JP2022012613A - Batch production planning device, batch production planning method and heat treatment method for metal product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱処理工程のバッチ生産計画装置、バッチ生産計画方法および金属製品の熱処理方法に関する。 The present invention relates to a batch production planning apparatus for a heat treatment process, a batch production planning method, and a heat treatment method for metal products.
金属製品や金属部品の製造技術のひとつに、粉末冶金がある。例えば、磁石の粉末冶金は、成分・組成を調整した合金粉末を準備する工程と、合金粉末を磁界中でプレス成形する成形工程と、この成形体を焼結炉において既定の温度・時間で焼き固める焼結工程から構成される。この焼結工程では、生産ラインを流れる成形体をバッチ（ロットともいう）に集約（編成）し、バッチ単位に熱処理する。
成形体をバッチ単位に熱処理する熱処理工程では、焼結炉で発生する燃料費を削減するために、焼結炉の充填率の高いバッチ編成を行うことや、過度な昇温・保温によるエネルギーロスを抑えることが重要である。
Powder metallurgy is one of the manufacturing technologies for metal products and parts. For example, in powder metallurgy of magnets, there are a process of preparing alloy powder with adjusted components and composition, a molding process of press molding the alloy powder in a magnetic field, and firing of this molded product in a sintering furnace at a predetermined temperature and time. It consists of a sintering process that hardens. In this sintering process, the molded bodies flowing through the production line are aggregated (knitted) into batches (also referred to as lots) and heat-treated in batch units.
In the heat treatment process in which the molded product is heat-treated in batch units, in order to reduce the fuel cost generated in the sintering furnace, batch knitting with a high filling rate of the sintering furnace is performed, and energy loss due to excessive temperature rise and heat retention is performed. It is important to suppress.
焼結炉の充填率の高いバッチ編成を作成する方法として、成形体の熱処理を行う熱処理炉に装入可能な処理対象の数量に関する制約や、熱処理時間などの処理条件に関する制約の下で、充填率の高いバッチ編成案を立案する方法がある。
また、熱処理炉へバッチを投入する順序を決める投入順序計画を行うことで、熱処理炉の昇温と降温の繰り返しを防いで、燃料費を削減する方法がある。
As a method of creating a batch knitting with a high filling rate of a sintering furnace, filling is performed under restrictions on the number of processing objects that can be charged into a heat treatment furnace that heat-treats a molded body and restrictions on processing conditions such as heat treatment time. There is a way to formulate a high-rate batch organization plan.
Further, there is a method of reducing the fuel cost by preventing the heat treatment furnace from repeatedly raising and lowering the temperature by performing a charging order plan that determines the order in which the batches are charged into the heat treatment furnace.
例えば、特許文献１には、複数の処理条件での処理をそれぞれ必要とする複数の処理対象物を処理するにあたって、同じ処理条件の処理対象物を同じバッチに纏めて処理を行うための作業スケジュールを作成する装置が記載されている。特許文献１には、さらに、燃料費だけでなく、所定の評価指標、例えば、納期を優先度に組入れて併せて考慮することで、最適なバッチ処理順序を立案することが記載されている。
For example, in
上記の先行技術によれば、成形体の熱処理にかかる費用を考慮したバッチ編成・投入順序の計画を行うことができるが、特許文献１には、処理対象物の熱処理温度が一意に定まっている。このため、熱処理温度が異なる複数の対象物のバッチ編成・投入順序の計画を行うと、バッチの充填率が低下し、熱処理にかかる費用が増大してしまう問題がある。また、特許文献１の技術では、焼結炉の過度な昇温・保温を行う計画になってしまう可能性もある。
According to the above-mentioned prior art, it is possible to plan the batch knitting / charging order in consideration of the cost for heat treatment of the molded product, but
本発明の目的は、上記の問題を解決し、粉末冶金等の焼結工程において、熱処理温度が異なる複数の成形体を対象とする場合であっても、燃料費等のコスト削減を行えるバッチ生産計画装置を提供することにある。 An object of the present invention is batch production that solves the above problems and can reduce fuel costs and the like even when a plurality of molded bodies having different heat treatment temperatures are targeted in a sintering process such as powder metallurgy. To provide planning equipment.
前記課題を解決するため、本発明の複数の熱処理対象をバッチごとに熱処理する熱処理装置のバッチ生産計画装置は、前記熱処理対象ごとの熱処理する温度帯域情報、前記熱処理対象のサイズと数量、および熱処理炉の処理容量に基づいて、バッチ処理する熱処理対象の組の編成を求めるバッチ編成立案部と、前記バッチ編成立案部により求めたバッチの編成の処理順序を求める投入順序立案部と、前記バッチ編成立案部により求めたバッチの編成を、前記投入順序立案部で求め処理順序に従って熱処理する際の熱処理炉の温度プロファイルを、熱処理炉の熱処理コストに基づいて求める熱処理温度算出部と、を備え、熱処理コストが最小となる温度プロファイルにより熱処理するバッチの編成とバッチの熱処理順序を求めるようにした。 In order to solve the above-mentioned problems, the batch production planning device of the heat treatment apparatus for heat-treating a plurality of heat-treated objects of the present invention for each batch includes heat treatment temperature band information for each heat-treated object, size and quantity of the heat-treated object, and heat treatment. The batch knitting planning unit that obtains the knitting of the set of heat treatment targets to be batch-processed based on the processing capacity of the furnace, the input order planning unit that obtains the processing order of the batch knitting obtained by the batch knitting planning unit, and the batch knitting unit. The heat treatment is provided with a heat treatment temperature calculation unit for determining the temperature profile of the heat treatment furnace when the batch knitting obtained by the planning unit is heat-treated according to the processing order obtained by the input order planning unit based on the heat treatment cost of the heat treatment furnace. The temperature profile that minimizes the cost is used to determine the formation of the batch to be heat-treated and the heat treatment sequence of the batch.
