１本ずつ装入テーブル２２に送り出され、装入テーブル２２により搬送方向（矢印ＦＣ方向）へ搬送される。そして、装入テーブル２２上を搬送されてきたスラブ１２は、２基の加熱炉２４、２６に振り分けられて装入される。図１は、厚板工場に２基の加熱炉２４、２６が設置され、２基の加熱炉２４、２６がそれぞれ２列ずつ、計４列の加熱通路２８、３０、３２、３４を備えている場合を示している。ここで、装入テーブル２２上に直線的に配列され、１本ずつ搬送されるスラブ１２の順序パターン（以下、この順番パターンを「装入テーブル上の配列順パターン」と記す。）は、ヤードクレーン１６が１回に掴むスラブ１２の本数およびスラブ１２を掴む順序を変えることで複数のパターンを取り得る。なお、加熱炉が１基あるいは３基以上設置されている場合でも同様である。

加熱炉２４、２６に装入されたスラブ１２は、加熱炉２４、２６内での滞留時間が所定の基準在炉時間（ｚｔ01〜ｚｔ53）を満たすまで加熱炉２４、２６から抽出できない。そのため、下記表１に示すように、スラブサイズ（ここでは、スラブ１２の厚さ）、装入時のスラブ温度（装入スラブ温度）に応じた基準在炉時間をデータテーブル上に予め設定しておき、それに基づいて同一の加熱炉２４、２６へ同時に装入される２本（一対）のスラブ１２の割り振りを行うことが好ましい。これにより、一対のスラブ１２の基準在炉時間をそれぞれ満たしつつ、且つ、無駄な滞留時間を削減することが可能となる。

なお、表１では、スラブ１２の厚さによって３種類（ｔ1、ｔ2及びｔ3、但し、ｔ1＜ｔ2＜ｔ3）のサイズに分類した場合を示している。装入スラブ温度（Ｔ１〜Ｔ５、但し、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜Ｔ５）は、下記表２に示すように、連続鋳造機によりスラブ１２が製造完了したスラブ発生時間から、加熱炉２４、２６に装入完了する加熱炉装入時間までの時間差（ｓｔ１〜ｓｔ６、但し、ｓｔ１＞ｓｔ２＞ｓｔ３＞ｓｔ４＞ｓｔ５＞ｓｔ６）に応じて決められる。

加熱炉２４、２６により加熱が完了したスラブ１２は、加熱炉２４、２６から抽出された順番で圧延機３６により圧延される。ここで、圧延機３６で使用される圧延ロール３８には、その種類に応じて、圧延出来るスラブ本数の上限値が決まっており、上限値に達した時点で圧延ロール３８は交換される。圧延されるスラブ１２は、圧延ロール３８の交換直後から圧延できるスラブ本数の上限値の間で、ロールチャンス区分（以下、「ＲＣ区分」と記す。）毎に圧延可能な位置（順序）の基準が決められている。

なお、圧延機３６には、圧延スタンド３７の前面及び後面にそれぞれ待機設備４２及び待機設備４４が設けられると共に、先行するスラブ１２の追越圧延を可能にするために追越設備４６が設けられている。
ＲＣ区分は、圧延後のスラブ１２（圧延製品）の圧延サイズ（仕上げ幅Ｗ１〜Ｗ４（但し、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３＞Ｗ４）及び仕上げ厚ｔ）に応じて分類される区分であり、例えば、下記表３に示すように分類されている。なお、ＲＣ区分の分類方法は、設備仕様、操業条件等により適宜設定し得るものであり、表３の場合に限られるものではない。

下記表４には、ＲＣ区分毎に決められた圧延ロール３８の交換後における圧延の開始位置（開始本数）及び終了位置（終了本数）により規定されるＲＣ基準データの一例が示されている。また図２には、ＲＣ区分毎の圧延可能位置を図示した他の例が示されている。図２において、縦軸はＲＣ区分、横軸は圧延位置（ロール交換後からの圧延されるスラブ１２の本数）であり、横軸の０は圧延ロール３８の交換タイミングを表している。図２において、例えば、ＲＣ区分０の場合、圧延位置はｐ３本目からｐ６本目の範囲で圧延を行い、この間で最大ｎ０本まで圧延可能である。またＲＣ区分４及びＲＣ区分６のように、圧延位置の範囲が重なり合っている範囲内では、異なるＲＣ区分のスラブを混在させて圧延を行っても良い。

（第一の実施形態）
図３には、本発明の第一の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法の処理フローの一例が示されている。図４には、本実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置の構成がブロック図として機能的に示されている。

本実施形態の加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法は、圧延（圧延機３６）および加熱（加熱炉２４、２６）の両方の視点から、それぞれの高能率化を果たす装入順、抽出順および圧延順を作成するものである。
ここで、圧延の視点からは、総圧延時間が最小、つまり、ダブル圧延（圧延機３６の前面および後面に設けられた待機スペースにスラブ１２を待機させて、別のスラブ１２を圧延するもの）や追越設備４６（図１参照）を用いた追い越し圧延が多いことや、同種のＲＣ区分のスラブ１２がそろって並んでいること等が求められる。

加熱の視点からは、スラブ１２の抽出待ち時間が最小、同一サイズのスラブ１２が可及的に同一の加熱炉２４、２６で加熱されることや、複数の加熱炉２４、２６間の抽出終了タイミングがほぼ一緒であること（４本のスラブ１２が同時に抽出可能）等が求められる。
また、製鋼工場からスラブヤード１０に搬入される予定のスラブ１２に関しては、ヤードクレーン１６の待機ステージ１８への移動回数が最小であること、スラブヤード１０内に作成されるスラブ山１４の数が最小であること等が求められる。
以下、図３に示す処理フローに基づき、本発明の第一の実施形態の加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法の各ステップについて詳細に説明する。