また、本発明のバッチ生産計画方法は、複数の熱処理対象をバッチごとに熱処理する熱処理装置のバッチ生産計画方法であって、前記熱処理対象ごとの熱処理する温度帯域情報、前記熱処理対象のサイズと数量、および熱処理炉の処理容量に基づいて、バッチ処理する熱処理対象の組の編成を求め、バッチ処理する熱処理対象の組の編成ごとに、バッチの熱処理順序の組を求め、バッチ処理する熱処理対象の組の編成、およびバッチの熱処理順序の組、の組合せごとに、バッチの熱処理順序に従って熱処理する際の熱処理炉の温度プロファイルを、熱処理炉の熱処理コストに基づいて求め、熱処理コストが最小となる温度プロファイルにより熱処理するバッチの組の編成とバッチの熱処理順序を求めるようにした。 Further, the batch production planning method of the present invention is a batch production planning method of a heat treatment apparatus that heat-treats a plurality of heat treatment targets for each batch, and includes heat treatment temperature band information for each heat treatment target, and a size and quantity of the heat treatment targets. , And, based on the processing capacity of the heat treatment furnace, the knitting of the set of the heat treatment target to be batch-processed is obtained, and the set of the heat treatment sequence of the batch is obtained for each knitting of the set of the heat treatment target to be batch-processed. For each combination of set formation and batch heat treatment sequence set, the temperature profile of the heat treatment furnace for heat treatment according to the batch heat treatment sequence is determined based on the heat treatment cost of the heat treatment furnace, and the temperature at which the heat treatment cost is minimized. The profile was used to determine the formation of a set of batches to be heat-treated and the order of heat treatment of the batches.
また、本発明の金属製品の熱処理方法は、熱処理装置によりバッチ生産される金属製品の熱処理方法であって、バッチ生産される金属製品ごとの熱処理する温度帯域情報、金属製品のサイズと数量、および熱処理炉の処理容量に基づいて、バッチ処理する熱処理対象の組の編成を求め、バッチ処理する熱処理対象の組の編成ごとに、バッチの熱処理順序の組を求め、バッチ処理する熱処理対象の組の編成、およびバッチの熱処理順序の組、の組合せごとに、バッチの熱処理順序に従って熱処理する際の熱処理炉の温度プロファイルを、熱処理炉の熱処理コストに基づいて求め、熱処理コストが最小となる温度プロファイルにより熱処理するバッチの組の編成とバッチの熱処理順序を求め、求めたバッチの組、バッチの熱処理順序、熱処理温度により熱処理するようにした。 Further, the heat treatment method for metal products of the present invention is a heat treatment method for metal products batch-produced by a heat treatment apparatus, and includes heat treatment temperature band information for each metal product produced in batch, size and quantity of metal products, and metal product size and quantity. Based on the processing capacity of the heat treatment furnace, the formation of the set of heat treatment targets to be batch-processed is obtained, the set of the heat treatment order of the batch is obtained for each formation of the set of heat treatment targets to be batch-processed, and the set of heat treatment targets to be batch-processed. For each combination of knitting and set of heat treatment sequence of batch, the temperature profile of the heat treatment furnace for heat treatment according to the heat treatment sequence of batch is obtained based on the heat treatment cost of the heat treatment furnace, and the temperature profile that minimizes the heat treatment cost is used. The knitting of the batch set to be heat-treated and the heat treatment order of the batch were obtained, and the heat treatment was performed according to the obtained batch set, the heat treatment order of the batch, and the heat treatment temperature.
本発明によれば、粉末冶金等の焼結工程において、熱処理温度が異なる複数の成形体を対象とする場合であっても、燃料費等のコスト削減を行えるバッチ生産計画装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a batch production planning apparatus capable of reducing costs such as fuel costs even when a plurality of molded bodies having different heat treatment temperatures are targeted in a sintering process such as powder metallurgy. can.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施形態のバッチ生産計画装置１の構成と、バッチ生産計画装置１により計画された焼結工程のバッチ編成・投入順序の計画が実施される熱処理システムを示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a batch
熱処理システムは、バッチ生産計画装置１と、バッチ生産計画装置１によりバッチ編成・投入順序が計画される複数の熱処理炉（焼結炉）５ａ、５ｂ、５ｃ（総称して熱処理炉５と記すことがある）と、作業者に熱処理炉５ａ、５ｂ、５ｃの処理内容を指示する作業指示装置４と、熱処理炉５ａ、５ｂ、５ｃの処理状況を取得する作業実績収集装置２と、がネットワーク３により接続されて構成される。
The heat treatment system shall be described as a plurality of heat treatment furnaces (sintering furnaces) 5a, 5b, 5c (collectively referred to as heat treatment furnaces 5) in which the batch
バッチ生産計画装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶装置、入出力Ｉ／Ｆ、通信Ｉ／Ｆ（Inter Face）等から構成される情報処理装置である。バッチ生産計画装置１は、記憶装置またはＲＯＭに記憶されるプログラムをＣＰＵが実行処理することにより、バッチ編成・投入順序の計画を行う。
The batch
情報処理装置を実施形態のバッチ生産計画装置１として実現するプログラムは、コンピュータによる読み取り可能な記録媒体（ＣＤ－ＲＯＭ等）に記憶して提供することが可能である。また、そのプログラムを、インターネット等のネットワークを通して提供することも可能である。
A program that realizes the information processing apparatus as the batch
バッチ生産計画装置１は、プログラムにより実現される、熱処理対象ごとの熱処理する温度帯域情報と熱処理対象の個数と熱処理炉の処理容量数とに基づいて、バッチ処理する熱処理対象の組の編成を求めるバッチ編成立案部２１と、バッチ編成立案部２１により求めたバッチの編成の処理順序を求める投入順序立案部２２と、バッチ編成立案部２１により求めたバッチの編成を、投入順序立案部２２で求めた順序に従って熱処理する際の熱処理炉５の温度プロファイルを、熱処理炉５の熱処理コストに基づいて求める熱処理温度算出部２３と、から成る処理部２０、熱処理コストが最小となる温度プロファイルにより熱処理するバッチの編成とバッチの熱処理順序を求めた計画結果を表示する計画結果表示部３０、およびつぎに説明する情報記憶部１０とから構成する。
なお、計画結果表示部３０は、バッチ生産計画装置１とは別体の構成であってよい。
The batch
The planning
処理部２０のバッチ編成立案部２１と投入順序立案部２２と熱処理温度算出部２３とは、以下に説明する情報記憶部１０の熱処理炉情報１１、品目情報１２、受注情報１３、バッチ編成情報１４、温度プロファイル情報１５、燃料費情報１６の情報に基づいて、処理を行う。
The batch
図２は、熱処理炉情報１１の詳細を示す図である。
熱処理炉情報１１は、炉識別子１１１の熱処理炉５ａ、５ｂ、５ｃの識別子ごとの、熱処理炉５の処理容量を示す炉容量１１２と、熱処理炉５の昇温費用を示す昇温コスト１１３と、熱処理炉５の保温費用を示す保温コスト１１４と、熱処理炉５の現在の熱処理温度を示す現在温度１１５とから構成する。
FIG. 2 is a diagram showing details of the heat
The heat
詳しくは、昇温コスト１１３は、炉内温度を単位温度上昇させるのに必要となる燃料費とし、保温コスト１１４は、炉内温度を単位時間一定に保持するのに必要となる燃料費とする。昇温コスト１１３ならびに保温コスト１１４以外にも、急冷費用等の熱処理炉５において他のコスト要因を設けてもよい。
また、昇温コスト１１３ならびに保温コスト１１４が、炉内温度により変動する場合には、炉内温度の関数とし、算出して求めるようにしてもよい。
Specifically, the
Further, when the
図３は、品目情報１２の詳細を示す図である。
品目情報１２は、品目１２１で識別される熱処理対象ごとの、サイズ情報１２２、焼結下限温度１２３、焼結上限温度１２４、焼結時間１２５の熱処理条件から成る。
なお、焼結時間１２５は、焼結温度により変わる値として記録してもよい。
FIG. 3 is a diagram showing details of the
The
The
図４は、熱処理対象の品目についての受注情報１３の詳細を示す図である。
受注情報１３は、受注番号１３１で識別される受注ごとの、熱処理対象の品目１３２と、熱処理対象の要求量１３３とから成る。
FIG. 4 is a diagram showing details of
The
図５は、バッチ編成情報１４の詳細を示す図である。
バッチ編成情報１４は、詳細を後述するバッチ編成立案部２１で立案したバッチ編成の立案結果を示し、編成番号１４１（編成１、編成２）における受注番号１４２の品目が編成されたバッチ編成（バッチ編成１４３）を示している。
FIG. 5 is a diagram showing details of
The
例えば、図５のバッチ編成情報１４の一行目は、編成番号が編成１のバッチ編成立案において受注番号００１は、バッチ１－１に編成されたことを示している。そして、二行目で、受注番号００２も、バッチ１－１に編成され、受注番号００１，００２の熱処理対象は同じバッチ編成で熱処理されることを示している。
For example, the first line of the
また、図５のバッチ編成情報１４の五行目では、編成番号が編成２のバッチ編成立案において受注番号００１は、バッチ２－１に編成されたことを示しているが、六行目で、受注番号００２は、バッチ２－２に編成されたことを示している。つまり、編成番号が編成２のバッチ編成立案では、受注番号００１，００２の熱処理対象は別のバッチ編成で熱処理されることを示している。
Further, in the fifth line of the
図６は、温度プロファイル情報１５の詳細を示す図である。
温度プロファイル情報１５は、投入順序立案部２２および熱処理温度算出部２３の処理結果である熱処理炉５の熱処理温度の変化を示す温度プロファイルを示している。
FIG. 6 is a diagram showing details of the
The
詳しくは、バッチ編成１５２は、バッチ編成情報１４のバッチ編成１４３と同一の情報である。また、使用炉１５３は、バッチ編成１５２に示される編成のバッチを熱処理する熱処理炉５の識別情報を示し、図２の熱処理炉情報１１における炉識別子１１１に対応する。投入順１５４は、バッチ編成１５２に示される編成のバッチの投入順を示している。
立案番号１５１（計画１、計画２、…）は、バッチ編成１５２と使用炉１５３と投入順１５４の組を識別する識別情報である。
Specifically, the
The planning number 151 (
熱処理下限温度１５５と熱処理上限温度１５６は、バッチ編成１５２に示されるバッチを熱処理する際の、熱処理温度の下限温度と上限温度を示している。
詳細は後述するが、下限温度と上限温度は、つぎの値となっている。
The heat treatment
The details will be described later, but the lower limit temperature and the upper limit temperature have the following values.
まず、図５のバッチ編成情報のバッチ編成１４３に示されるバッチに編成された受注番号を取得し、図４の受注情報を参照して取得した受注番号の品目を取得し、図３の品目情報１２を参照して取得した品目の焼結下限温度と焼結上限温度を取得する。
そして、バッチに編成された品目の焼結下限温度と焼結上限温度とから示される焼結温度範囲の重複部分を求めて、これから、熱処理温度の下限温度と上限温度を求められている。
First, the order number organized in the batch shown in the
Then, the overlapping portion of the sintering temperature range indicated by the sintering lower limit temperature and the sintering upper limit temperature of the items organized in the batch is obtained, and the lower limit temperature and the upper limit temperature of the heat treatment temperature are obtained from this.
熱処理温度１５７は、熱処理温度算出部２３が、熱処理下限温度１５５と熱処理上限温度１５６に基づいて算出した、使用炉１５３に示される熱処理炉５で、投入順１５４に示される順に、バッチ編成１５２に示されるバッチを熱処理する際の、熱処理炉５の熱処理温度である。つまり、所定の立案番号１５１における熱処理温度１５７が、熱処理炉５の温度プロファイルを示している。
The
図７は、燃料費情報１６の詳細を示す図である。
燃料費情報１６は、立案番号１６１に示されるバッチ編成立案部２１で立案したバッチ編成の計画ごと、つまり、図６のバッチ編成１５２と使用炉１５３と投入順１５４ごとの、熱処理温度算出部２３で求めた温度プロファイルに基づいて熱処理炉５を運用した際の燃料費１６４を示している。なお、立案番号１６１は、温度プロファイル情報１５の立案番号１５１と同一の情報である。
FIG. 7 is a diagram showing details of the
The
計画結果表示部３０は、図７の燃料費情報１６に基づいて、燃料費１６４が最小となる立案番号１６１が示すバッチの編成とバッチの熱処理順序を、バッチ生産計画装置１が求めた計画結果として表示する。
さらに、計画結果表示部３０は、図６の温度プロファイル情報１５に基づいて、燃料費１６４が最小となる立案番号１６１に対応する熱処理温度１５７をバッチ生産計画装置１が求めた処理温度の計画結果として表示する。
Based on the
Further, the planning
つぎに、図８により、バッチ生産計画装置１のバッチ編成・投入順序の計画の処理フローを説明する。
ステップＳ８１で、処理部２０（図１参照）は、情報記憶部１０の熱処理炉情報１１、品目情報１２、受注情報１３を読み込む。
Next, with reference to FIG. 8, the processing flow of the batch organization / input order planning of the batch
In step S81, the processing unit 20 (see FIG. 1) reads the heat
ステップＳ８２で、バッチ編成立案部２１（図１参照）は、熱処理炉情報１１のそれぞれの熱処理炉５について、品目情報１２と受注情報１３に基づいて、バッチ編成案（バッチ編成情報１４）を作成する。ステップＳ８２の処理の詳細は、図９、図１０により説明する。
In step S82, the batch knitting planning unit 21 (see FIG. 1) creates a batch knitting plan (batch knitting information 14) for each
ステップＳ８３で、投入順序立案部２２（図１参照）は、熱処理炉情報１１の熱処理炉５のそれぞれにおいて、ステップＳ８２で作成したバッチ編成案についての複数の投入順序案を作成し、温度プロファイル情報１５に記録する。詳しくは、熱処理炉５のバッチ編成案に対して、全てのバッチにおける投入順序の組合せを列挙しておき、温度帯域の昇順を優先する等の所定ルールにより、順序付けする。
In step S83, the charging order planning unit 22 (see FIG. 1) creates a plurality of charging sequence plans for the batch knitting plan created in step S82 in each of the
ステップＳ８４で、熱処理温度算出部２３は、ステップＳ８２、Ｓ８３で求めたバッチ編成案と投入順序案のひとつに対して、燃料費が最小となる各バッチの熱処理温度、つまり、熱処理炉５の温度プロファイルを求めて、温度プロファイル情報１５に記録するとともに、この温度プロファイルのおける燃料費を、燃料費情報１６に記録する。
ステップＳ８４の処理の詳細は、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂで後述する。
In step S84, the heat treatment
Details of the processing in step S84 will be described later in FIGS. 12, 13A and 13B.