〔指定回数の入力ステップ（Ｓ２−１）〕
指定回数の入力ステップ（Ｓ２−１）では、図４に示されるデータ読込手段５２が予め設定された指定回数を内部メモリ等から読込み、この指定回数を繰返し実行手段６６に入力する。ここで、指定回数とは、装入テーブル２２上に既に配列されたスラブ１２の順序を所定の規則に従って変化させる回数と、装入テーブル２２上に配列されるスラブ１２の順序を新しく作り直す回数との合計を意味している。

〔炉内データ及び計画用データの読込みステップ（Ｓ２−２）〕
炉内データ及び計画用データの読込みステップ（Ｓ２−２）では、データ読込手段５２が生産管理を行う上位のコンピュータ４０から炉内データ及び計画用データをそれぞれ読込み、これらの炉内データ及び計画用データをデータベース５４に格納する。計画用データには、圧延対象となる複数種類のスラブ１２に関する材源スラブデータ及び操業基準データが含まれている。計画用データ及び炉内データは、個々のスラブ１２を識別するための番号である「板番」（表５参照）に対応付けられてデータベース５４に格納される。

下記表５には、データ読込手段５２が読込む炉内データ及び計画用データの一例が示されている。材源スラブデータには、スラブサイズ（スラブ厚及びスラブ巾）及びスラブ重量（Ｇ1・・・）、スラブ１２に対する圧延サイズ（仕上げ幅および仕上げ厚）に応じて分類されたＲＣ区分、スラブ発生時刻、スラブヤード到着時刻、山積み時刻、山番号及び山段番号が含まれている。

ここで、スラブ発生時刻は、スラブ１２が連続鋳造機で鋳造された鋼片がトーチで切断された時刻、スラブヤード到着時刻は、スラブヤード１０に到着もしくは到着予定の時刻、山積み時刻は、スラブヤード１０に搬入されたスラブ１２がヤードフロア又は他のスラブ１２上に積まれた時刻を意味している。また山番号は、スラブヤード１０におけるスラブ山１４の位置に対応する番号、山段番号はスラブ１２がヤードフロアから何段目に位置しているかを表す番号である。搬入予定のスラブ１２に関しては、山積み時刻、山番号、山段番号、基準在炉時間、加熱炉装入時刻、炉番号、加熱炉抽出時刻、圧延開始時刻は空白となっている。

操業基準データには、圧延機３６におけるスラブ１２のパススケジュールデータ及び基準在炉時間が含まれている。パススケジュールデータは、コンピュータ４０がスラブ１２の材源スラブデータ及び圧延種別に対応付けて決定するものであり、圧延対象となるスラブ１２（板番）毎に設定され、表５に示すように、圧延過程１、冷却過程１、圧延過程２、冷却過程２及び圧延過程３により構成されている。ここで、圧延過程１、冷却過程１、圧延過程２、冷却過程２及び圧延過程３の欄にそれぞれ記入された（ＦＲ1・・・）、（ＦＣ1・・）、（ＩＲ1・・・）、（ＬＣ1・・・）及び（ＬＲ1・・・）は、それぞれの過程における所要時間を表している。また操業基準データにおける基準在炉時間は、前述したように、スラブ１２のスラブサイズ、加熱炉２４、２６へ装入する際の装入スラブ温度に応じて決められる時間長である（表１参照）。

また炉内データは、既に加熱炉２４、２６に装入されたスラブ１２のみに設定されるデータであり、表５に示すように、加熱炉装入時刻、加熱炉２４、２６の番号（炉番号１又は２）、加熱炉抽出時刻（予定時刻）及び圧延開始時刻（予定時刻）により構成されている。
ここで、加熱炉抽出時刻は、加熱炉２４、２６からスラブ１２が抽出可能になる時刻であるが、実際には、圧延開始時刻の経過後でなければ、加熱炉２４、２６からスラブ１２を抽出できない。従って、圧延開始時刻が加熱炉抽出時刻以後の場合には、加熱炉抽出時刻と圧延開始時刻との差は、加熱炉２４、２６におけるスラブ１２の待機時間（抽出待ち時間）となる。

〔ＲＣ基準データ及び制約条件の読込みステップ（Ｓ２−３）〕
ＲＣ基準データ及び制約条件の読込みステップ（Ｓ２−３）では、データ読込手段５２が材源スラブデータから加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法の対象となる全スラブ１２についてＲＣ区分、ヤードクレーン１６の掴み制約条件、スラブ山１４の高さ制約条件を読み取る。装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２（図４参照）は、データ読込手段５２が読み取ったＲＣ区分に基づいて全てのスラブ１２について圧延可能な位置（順序）の基準を決定する。

前述したように、圧延機３６で使用する圧延ロール３８には、圧延ロール３８の種類に応じて、圧延出来るスラブ本数の上限値が決まっており、上限値に達した時点で圧延ロール３８が交換される。圧延されるスラブ１２は、図２に示すように、圧延ロール３８の交換直後から圧延できるスラブ本数の上限値の間で、ＲＣ区分毎に圧延可能な位置（順序）の基準（ＲＣ基準）が決められている。
なお、ＲＣ区分は熱間圧延操業における制約条件にはなっておらず、可能な限りにおいて遵守が要求される品質上の遵守条件として位置付けられている。