ステップＳ８５で、処理部２０は、ステップＳ８３で求めた順序付けした全ての投入順序案について、燃料費が最小となるバッチ編成の熱処理温度を求めたか否かを判定し、全て求めた場合には（Ｓ８５のＹｅｓ）、ステップＳ８７に進む。全て求めていない場合には（Ｓ８５のＮｏ）、ステップＳ８６に進む。
In step S85, the
ステップＳ８５で、全ての投入順序案における処理の完了を終了条件とすることに替えて、バッチ編成・投入順序の計画の処理を開始してからの処理経過時間によって、投入順序による評価を打ち切り、ステップＳ８７に進むようにしてもよい。 In step S85, instead of setting the completion of processing in all the input order proposals as the end condition, the evaluation based on the input order is terminated by the processing elapsed time from the start of the processing of the batch organization / input order plan. You may proceed to step S87.
ステップＳ８６で、処理部２０は、評価対象の投入順序案を、ステップＳ８３で求めた他の投入順序案に変えて、ステップＳ８４に戻る。
この投入順序の変更は、予め列挙していた投入順序案の順番に従って変更してもよいし、局所探索アルゴリズムを用いて予め列挙していた投入順序案から燃料費が小さくなるように投入順序案を変更するようにしてもよい。
In step S86, the
This input order may be changed according to the order of the input order proposals listed in advance, or the input order proposal may be changed so that the fuel cost is smaller than the input order proposals listed in advance using the local search algorithm. May be changed.
ステップＳ８７で、処理部２０は、ステップＳ８２で求めた全てのバッチ編成案について、燃料費が最小となるバッチ編成の熱処理温度を求めたか否かを判定し、全て求めた場合には（Ｓ８７のＹｅｓ）、ステップＳ８９に進む。全て求めていない場合には（Ｓ８７のＮｏ）、ステップＳ８８に進む。
In step S87, the
ステップＳ８７においても、全てのバッチ編成案における処理の完了を終了条件とすることに替えて、バッチ編成・投入順序の計画の処理を開始してからの処理経過時間によって、投入順序による評価を打ち切り、ステップＳ８９に進むようにしてもよい。 Also in step S87, instead of setting the completion of processing in all batch organization proposals as the end condition, the evaluation based on the input order is terminated according to the elapsed processing time from the start of the processing of the batch organization / input order plan. , You may proceed to step S89.
ステップＳ８８で、処理部２０は、評価対象のバッチ編成案を、ステップＳ８２で求めた他のバッチ編成案に変えて、ステップＳ８３に戻る。
このバッチ編成案の変更は、予め列挙していたバッチ編成案の順番に従って変更してもよいし、局所探索アルゴリズムを用いて予め列挙していたバッチ編成案から燃料費が小さくなるようにバッチ編成案を変更するようにしてもよい。
In step S88, the
This batch organization plan may be changed according to the order of the batch organization plans listed in advance, or the batch organization plan may be changed so that the fuel cost is smaller than the batch organization plan listed in advance using the local search algorithm. You may change the plan.
ステップＳ８３からステップＳ８７では、ステップＳ８２で作成されたバッチ編成案のうち、ひとつの熱処理炉５についての、バッチ編成・投入順序の計画の処理を説明したが、他の熱処理炉５についても同様に処理を行い、燃料費が最小のバッチ編成・投入順序を求める。
In steps S83 to S87, the process of planning the batch knitting / charging order for one
ステップＳ８９で、計画結果表示部３０は、燃料費情報１６を参照して、燃料費が最小となる立案番号１６１、使用炉１６２、投入順１６３の組を求めて、実施形態のバッチ生産計画装置１が求めたバッチ生産計画（バッチ編成・投入順）とする。そして、計画結果表示部３０は、図１４で後述するように、バッチ編成・投入順の計画結果を表示する。
In step S89, the plan
つぎに、図９により、図８のステップＳ８２におけるバッチ編成案の作成処理を詳細に説明する。 Next, the process of creating the batch organization plan in step S82 of FIG. 8 will be described in detail with reference to FIG.
ステップＳ９１で、バッチ編成立案部２１は、バッチ編成のおける初期設定として、受注情報１３（図４参照）の受注番号１３１ごとの情報を、１つのバッチとみなす。
これにより、初期状態のバッチは、受注情報１３の品目１３２で示される品目により構成され、また、バッチの熱処理の温度帯域は、構成する品目に対応する品目情報１２（図３参照）の焼結下限温度１２３と焼結上限温度１２４で示される値とする。
In step S91, the batch
As a result, the batch in the initial state is composed of the items shown in the
ステップＳ９２で、バッチ編成立案部２１は、全てのバッチの組に対して、熱処理の温度帯域の重複度を求める。詳しくは、このバッチの組に対する温度帯域の重複度とは、２つのバッチにおける熱処理の温度帯域の重複部分を求め、求めた温度帯域の重複部分の上限温度から下限温度を差し引いた値とする。
この重複度が高いほど、２つのバッチは熱処理の温度帯域の重なりが大きいことを示す。熱処理の温度帯域の重複部分が存在しない場合には、重複度は０とする。
In step S92, the batch
The higher the degree of overlap, the greater the overlap of the heat treatment temperature zones between the two batches. When there is no overlapping portion of the heat treatment temperature band, the degree of overlap is set to 0.
ステップＳ９３で、バッチ編成立案部２１は、重複度が最大のバッチの組を選択する。
In step S93, the batch
ステップＳ９４で、バッチ編成立案部２１は、ステップＳ９３で選択したバッチの組を１つのバッチに集約した場合に、バッチの容量（バッチに含まれる熱処理対象のサイズと数量の積の和）が、熱処理炉５のそれぞれの熱処理可能な容量を超えるか否かを、熱処理炉情報１１（図２参照）の炉容量１１２により、判定する。バッチの容量が熱処理炉５の熱処理可能な容量を超えない熱処理炉がある場合には（Ｓ９４のＮｏ）、ステップＳ９６に進み、熱処理炉５のそれぞれの熱処理可能な容量を超える場合には（Ｓ９４のＹｅｓ）、ステップＳ９５に進む。
In step S94, when the batch
ステップＳ９５で、バッチ編成立案部２１は、選択したバッチの組の集約は行わず、選択したバッチの組における温度帯域の重複度を０とみなす。そして、ステップＳ９３に戻る。
In step S95, the batch
ステップＳ９６で、バッチ編成立案部２１は、選択したバッチの組を集約し、熱処理炉５の充填率が高くなるよう熱処理炉を選択して、集約したバッチの熱処理を割当てる。また、熱処理炉の熱処理温度の変動が少なくなるように、集約したバッチの組の温度範囲が、バッチの熱処理の温度範囲と重複または近接する既にバッチの組を割当てた熱処理炉を選択してもよい。
In step S96, the batch
ステップＳ９７で、バッチ編成立案部２１は、ステップＳ９２で求めた全バッチの組で、温度帯域の重複度が０か、または、集約すると全炉それぞれの容量を超えるか否かを判定する。容量を超えない場合には（Ｓ９７のＮｏ）、ステップＳ９２に戻り、新たにバッチの組を求めて、ステップＳ９２からＳ９６の処理を繰り返す。容量を超える場合には（Ｓ９７のＹｅｓ）、処理を終了する。
In step S97, the batch
以上により、バッチ編成、および各熱処理炉へのバッチの割当てを決定することができる。
ステップＳ９３では、重複度が最大のバッチの組を求めるようにしたが、重複度が最小や重複度に焼結時間を加味する等の他のルールにより、バッチの組を求めるようにしてもよい。
これにより、複数のバッチ編成案を得るようにする。
From the above, it is possible to determine the batch knitting and the allocation of the batch to each heat treatment furnace.
In step S93, the set of batches having the maximum degree of duplication is obtained, but the set of batches may be obtained by other rules such as the minimum degree of duplication and the addition of sintering time to the degree of duplication. ..
This makes it possible to obtain a plurality of batch organization proposals.
例えば、温度範囲内であっても温度により焼結時間が変わる場合は、温度範囲と炉の容量制約の他に、焼結時間を考慮したバッチの組を計算してもよい。その場合、さらに焼結時間が重複するようにバッチを組み合わせるとよい。この際、品目情報１２（図３参照）の焼結時間１２５を、時間範囲を示す情報とすればよい。
For example, if the sintering time changes depending on the temperature even within the temperature range, a batch set considering the sintering time may be calculated in addition to the temperature range and the capacity constraint of the furnace. In that case, it is advisable to combine the batches so that the sintering times overlap. At this time, the
つぎに、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄにより、図９のバッチ編成案の作成における処理フローの具体例を示す。なお、説明では、熱処理対象は同一サイズとし、バッチ容量と炉容量を、熱処理対象の数量で示している。 Next, a specific example of the processing flow in creating the batch organization plan of FIG. 9 is shown with reference to FIGS. 10A, 10B, 10C, and 10D. In the description, the heat treatment targets are the same size, and the batch capacity and the furnace capacity are indicated by the quantity of the heat treatment targets.
図１０Ａは、ステップＳ９１の具体例を示す図である。バッチ編成立案部２１は、初期化処理として、図１０Ａの左側における受注番号１３１のそれぞれを１つのバッチとみなす。これにより、１つのバッチは、１つの品目１３２により構成され、品目情報１２より得られる焼結下限温度と焼結上限温度とが、熱処理炉の温度帯域になる。
FIG. 10A is a diagram showing a specific example of step S91. The batch
図１０Ｂは、ステップＳ９２とＳ９３の具体例を示す図である。
図１０Ｂは、全てのバッチの組における熱処理の温度帯域の重複度を示している。例えば、初期設定で品目Ｄを割当てたバッチ４の温度帯域は２８～４０、初期設定で品目Ｅの温度帯域は３３～５０であり、温度帯域の重複部分が３３～４０となるので、重複度は７となる。また、バッチ１とバッチ５の組では、温度帯域の重複がないため、重複度は０となる。
FIG. 10B is a diagram showing specific examples of steps S92 and S93.
FIG. 10B shows the degree of overlap of the heat treatment temperature bands in all batch sets. For example, the temperature band of the
図１０Ｂに示すように、バッチ４とバッチ５の組の重複度が最大となる（ステップＳ９３に対応）。
バッチ４とバッチ５の容量（品目の数量の和）は、受注情報１３より、２０となるのに対して、実施形態のバッチ生産計画装置１では、熱処理炉情報１１（図２参照）に示すように、全ての熱処理炉の炉容量は２０であり、炉の容量を超えない（Ｓ９４のＮｏに対応）。
As shown in FIG. 10B, the degree of overlap of the set of
The capacity (sum of the quantity of items) of the
そこで、バッチ４とバッチ５の組を集約してバッチ４とし、炉識別子がＲＯ＿５ａ（図２参照）の熱処理炉に割当てる（Ｓ９６に対応）。
以上の処理により、図１０Ｃのバッチ編成が得られる。
Therefore, the set of
By the above processing, the batch organization of FIG. 10C can be obtained.
図１０Ｃのバッチ編成では、バッチ１とバッチ２の組の重複度が５となり、バッチ２とバッチ３の組の重複度が３となり、全バッチの組で温度帯域の重複度が０にならない。このため、ステップＳ９２～Ｓ９６の処理を繰り返す（Ｓ９７のＮｏに対応）。
In the batch organization of FIG. 10C, the degree of overlap of the set of
ステップＳ９２～Ｓ９６の処理の繰り返しにより、図１０Ｄのバッチ編成が得られる。
図１０Ｄのバッチ編成では、全バッチの組で温度帯域の重複度が０となるため、処理を終了する（Ｓ９７のＹｅｓに対応）。
以上により、バッチ編成案のひとつを作成することができる。
By repeating the processes of steps S92 to S96, the batch organization of FIG. 10D is obtained.
In the batch organization of FIG. 10D, the degree of overlap of the temperature band becomes 0 in the set of all batches, so the process is terminated (corresponding to Yes of S97).
From the above, one of the batch organization plans can be created.