〔炉内スラブの抽出順パターンの作成ステップ（Ｓ２−４）〕
炉内スラブの抽出順パターンの作成ステップ（Ｓ２−４）では、抽出順パターン作成手段５６が炉内データにおける炉番号及び加熱炉抽出時刻に基づいて、加熱炉２４、２６内にある全てのスラブ１２の抽出順パターンを作成する。ここで、炉内スラブの抽出順パターンとは、図５に示すように、加熱炉２４、２６内の４本のスラブ１２が出口側の最前列（ＫＦ＝１）に達した時に、最前列に達した４本のスラブ１２のうち何本が抽出可能になるかを計算したものである。

図５において、矢印ＦＦは加熱炉２４、２６内におけるスラブ１２の搬送方向を示しており、この搬送方向に沿って隣接する一対のスラブ１２間の間隔は、上流側のスラブ１２が搬出されてから、下流側のスラブ１２が搬出可能になるまでの時間長に対応している。例えば、搬送方向に沿って最前列（ＫＦ＝１）に位置するスラブ１２は４本が同時に抽出可能であるが、ＫＦ＝４に位置するスラブ１２は２本のみが同時期に抽出可能になる。また本実施形態では、２基の加熱炉２４、２６には、２本ずつのスラブ１２が同時に装入可能なので、加熱炉２４、２６に対する装入及び抽出の最小単位となるスラブ１２の本数は２本として考える。

〔装入テーブル上の配列順パターン作成ステップ（Ｓ２−５）〕
装入テーブル上の配列順パターン作成ステップ（Ｓ２−５）では、図４に示される配列順パターン作成手段５８が装入テーブル２２上に配列されるスラブ１２の順序パターン（装入テーブル上の配列順パターン）を作成する。

図６に示すように、スラブヤード１０に山積みされたスラブ１２は、ヤードクレーン１６（図１参照）により所定の移動本数単位（掴み単位）毎に掴まれ、装入テーブル２２の上流側に設けられた待機ステージ１８上に搬送され、積み上げられる。この待機ステージ１８上に積み上げられた複数本のスラブ１２は、デパイラ装置２０により山が崩され、最下段のスラブ１２から最上段のスラブ１２へ向って１本ずつ装入テーブル２２上へ送り出される。例えば、一つの掴み単位に４本のスラブ１２が含まれており、これらのスラブ１２の山段番号が上からＮ、（Ｎ−１）、（Ｎ−２）及び（Ｎ−３）であった場合、これらのスラブ１２は、装入テーブル２２上では（Ｎ−３）、（Ｎ−２）、（Ｎ−１）及びＮの並び順になる。

なお、デパイラ装置２０が設置されておらず、クレーン等によりスラブ１２を待機ステージ１８から装入テーブル２２上へ送り出す場合には、最上段のスラブ１２から最下段のスラブ１２へ向って１本ずつ装入テーブル２２上へ送り出される。
装入テーブル上の配列順パターンは、前述したヤードクレーン１６の掴み制約条件を満たし、かつ、図５に示されるヤードクレーン１６による掴み単位の順序１〜Ｍに逆転が発生しなければ、どのようなパターンを作成しても良い。

〔最善解の初期化ステップ（Ｓ２−６）〕
図４に示すように、加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置５０は最善解を記憶するための一時記憶用のメモリ６０を備えている。最善解の初期化ステップ（Ｓ２−６）では、配列順パターン作成手段５８がメモリ６０を初期化して、新しい最善解を記憶できる状態にする。

〔装入順、抽出順及び圧延順パターンの作成ステップ（Ｓ２−７）〕
装入順、抽出順及び圧延順パターンの作成ステップ（Ｓ２−７）では、図４に示される装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２が、ステップ（Ｓ２−４）で作成された炉内スラブの抽出順パターン、及び、ステップ（Ｓ２−５）で作成した装入テーブル上の配列順パターンに基づいて、加熱炉２４、２６に対するスラブ１２の装入順パターン及び抽出順パターンを作成すると共に、圧延機３６によるスラブ１２に対する圧延順パターンの作成を行う。

ここで、ステップ（Ｓ２−４）で作成された炉内スラブの抽出順パターンは、既に加熱炉２４、２６に装入されているスラブ１２を抽出する順序に対応するものであり、このステップ（Ｓ２−７）では確定しているものとして取り扱う。一方、ステップ（Ｓ２−５）で作成した装入テーブル上の配列順パターンは、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンを作成する時点以後に、装入テーブル２２上に配列されるスラブ１２の順序パターンであるので、変化させることが可能とする。そして、装入テーブル上の配列順パターンが変化すると、当然、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンも変化することになる。

先ず、スラブ１２を加熱炉２４、２６に装入する際の装入順パターンの作成方法について説明する。図７（Ａ）に示される加熱炉２４、２６において、最前列（ＫＦ＝１）にある４本のスラブ１２が同時期に抽出されると、加熱炉２４、２６には、図７（Ｂ）に示される装入順パターンテーブル９０の最前列（ＫＣ＝１）にある４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が２基の加熱炉２４、２６に装入可能になる。このとき、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が２基の加熱炉２４、２６に装入可能になる時刻は、加熱炉２４、２６の最前列（ＫＦ＝１）にある４本のスラブ１２の最終抽出時刻と一致するものとする。

なお、装入順パターンテーブル９０には、奇数領域９２Ｇ及び偶数領域９４Ｅが設定されており、奇数領域９２Ｇに配列されたスラブ１２は、最前列（ＫＣ＝１）にあるものから順に一方の加熱炉２４に装入され、偶数領域９４Ｅに配列されたスラブ１２は、最前列（ＫＣ＝１）にあるものから順に他方の加熱炉２６に装入される。

また、同時に加熱炉２４、２６に装入される４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が抽出可能となる時刻は、加熱炉２４、２６内の最後尾にある４本のスラブ１２（ＫＦ＝ｆ）が全て抽出された時刻となる。以上より、加熱炉２４、２６に装入される４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の加熱時間（成行き加熱時間）は下記（１）式により算出される。
（成行き加熱時間）＝（４本のスラブ１２（ＫＦ＝ｆ）の最終抽出時刻）−（４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の装入可能時刻） ・・・ （１）

ここで、装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２は、２基の加熱炉２４、２６に装入される４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の基準在炉時間と上記（１）式で求めた成行き加熱時間とを比較し、成行き加熱時間の経過後に、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が抽出可能になるか否かを判断する。本実施形態では、加熱炉２４、２６に対する装入時及び抽出時にスラブ１２を２本（一対）単位で扱っているため、基準在炉時間は一対のスラブ１２の基準在炉時間のうち最長のものを判断基準とする。

このとき、加熱炉２４、２６から抽出される４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の加熱時間については、以下（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の場合が考えられる。
（ａ）４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が全て基準在炉時間を満たしている。
（ｂ）一方の加熱炉２４、２６における２本のスラブ１２が基準在炉時間を満すが、他方の加熱炉２４、２６における２本のスラブ１２が基準在炉時間を満たさない
（ｃ）２基の加熱炉２４、２６における４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の全てが基準在炉時間を満たさない。

上記（ａ）の場合には、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が加熱炉２４、２６の最前列（ＫＦ＝１）に達したとき全て同時に抽出可能となる。この場合には、図８（Ｂ）の装入順パターンテーブル９０に示されるように、その最前列（ＫＣ＝１）にある４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が同時に加熱炉２４、２６に装入可能となり、かつ図８（Ｃ）の抽出順パターンテーブル９６に示されるように、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が同時に加熱炉２４、２６から抽出可能となる（但し、加熱炉２４、２６から圧延機３６への抽出は、所定の順序に従って１本ずつ行われる。）。

なお、抽出順パターンテーブル９６にも、装入順パターンテーブル９０と同様に、奇数領域９８Ｇ及び偶数領域１００Ｅが設定されており、奇数領域９８Ｇには、一方の加熱炉２４から抽出されるスラブ１２が順に配列され、偶数領域１００Ｅには、他方の加熱炉２６から抽出されるスラブ１２が順に配列される。
また、装入順パターンテーブル９０において、二点鎖線ＣＳで囲まれた複数本のスラブ１２は、加熱炉２４、２６に同時に装入可能なスラブ１２の組み合わせを示し、抽出順パターンテーブル９６において、二点鎖線ＥＳで囲まれた複数本のスラブ１２は、加熱炉２４、２６から同時に抽出可能なスラブ１２の組み合わせを示している。

この場合、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）は、加熱炉２４、２６からどのような順番で抽出しても良いことになる。このため、４本のスラブ１２の圧延時間が最短となる抽出順１〜４の組み合わせを計算し、それぞれのスラブ１２について抽出時刻１〜４を求めておく。
具体的には、例えば、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）が図９（Ａ）に示されるパススケジュールで圧延される場合には、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）を、図９（Ｂ）に示される抽出順１〜４で圧延すれば、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の圧延時間（総圧延時間）を最短にできる。図９（Ａ）中の「温調待ち時間」とは、先の圧延過程の完了後にスラブ１２が温度調整される場合に、後の圧延過程が開始可能になるまでの時間である。

また上記（ｂ）の場合には、図１０（Ｂ）の装入順パターンテーブル９０に示すように、２基の加熱炉２４、２６に４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）を装入したが、図１０（Ｃ）の抽出順パターンテーブル９６に示すように、偶数領域１００Ｅにある２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）の在炉時間が基準在炉時間を満たしても、奇数領域９８Ｇにある２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）の在炉時間が準在炉時間に達しないことがある。従って、この場合には、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）のみが加熱炉２６から抽出可能になる。

上記（ｂ）の場合、装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２は、図１０（Ｃ）の抽出順パターンテーブル９６の奇数領域９８Ｇにある２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）を、装入順パターンテーブル９０の偶数領域９４Ｅへ移動させて、新たな装入順パターン及び抽出順パターンを作成する。この新しい装入順パターン及び抽出順パターンでは、当該２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）が加熱炉２６に装入されることになる。

このとき、図１０（Ｃ）の抽出順パターンテーブル９６の偶数領域１００Ｅにある２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）は基準在炉時間を満たしており、どのような順番に抽出しても良いので、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）の場合と同様に、圧延時間が最短となる抽出順の組み合わせ計算し、それぞれのスラブ１２について抽出時刻を求めておく。

上記（ｂ）の場合において、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）が加熱炉２６から抽出された後に、加熱炉２４、２６に対して装入及び抽出されるスラブ１２の装入順パターン及び抽出順パターンについて説明する。
図１１（Ｂ）の装入順パターンテーブル９０に示すように、４本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）に続いて、４本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２）が同時に装入される場合、加熱炉２４、２６に装入された４本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２）が基準在炉時間を満たすか否かは、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）の抽出時刻と４本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２）の装入時刻に基づいて判断される。

この際、下記（ｂ−１）、（ｂ−２）及び（ｂ−３）の場合が考えられる。
（ｂ−１）４本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２）が全て基準在炉時間を満たす。
（ｂ−２）２本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２）及び２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）の一方が基準在炉時間を満たすが、他方が基準在炉時間を満たさない。
（ｂ−３）４本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２）が全て基準在炉時間を満たさない。
上記（ｂ−１）又は（ｂ−２）の場合、装入順、抽出順及び圧延順作成手段６２は、図１２（Ｃ）に示すように、スラブ１２（Ｂ１，Ｂ２）の抽出後、２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）と同時に、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）又は２本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２）が抽出（４本抽出）できるか否かを判断する。