つぎに、図１１と図１２により、図８のバッチ編成・投入順序の計画処理におけるフローの具体例を示す。
図１１は、図９のフロー（図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄ）で求めたバッチ編成バッチ編成案の投入順序と熱処理炉の温度プロファイルの関係を示す図である。
Next, with reference to FIGS. 11 and 12, a specific example of the flow in the planning process of the batch organization / input order of FIG. 8 is shown.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the charging order of the batch knitting plan and the temperature profile of the heat treatment furnace obtained in the flow of FIG. 9 (FIGS. 10A, 10B, 10C, 10D).
図９の処理により、図１０Ｄに示すバッチ編成案を取得したものとして説明する。
取得したバッチ１、バッチ２、バッチ３の３つのバッチの投入順序は、６通りある。図１１は、そのひとつである、バッチ１、バッチ２、バッチ３の投入順序における熱処理炉の温度（温度プロファイル）を示した図である。
It will be described as if the batch organization plan shown in FIG. 10D has been acquired by the process of FIG.
There are six input orders for the three batches of
熱処理炉の現在温度を２６℃とすると、熱処理炉は、バッチ１の熱処理温度１５℃から２０℃の範囲の温度に冷却されてバッチ１の焼結が行われ、その後、バッチ２の熱処理温度である２２℃から３０℃に昇温されてバッチ２の焼結が行われ、その後、バッチ３の熱処理温度である３３℃から４０℃に昇温されてバッチ３の焼結が行われる。
Assuming that the current temperature of the heat treatment furnace is 26 ° C., the heat treatment furnace is cooled to a temperature in the range of 15 ° C. to 20 ° C. for the heat treatment temperature of
バッチ１、バッチ２、バッチ３のそれぞれの熱処理温度（焼結温度）により、破線で示す熱処理炉の温度プロファイルが変わる。さらに、温度プロファイルに応じて、実現する燃料費等のコストが変わる。
以下、図１２により、図８のステップＳ８４の具体例を説明する。
The temperature profile of the heat treatment furnace shown by the broken line changes depending on the heat treatment temperature (sintering temperature) of each of
Hereinafter, a specific example of step S84 in FIG. 8 will be described with reference to FIG.
図１２は、バッチ１からバッチ２に移行する際の累積コストが最小となるバッチ１の熱処理温度を算出し、バッチ２からバッチ３に移行する際の累積コストが最小となるバッチ２の熱処理温度を算出し、バッチ３の累積コストが最小となるバッチ３の熱処理温度を算出して、温度プロフィルを求める例を示している。
FIG. 12 calculates the heat treatment temperature of
詳しくは、バッチ１の熱処理温度の温度帯域における温度のそれぞれについて、前バッチの処理温度（現在温度）からの昇温コストを算出、前のバッチの累積コストに算出した昇温コストを加算してバッチ１の熱処理開始時の累積コストを求める。そして、バッチ１の熱処理開始時の累積コストに、バッチ１のそれぞれにおける処理温度の保温コストを加算して、バッチ１の熱処理後の累積コストを求める。昇温コストと保温コストは、熱処理炉情報１１により与えられる。
Specifically, for each of the temperatures in the temperature range of the heat treatment temperature of
具体的には、バッチ１の熱処理温度を２０℃とする場合には、前バッチの処理温度（現在温度）からの昇温コスト０であり、前バッチの累積コストも０であるので、熱処理開始時の累積コストは０となる。熱処理中の保温コストは、１００（５×２０℃）となり、バッチ１の熱処理後の累積コストは、１００となる。バッチ１の熱処理温度範囲における他の温度についても、同様に、バッチ１の熱処理後の累積コストを求める。
図１１でも明らかなように、バッチ１の熱処理温度は現在温度より低いため、昇温コストは生じない。バッチ１の熱処理中の保温コストは、熱処理温度が高いほど大きくなるため、バッチ１の熱処理後の累積コストは、バッチ１の熱処理温度を１５℃にした場合が最小となる。
Specifically, when the heat treatment temperature of the
As is clear from FIG. 11, since the heat treatment temperature of
つぎに、バッチ１からバッチ２の熱処理に移行する際のコストを試算する。
図１１でも明らかなように、バッチ２の熱処理温度の温度範囲は、バッチ１よりも大きい。このため、バッチ２の熱処理温度を２２℃とする場合に、バッチ１からバッチ２への昇温コストが最小となる。
Next, the cost of shifting from the heat treatment of
As is also clear from FIG. 11, the temperature range of the heat treatment temperature of
そこで、バッチ１の熱処理後の累積コストに、バッチ１からバッチ２への昇温コストを加算して、バッチ２の熱処理開始時までの累積コストを求める。これによると、バッチ１の熱処理温度を２０℃とした場合に累積コストが最小となる。
したがって、バッチ１の燃料費（コスト）が最小となる熱処理温度は、２０℃であることが判る。
Therefore, the cumulative cost from the
Therefore, it can be seen that the heat treatment temperature at which the fuel cost (cost) of the
つぎに、燃料費が最小となるバッチ２の熱処理温度を求める。
まず、バッチ２の熱処理温度における温度帯域の温度のそれぞれについて、前バッチの処理温度（２０℃）からの昇温コストを算出、前バッチの累積コスト（１００）に算出した昇温コストを加算してバッチ２の熱処理開始時の累積コストを求める。そして、バッチ２の熱処理開始時の累積コストに、バッチ２におけるそれぞれの処理温度の保温コストを加算して、バッチ２の熱処理後の累積コストを求める。
バッチ２の熱処理後の累積コストは、バッチ２の熱処理温度を２２℃にした場合が最小となる。
Next, the heat treatment temperature of
First, for each of the temperatures in the temperature range of the heat treatment temperature of
The cumulative cost after the heat treatment of
つぎに、バッチ２からバッチ３の熱処理に移行する際のコストを試算する。
先と同様に、図１１でも明らかなように、バッチ３の熱処理温度の温度範囲は、バッチ２よりも大きい。このため、バッチ３の熱処理温度を３３℃とする場合に、バッチ２からバッチ３への昇温コストが最小となる。
Next, the cost of shifting from the
As before, as is clear from FIG. 11, the temperature range of the heat treatment temperature of
そこで、バッチ２の熱処理後の累積コストに、バッチ２からバッチ３への昇温コストを加算して、バッチ３の熱処理開始時までの累積コストを求める。これによると、バッチ２の熱処理温度を２２℃とした場合に累積コストが最小となる。
したがって、バッチ２の燃料費（コスト）が最小となる熱処理温度は、２２℃であることが判る。
Therefore, the cumulative cost from the
Therefore, it can be seen that the heat treatment temperature at which the fuel cost (cost) of the
つぎに、燃料費が最小となるバッチ３の熱処理温度を求める。
まず、バッチ３の熱処理温度の温度帯域における温度のそれぞれについて、前バッチの処理温度（２２℃）からの昇温コストを算出、前バッチの累積コスト（２３０）に算出した昇温コストを加算してバッチ３の熱処理開始時の累積コストを求める。そして、バッチ３の熱処理開始時の累積コストに、バッチ３におけるそれぞれの処理温度の保温コストを加算して、バッチ３の熱処理後の累積コストを求める。