この場合において、先ず、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）が抽出された時点で、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）及び２本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２）の何れもが基準在炉時間を満たすと判断される場合について説明する。
装入順、抽出順及び圧延順作成手段６２は、先ず、図１２（Ｄ）に示すように、２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）と同時に、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）が同時に抽出可能になると判断した場合、この装入順パターン及び抽出順パターンを最善解の一部（構成要素の一部）として採用する。

また、２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）と同時に、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）を同時に抽出できないが、奇数領域９２Ｇから偶数領域９４Ｅに移動させた２本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２）が抽出可能になると判断した場合、この装入順パターン及び抽出順パターンを最善解の一部として採用する。
また装入順、抽出順及び圧延順作成手段６２は、２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）と同時に、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）及び２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）の何れも抽出できないと判断した場合、図１２（Ｅ）の抽出順パターンテーブル９６に示されるように、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）を抽出した後、続いて２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）を抽出する装入順パターン及び抽出順パターンと、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）を抽出した後、続いて２本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２）を抽出する装入順パターン及び抽出順パターンをそれぞれ作成し、組み合わされた４本のスラブ１２の総圧延時間が最短になる装入順パターン及び抽出順パターンを最善解の一部として採用する。

次に、上記（ｂ−１）又は（ｂ−２）の場合において、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）が抽出された時点で、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）のみが基準在炉時間を満たし、２本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２）が基準在炉時間を満たさない場合について説明する。
装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２は、先ず、図１３（Ｄ）に示すように、２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）と同時に、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）が抽出（４本抽出）可能になると判断した場合、この装入順パターン及び抽出順パターンを最善解の一部として採用する。

また装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２は、２本のスラブ１２（Ａ１、Ａ２）と同時に、２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）を抽出できないと判断した場合、図１３（Ｅ）に示されるように、２本のスラブ１２（Ｂ１、Ｂ２）を抽出した後、続いて２本のスラブ１２（Ｄ１、Ｄ２）を抽出する装入順パターン及び抽出順パターンを最善解の一部として採用する。

また、上記（ｃ）の４本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２）が全て基準在炉時間を満たさない場合、装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２は、図１４（Ｂ）の装入順パターンテーブル９０に示すように、加熱炉２４、２６に同時に装入される４本のスラブ１２（Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２）を、図１４（Ｃ）に示すように、同時に抽出可能になるまで加熱炉２４、２６内に待機させる装入順パターン及び抽出順パターンを最善解の一部として採用する。

装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２は、上記のような装入順パターン及び抽出順パターンの作成作業を圧延対象となる全てのスラブ１２（材源スラブ）に対して実行し、全てのスラブ１２についての装入順パターン及び抽出順パターンを作成した後、総圧延時間が最短となる圧延順パターンを作成する。そして、装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段６２は、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンに基づいて、全てのスラブ１２について装入時刻、抽出時刻及び圧延開始時刻をそれぞれ計算する。

〔装入順、抽出順及び圧延順パターンの評価ステップ（Ｓ２−８）〕
装入順、抽出順及び圧延順パターンの評価ステップ（Ｓ２−８）では、評価及び最善解更新手段６４が（Ｓ２−７）で作成された装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンについて目的関数の計算を行う。目的関数は、下記（２）式に示すように定義される。

（目的関数）＝（総圧延時間）＋（加熱炉抽出待ち時間）＋（ＲＣ基準評価）・・・（２）
評価及び最善解更新手段６４は、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンについて上記（２）式により算出される値（これを「評価値」という。）が最小となる装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンを、その時点の最善解として判断する。

ここで、総圧延時間は、圧延対象となる全てのスラブ１２の圧延開始時刻から圧延完了時刻までの時間である。また加熱炉抽出待ち時間は、スラブ１２毎の成行き加熱時間と基準在炉時間との差の累積値である。またＲＣ評価基準は、図１５に示すように、与えられたＲＣ基準に対するスラブ１２の実際の圧延順との離れ具合（乖離度ＤＶ）を評価したものである。乖離度ＤＶは下記（３）式により算出される。

乖離度ＤＶ＝Ａ×（（ＲＣ組込基準の上限値又は下限値のうち、対象スラブの圧延順に近い値）−（対象スラブの圧延順））^２・・・ （３）
ここで、Ａは重み付け係数である。但し、対象スラブの圧延順がＲＣ組込基準の上限値と下限値との間にある場合は、乖離度ＤＶ＝０とする。また、図１５に示される例では、（ＲＣ組込基準の上限値又は下限値のうち、対象スラブの圧延順に近い値）＝１００、（対象スラブの圧延順）＝９８になっている。また乖離度ＤＶを二次関数により定義したことで、ＲＣ組込基準に対する対象スラブの圧延順のはずれ具合を大きく評価し、目的関数の評価値に反映できる。

〔最善解の導出判断ステップ（Ｓ２−９）及び最善解の更新及び保存ステップ（Ｓ２−１０）〕
最善解の導出判断ステップ（Ｓ２−９）では、評価及び最善解更新手段６４がメモリ６０に保存されている最善解の評価値と、今回作成した装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンの評価値とを比較する。

最善解の更新及び保存ステップ（Ｓ２−１０）では、評価及び最善解更新手段６４が今回作成した装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンの評価値が最善解の評価値よりも小さいと判断した場合は、メモリ６０の内容をリセットし、今回作成した装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンを新しい最善解としてメモリ６０に保存する。また評価及び最善解更新手段６４は、今回作成した装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンの評価値が最善解の評価値よりも大きい場合には、メモリ６０に保存された最善解をそのまま維持する。

〔指定回数の繰返し判断ステップ（Ｓ２−１１）及び繰返し回数のカウントアップステップ（Ｓ２−１２）〕
指定回数の繰返し判断ステップ（Ｓ２−１１）では、繰返し実行手段６６が繰返し回数と指定回数との比較を行い、繰返し回数が指定回数に達していない場合には、繰返し回数のカウントアップステップ（Ｓ２−１２）にて、繰返し回数に“１”を加算（インクリメント）し、また実際の繰返し回数が指定回数に達している場合には、処理ルーチンを最善解の出力ステップ（Ｓ２−１４）に移行する。

〔装入テーブル上の配列順パターン更新ステップ（Ｓ２−１３）〕
装入テーブル上の配列順パターン更新ステップ（Ｓ２−１３）では、配列順パターン更新手段６８がステップ（Ｓ２−５）で作成された装入テーブル上の配列順パターンを変化させる。
配列順パターン更新手段６８が「装入テーブル上の配列順パターン」を新たに作り直す場合にも、ステップ（Ｓ２−５）と同様の方法で、「装入テーブル上の配列順パターン」を作成するが、その際、配列順パターン更新手段６８は、ヤードクレーン１６の掴み単位、スラブ山１４の選択などにランダム要素を付加して新しい作成条件を設定し、この新しい作成条件に従って「装入テーブル上の配列順パターン」を作成する。

また、配列順パターン更新手段６８は、既に作成された装入テーブル上の順序を初期解として、局所探索の手法を用いて「装入テーブル上の配列順パターン」を変化させることもできる。この場合、先ず、配列順パターン更新手段６８は、最善解としてメモリ６０に保存されている「装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターン」の基礎となった「装入テーブル上の配列順パターン」を初期解として、図１６（Ａ）に示すように、この「装入テーブル上の配列順パターン」を構成する「掴み単位」と「移動先」の組み合わせを作る。

次いで、配列順パターン更新手段６８は、図１６（Ｂ）に示すように、初期解７０における任意の順番（ここでは、ｍ番目）に位置する「掴み単位」を基準とし、このｍ番目の「掴み単位」に隣接するｍ＋１番目に位置する「掴み単位」を他の任意の順番（ここでは、ｍ−１番目）に位置する掴み単位の隣に移動させる。これにより、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７２」が作成される。

配列順パターン更新手段６８は、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７２」について評価する。このとき、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７４」の評価が「初期解７０」の評価よりも高ければ、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７２」を、次に作成する「装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターン」の基礎として採用する。

また新しい「装入テーブル上の配列順パターン７２」の評価が「初期解７０」の評価よりも低い場合には、配列順パターン更新手段６８は、図１６（Ｃ）に示すように、１回目の戻し処理を実行する。この１回目の戻し処理では、最初に移動させたｍ＋１番目に位置する「掴み単位」に隣接するｍ−１番目の「掴み単位」を基準となるｍ番目の掴み単位の隣（前側）に移動させる。これにより、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７４」が作成される。

配列順パターン更新手段６８は、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７４」について評価する。このとき、「装入テーブル上の配列順パターン７４」の評価が「初期解７０」の評価よりも高ければ、「装入テーブル上の配列順パターン７４」を、次に作成する「装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターン」の基礎として採用する。
また「装入テーブル上の配列順パターン７４」の評価が「初期解７０」の評価値よりもよりも低い場合には、配列順パターン更新手段６８は、図１６（Ｄ）に示すように、２回目の戻し処理を実行する。この２回目の戻し処理では、最初に移動させたｍ＋１番目に位置する「掴み単位」から一つ離れたｍ−２番目の「掴み単位」を基準となるｍ番目の掴み単位の隣（前側）に移動させる。これにより、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７６」が作成される。配列順パターン更新手段６８は、新しい「装入テーブル上の配列順パターン７６」について評価する。このとき、「装入テーブル上の配列順パターン７６」の評価が「初期解７０」の評価よりも高ければ、「装入テーブル上の配列順パターン７６」を、次に作成する「装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターン」の基礎として採用する。

上記の局所探索の例では、最初に「装入テーブル上の配列順パターン」を変化させた後、戻し処理を最大２回まで行うが、任意の回数に亘って戻し処理を繰返し実行することが可能である。また任意の回数に亘って戻し処理を繰返し実行しても評価が初期解７０の評価よりも良くならない場合には、配列順パターン更新手段６８は、前述したように、ヤードクレーン１６の掴み単位、スラブ山１４の選択などにランダム要素を付加して新しい作成条件を設定し、この新しい作成条件に従って「装入テーブル上の配列順パターン」を作成する。

〔最善解の出力ステップ（Ｓ２−１４）〕
最善解の出力ステップ（Ｓ２−１４）では、指定回数と同じ数の装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンが繰返し作成されると、最善解出力手段７８が最善解としてメモリ６０に保存されている装入順、抽出順及び圧延順パターンを上位のコンピュータ４０に出力する。コンピュータ４０は、例えば、最善解出力手段７８から入力した装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンに基づいて、ヤードクレーン１６、装入テーブル２２、加熱炉２４、２６、圧延機３６等の作業計画データをそれぞれ作成し、この作業計画データをヤードクレーン１６、装入テーブル２２、加熱炉２４、２６、圧延機３６等にそれぞれ設置された情報端末（図示省略）に送信し、これらの情報端末を介して作業計画データを表示する。

以上説明した本発明の第一の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法によれば、２基の加熱炉２４、２６上の装入される複数種類のスラブ１２の基準在炉時間がスラブ単位で変化する場合でも、複数種類のスラブ１２についての加熱炉２４、２６からの抽出待ち時間及び、圧延機３６による圧延時間の総和（総圧延時間）が可及的に短くなるように、加熱炉２４、２６に対する装入順パターン及び抽出順パターン並びに圧延機３６における圧延順パターンを最適に計画できる。