バッチ３の熱処理後の累積コストは、バッチ３の熱処理温度を３３℃にした場合が最小となる。
Next, the heat treatment temperature of the
First, for each of the temperatures in the temperature range of the heat treatment temperature of the
The cumulative cost after the heat treatment of the
以上から、図１０Ｄに示されるバッチ編成に対して、燃料費（コスト）が最小となる、バッチ１の熱処理温度とバッチ２の熱処理温度とバッチ３の熱処理温度とを求めることができ、熱処理炉５の温度プロフィルと燃料費を得ることができる。
From the above, for the batch knitting shown in FIG. 10D, the heat treatment temperature of
ところで、図１２のステップＳ８４の処理方法は、熱処理温度算出部２３が、バッチ編成案のうち、熱処理炉で熱処理を行うバッチの最適な熱処理温度を決定することを、グラフ理論における最短距離問題とみなして、“動的計画法”により解法することを説明している。
以下、最短距離問題の観点で、熱処理温度算出部２３の処理方法を説明する。
By the way, in the processing method of step S84 in FIG. 12, the heat treatment
Hereinafter, the processing method of the heat treatment
図１３Ａは、熱処理温度算出部２３が処理するバッチ編成案の一例を示す図である。バッチ編成案は、バッチＡ、Ｂ、Ｃの３つのバッチから成り、バッチＡ、Ｂ、Ｃの順序で、熱処理炉５のひとつに投入されるものとする。そして、それぞれのバッチにおける熱処理温度の温度範囲が、図１３Ａに示すように、設定されているものとする。
FIG. 13A is a diagram showing an example of a batch knitting plan processed by the heat treatment
熱処理温度算出部２３は、まず、その熱処理炉の現在温度、および各バッチの熱処理温度の選択肢を頂点とし、２つの頂点に対応するバッチが、投入順序案において前後関係にある場合に前のバッチに対応する頂点から後のバッチに対応する頂点へ枝を張ったグラフを作成する。
そして、グラフの各枝の重みを前のバッチの熱処理を開始してから、後のバッチの熱処理を開始するまでに発生する燃料費、つまり保温コストと昇温コストの和を重みとした重み付きグラフを作成する。
The heat treatment
Then, the weight of each branch of the graph is weighted by weighting the fuel cost generated from the start of the heat treatment of the previous batch to the start of the heat treatment of the later batch, that is, the sum of the heat retention cost and the temperature rise cost. Create a graph.
熱処理温度算出部２３は、重み付きグラフにおいて、熱処理炉の現在温度を示す頂点から、最後に投入するバッチを示す各頂点への最短路をそれぞれ計算する。ここで得られた経路のうち、最短の経路が通過する各バッチの頂点がそのバッチの最適な熱処理温度となる。また、この際の最短路の長さが、熱処理費用となる。
In the weighted graph, the heat treatment
図１３Ｂは、図１３Ａのバッチ編成案における燃料費の重み付きグラフを示している。詳細には、図１３Ｂは、バッチＡは１００℃から１１０℃、バッチＢは１１５℃から１２５℃、Ｃは１２０℃から１３０℃の範囲で熱処理可能であるとし、これらのバッチをＡ、Ｂ、Ｃの順に、現在温度が１００℃の炉に投入する場合の各バッチの熱処理温度を決定するためのグラフである。 FIG. 13B shows a weighted graph of fuel costs in the proposed batch organization of FIG. 13A. Specifically, FIG. 13B states that batch A can be heat treated in the range of 100 ° C to 110 ° C, batch B can be heat treated in the range of 115 ° C to 125 ° C, and C can be heat treated in the range of 120 ° C to 130 ° C. It is a graph for determining the heat treatment temperature of each batch at the time of putting into a furnace with a present temperature of 100 degreeC in order of C.
図１３Ｂにおいて、動的計画法により、熱処理炉の現在温度を示す頂点から、バッチＣの熱処理温度候補となる各頂点までの最短経路を計算し、それらの経路のうち最短の経路上の頂点を選ぶことで、バッチＡ、Ｂ、Ｃの順に熱処理する場合において最も燃料費が少なくなる各バッチの熱処理温度を決定することができる。 In FIG. 13B, the shortest path from the apex showing the current temperature of the heat treatment furnace to each apex that is a candidate for the heat treatment temperature of batch C is calculated by the dynamic programming method, and the apex on the shortest path among those paths is calculated. By selecting, it is possible to determine the heat treatment temperature of each batch, which has the lowest fuel cost when the heat treatment is performed in the order of batches A, B, and C.
つぎに、計画結果表示部３０について説明する。
図１４は、計画結果表示部３０のバッチ編成、投入順序、処理温度の計画結果の表示例である。
Next, the plan
FIG. 14 is an example of displaying the planning result of the batch organization, the charging order, and the processing temperature of the planning
計画結果表示部３０が表示する計画結果表示画面３０１は、それぞれの熱処理炉に投入するバッチの順序を表示する熱処理スケジュール表示部３０２と、熱処理炉の温度の推移（温度プロファイル）とそれぞれのバッチの熱処理温度帯域を表示する熱処理条件表示部３０３と、それぞれのバッチを構成する処理対象の一覧を表示するバッチ編成表示部３０４を有する。
計画結果表示画面３０１は、システムの使用者や熱処理工程の作業者が確認することができる。
The plan
The plan
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. The above-mentioned examples have been described in detail for the sake of easy understanding in the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
１ バッチ生産計画装置
５ 熱処理炉
４ 作業指示装置
２ 作業実績収集装置
３ ネットワーク
２１ バッチ編成立案部
２２ 投入順序立案部
２０ 処理部
３０ 計画結果表示部
２３ 熱処理温度算出部
１０ 情報記憶部
１１ 熱処理炉情報
１２ 品目情報
１３ 受注情報
１４ バッチ編成情報
１５ 温度プロファイル情報
１６ 燃料費情報
1 Batch
Claims (11)
前記熱処理対象ごとの熱処理する温度帯域情報、前記熱処理対象のサイズと数量、および熱処理炉の処理容量に基づいて、バッチ処理する熱処理対象の組の編成を求めるバッチ編成立案部と、
前記バッチ編成立案部により求めたバッチの編成の処理順序を求める投入順序立案部と、
前記バッチ編成立案部により求めたバッチの編成を前記投入順序立案部で求めた処理順序に従って熱処理する際の熱処理炉の温度プロファイルを、熱処理炉の熱処理コストに基づいて求める熱処理温度算出部と、
を備え、
熱処理コストが最小となる温度プロファイルにより熱処理するバッチの編成とバッチの熱処理順序を求める
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 It is a batch production planning device of a heat treatment device that heat-treats multiple heat treatment targets for each batch.