また加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法では、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンを評価する際に、総圧延時間＋加熱炉抽出待ち時間を評価基準とすると共に、ＲＣ基準に対するスラブ１２の実際の圧延順との離れ具合（乖離度ＤＶ）を評価基準としているので、ＲＣ基準に対してスラブ１２の圧延順が乖離することが原因となって、スラブ１２から製造される圧延製品の品質が不安定になることを効果的に防止できる。

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法及び加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置について図面を参照して説明する。なお、前述した本発明の第一の実施形態と同一部分については、その説明を省略する。

図１７には、本発明の第二の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法の処理フローの一例が示されている。これは、図３に示した本発明の第一の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法の処理フローに相当するものであり、図１７におけるステップ（Ｓ３−１）、（Ｓ３−２）、・・・、（Ｓ３−１４）が、それぞれ図３におけるステップ（Ｓ２−１）、（Ｓ２−２）、・・・、（Ｓ２−１４）に対応している。

以下、図１７に示す処理フローに基づき、本発明の第二の実施形態の加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法の各ステップのうち、第一の実施形態とは異なるステップ（Ｓ３−８）、（Ｓ３−９）及び（Ｓ３−１０）について詳細に説明する。

〔配列順パターン並びに装入順、抽出順及び、圧延順パターンの評価ステップ（Ｓ３−８）〕
配列順パターン並びに装入順、抽出順及び、圧延順パターンの評価ステップ（Ｓ３−８）では、評価及び最善解更新手段６４が（Ｓ３−５）で作成された装入テーブル上の配列順パターン、並びに、（Ｓ３−７）で作成された装入順パターン、抽出順パターン及び、圧延順パターンについて目的関数の計算を行う。目的関数は、下記（４）式に示すように定義される。
（目的関数）＝（総圧延時間）＋（加熱炉抽出待ち時間）＋（ＲＣ基準評価）＋（搬入予定スラブ仮山数）・・・（４）

評価及び最善解更新手段６４は、配列順パターン並びに装入順パターン、抽出順パターン及び、圧延順パターンについて上記（４）式により算出される値（これを「評価値」という。）が最小となる配列順パターン並びに装入順パターン、抽出順パターン及び、圧延順パターンを、その時点の最善解として判断する。

ここで、総圧延時間は、圧延対象となる全てのスラブ１２の圧延開始時刻から圧延完了時刻までの時間である。また加熱炉抽出待ち時間は、スラブ１２毎の成行き加熱時間と基準在炉時間との差の累積値である。またＲＣ評価基準は、図１５に示すように、与えられたＲＣ基準に対するスラブ１２の実際の圧延順との離れ具合（乖離度ＤＶ）を評価したものである。乖離度ＤＶは前述した（３）式により算出される。

搬入予定仮スラブ山数は、製鋼工場からスラブヤード１０に搬入される予定のスラブに関して、ヤードクレーン１６の効率を評価するための値である。搬入予定スラブ仮山数は、以下の手順で求める。
始めに、装入テーブル上の配列順パターンの搬入予定スラブに関して、ヤードクレーン１６に対しての仮掴み単位を作成する。図１８は仮掴み単位の作成例を示した図である。仮掴み単位は、下記の制約条件（ａ）〜（ｃ）を全て満たすものとする。
（ａ）隣接するスラブは未搬入スラブでなくてならない
（ｂ）自身のスラブ幅≧隣接スラブ幅
（ｃ）仮掴み単位がヤードクレーン１６の制約条件を満たす

図１８において、１８−１の例はスラブＡ１に隣接するスラブＡ２がスラブ山のスラブであったため制約条件よりスラブＡ１は１本の仮掴み単位となる。１８−２の例では、スラブＡ５から始まり、スラブＡ９で制約条件を満たさなくなったため、スラブＡ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８を仮掴み単位とした例である。以上を、装入テーブル上の配列順パターン全てに関して行い、仮掴み単位を作成する。

上記で作成した仮掴み単位より、搬入予定スラブに関して、仮スラブ山を作成する。図１９は仮スラブ山の作成例を示しており、仮掴み単位が作成された状態の装入テーブル上の（仮）掴み単位での配列順パターンを示している。仮スラブ山は、下記の制約条件（ａ）〜（ｃ）を満たすもので作成する。
（ａ）既にあるスラブ山とは混在させない
（ｂ）ＲＣの混在はさせない
（ｃ）仮スラブ山の高さ（スラブ厚の和）が山高さ制約Ｈを超えない

図１９において、１９−１は仮掴み単位１を仮スラブ山の作成開始点として、仮スラブ山１９−２を作成した例である。１９−１に示すように、（仮）掴み単位での配列順の昇順方向の（仮）掴み単位との制約条件のチェックを行い、制約を満たすものを同じ仮スラブ山とする。仮スラブ山の高さ制約、もしくは制約違反の回数の上限値を越えた時点での、仮掴み単位を仮スラブ山とする。
上記で作成された仮スラブ山の個数を、式（４）の搬入予定スラブ仮山数とする。

〔最善解の導出判断ステップ（Ｓ３−９）及び最善解の更新及び保存ステップ（Ｓ３−１０）〕
最善解の導出判断ステップ（Ｓ３−９）では、評価及び最善解更新手段６４がメモリ６０に保存されている最善解の評価値と、今回作成した装入テーブル上の配列順パターン、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンの評価値とを比較する。

最善解の更新及び保存ステップ（Ｓ３−１０）では、評価及び最善解更新手段６４が今回作成した装入テーブル上の配列順パターン、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンの評価値が最善解の評価値よりも小さいと判断した場合は、メモリ６０の内容をリセットし、今回作成した装入テーブル上の配列順パターン、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンを新しい最善解としてメモリ６０に保存する。また評価及び最善解更新手段６４は、今回作成した装入テーブル上の配列順パターン、装入順パターン、抽出順パターン及び圧延順パターンの評価値が最善解の評価値よりも大きい場合には、メモリ６０に保存された最善解をそのまま維持する。

以上説明した本発明の第二の実施形態に係る加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置により実行される加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法によれば、上記第一の実施形態による効果に加え、製鋼工場からスラブヤード１０に搬入される予定のスラブ１４に関しては、仮の掴み単位、スラブ山を作成し仮のスラブ山の数を評価基準としているので、ヤードクレーン１６の待機ステージ１８への移動回数効率化を図ることができる。

１０ スラブヤード
１２ スラブ
１４ スラブ山
１６ ヤードクレーン
１８ 待機ステージ
２０ デパイラ装置
２２ 装入テーブル
２４、２６ 加熱炉
３０、３２、３４、３６ 加熱通路
３６ 圧延機
３８ 圧延ロール
４０ コンピュータ
４２、４４ 待機設備
４６ 追越設備
５０ 加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置
５２ データ読込手段
５４ データベース
５６ 抽出順パターン作成手段
５８ 配列順パターン作成手段
６０ メモリ
６２ 装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段
６４ 評価及び最善解更新手段
６６ 繰返し実行手段
６８ 配列順パターン更新手段
７０ 初期解
７２、７４、７６ 装入テーブル上の配列順パターン
７８ 最善解出力手段
９０ 装入順パターンテーブル
９２Ｇ 奇数領域
９４Ｅ 偶数領域
９６ 抽出順パターンテーブル
９８Ｇ 奇数領域

Claims (4)

1. 加熱炉内に装入されたスラブの状態に対応する炉内データと、スラブ毎に決められた圧延種別及び基準在炉時間を含む操業基準データと、スラブが具備する属性を内容とする材源スラブデータと、予め設定された指定回数と、をそれぞれ読込むデータ読込ステップと、
   前記炉内データに基づいて加熱炉内にあるスラブの抽出順パターンを作成する抽出順パターン作成ステップと、
   前記炉内データ、前記操業基準データ及び前記材源スラブデータに基づいて、加熱炉へスラブを搬送する装入テーブル上に配列されるスラブの配列順パターンを作成する配列順パターン作成ステップと、
   前記配列順パターン及び前記抽出順パターンに基づいて、加熱炉に対する装入順パターン及び抽出順パターンを作成すると共に、該抽出順パターン及び前記操業基準データに基づいて、圧延機による圧延順パターンを作成する装入順、抽出順及び圧延順パターン作成ステップと、
   今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持する評価及び最善解更新ステップと、
   前記配列順パターン作成ステップで作成された前記配列順パターンを変化させて、新しい配列順パターンを作成する配列順パターン更新ステップと、
   前回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンの基礎となった前記配列順パターンを、前記配列順パターン更新ステップで作成された新しい配列順パターンに置き換え、前記装入順、抽出順及び圧延順パターン作成ステップ、前記評価及び最善解更新ステップ及び前記配列順パターン更新ステップを、前記指定回数に亘って繰返して実行させる繰返し実行ステップと、
   前記繰返し実行ステップの終了後に、記憶手段に保存されている前記最善解を出力する最善解出力ステップと、
   を有することを特徴とする加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法。
2. 前記評価及び最善解更新ステップが、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持するものであることを特徴とする請求項１記載の加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成方法。
3. 加熱炉内に装入されたスラブの状態に対応する炉内データと、スラブ毎に決められた圧延種別及び基準在炉時間を含む操業基準データと、スラブが具備する属性を内容とする材源スラブデータと、予め設定された指定回数と、をそれぞれ読込むデータ読込手段と、
   前記炉内データに基づいて加熱炉内にあるスラブの抽出順パターンを作成する抽出順パターン作成手段と、
   前記炉内データ、前記操業基準データ及び前記材源スラブデータに基づいて、加熱炉へスラブを搬送する装入テーブル上に配列されるスラブの配列順パターンを作成する配列順パターン作成手段と、
   前記配列順パターン及び前記抽出順パターンに基づいて、加熱炉に対する装入順パターン及び抽出順パターンを作成すると共に、該抽出順パターン及び前記操業基準データに基づいて、圧延機による圧延順パターンを作成する装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段と、
   今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持する評価及び最善解更新手段と、
   前記配列順パターン作成手段が作成した前記配列順パターンを変化させて、新しい配列順パターンを作成する配列順パターン更新手段と、
   前回作成された装入順、抽出順及び圧延順パターンの基礎となった前記配列順パターンを、前記配列順パターン更新手段が作成した前記新しい配列順パターンに置き換え、前記装入順、抽出順及び圧延順パターン作成手段、前記評価及び最善解更新手段及び前記配列順パターン更新手段が実行する処理を、前記指定回数に亘って繰返して実行させる繰返し実行手段と、
   前記繰返し実行手段が実行する処理が終了した後、記憶手段に保存されている前記最善解を外部へ出力する最善解出力手段と、
   を有することを特徴とする加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置。
4. 前記評価及び最善解更新手段が、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを、記憶手段に保存されている最善解と比較し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が高い場合には、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンを新しい最善解として記憶手段に保存し、今回作成された配列順パターン並びに装入順、抽出順及び圧延順パターンが前記最善解よりも評価が低い場合には、前記記憶手段に保存されている前記最善解をそのまま維持するものであることを特徴とする請求項３記載の加熱炉装入順及び抽出順・圧延順作成装置。

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