A batch knitting planning unit that obtains the formation of a set of heat treatment targets to be batch-processed based on the temperature band information to be heat-treated for each heat treatment target, the size and quantity of the heat treatment target, and the processing capacity of the heat treatment furnace.
The input order planning unit that obtains the processing order of batch organization obtained by the batch organization planning unit, and
A heat treatment temperature calculation unit for obtaining a temperature profile of a heat treatment furnace when heat-treating a batch knitting obtained by the batch knitting planning unit according to a processing order obtained by the input order planning unit based on the heat treatment cost of the heat treatment furnace.
Equipped with
A batch production planning device characterized by knitting a batch to be heat-treated and obtaining a heat treatment sequence of the batch by a temperature profile that minimizes the heat treatment cost.
前記バッチ編成立案部は、処理対象の温度帯域の重複幅が大きい処理対象の組を、前記熱処理炉の処理容量まで、バッチ処理する処理対象の組の編成として順に求める
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 In the batch production planning apparatus according to claim 1,
The batch knitting planning unit sequentially obtains a set of processing targets having a large overlap width in the temperature band of the processing target as a set of processing targets to be batch-processed up to the processing capacity of the heat treatment furnace. Planning equipment.
前記バッチ編成立案部は、熱処理装置が複数の熱処理炉を有する際には、熱処理対象を熱処理する熱処理炉の充填率が高くなるようにバッチを編成する
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 In the batch production planning apparatus according to claim 2.
When the heat treatment apparatus has a plurality of heat treatment furnaces, the batch knitting planning unit is a batch production planning apparatus characterized in that batches are knitted so that the filling rate of the heat treatment furnaces for heat-treating the heat treatment target is high.
前記熱処理温度算出部は、前に前記熱処理炉に投入したバッチの焼結温度から当該バッチの焼結温度までの昇温コストと、当該焼結温度の保温コストとから熱処理コストを算出する
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 In the batch production planning apparatus according to any one of claims 1 to 3.
The heat treatment temperature calculation unit calculates the heat treatment cost from the heating cost from the sintering temperature of the batch previously put into the heat treatment furnace to the sintering temperature of the batch and the heat retention cost of the sintering temperature. A featured batch production planning device.
前記熱処理温度算出部は、前記熱処理コストを重みとした重み付きグラフとして動的計画法により熱処理炉の温度プロファイルを求める
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 In the batch production planning apparatus according to claim 4.
The heat treatment temperature calculation unit is a batch production planning apparatus characterized in that a temperature profile of a heat treatment furnace is obtained by a dynamic programming method as a weighted graph with the heat treatment cost as a weight.
熱処理する品目と、前記品目ごとに熱処理可能な温度範囲を記憶する品目情報と、熱処理にかかる費用を記憶する燃料費情報とを記憶する情報記憶部と、
前記品目情報から、熱処理する前記品目と、前記品目ごとに熱処理可能な温度範囲の情報とを読込み、前記品目間で重複する熱処理可能な温度範囲を算出し、重複する温度範囲を持つ前記品目同士を組み合わせてバッチを編成するバッチ編成立案部と、
前記バッチの投入順序を決定する投入順序立案部と、
前記燃料費情報から熱処理にかかる費用を読込み、バッチごとの温度範囲とバッチの投入順序とから合計費用が小さくなる熱処理温度を算出し、温度プロファイルを決定する熱処理温度算出部と、
を含むことを特徴とするバッチ生産計画装置。 It is a batch production planning device of a heat treatment device that heat-treats multiple heat treatment targets for each batch.
An information storage unit that stores items to be heat-treated, item information that stores the temperature range in which heat treatment is possible for each item, and fuel cost information that stores the cost of heat treatment.
From the item information, the item to be heat-treated and the information on the temperature range in which heat treatment is possible for each item are read, the temperature range in which heat treatment is possible to overlap between the items is calculated, and the items having the overlapping temperature range are used. The batch organization planning department that organizes batches by combining
The input order planning unit that determines the input order of the batch,
A heat treatment temperature calculation unit that reads the heat treatment cost from the fuel cost information, calculates the heat treatment temperature at which the total cost becomes smaller from the temperature range for each batch and the batch input order, and determines the temperature profile.
A batch production planning device characterized by including.
前記バッチ編成立案部は、熱処理対象を熱処理する熱処理炉の処理容量を考慮して、前記品目同士を組み合わせてバッチを編成する
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 In the batch production planning apparatus according to claim 6.
The batch knitting planning unit is a batch production planning apparatus characterized in that a batch is knitted by combining the items in consideration of the processing capacity of the heat treatment furnace for heat-treating the heat treatment target.
前記バッチ編成立案部は、熱処理装置が複数の熱処理炉を有する際には、熱処理対象を熱処理する熱処理炉の充填率が高くなるようにバッチを編成する
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 In the batch production planning apparatus according to claim 7.
When the heat treatment apparatus has a plurality of heat treatment furnaces, the batch knitting planning unit is a batch production planning apparatus characterized in that batches are knitted so that the filling rate of the heat treatment furnaces for heat-treating the heat treatment target is high.
前記熱処理温度算出部は、バッチの投入順序ごとに費用が小さくなる熱処理炉の温度プロファイルを求め、最も費用が小さくなるバッチの投入順序における熱処理炉の温度プロファイルを決定する
ことを特徴とするバッチ生産計画装置。 In the batch production planning apparatus according to any one of claims 6 to 8.
The heat treatment temperature calculation unit obtains a temperature profile of a heat treatment furnace in which the cost is small for each batch charging order, and determines a temperature profile of the heat treatment furnace in the batch charging order with the lowest cost. Planning equipment.
前記熱処理対象ごとの熱処理する温度帯域情報、前記熱処理対象のサイズと数量、および熱処理炉の処理容量に基づいて、バッチ処理する熱処理対象の組の編成を求め、
バッチ処理する熱処理対象の組の編成ごとに、バッチの熱処理順序の組を求め、
バッチ処理する熱処理対象の組の編成、およびバッチの熱処理順序の組、の組合せごとに、バッチの熱処理順序に従って熱処理する際の熱処理炉の温度プロファイルを、熱処理炉の熱処理コストに基づいて求め、
熱処理コストが最小となる温度プロファイルにより熱処理するバッチの組の編成とバッチの熱処理順序を求める
ことを特徴とするバッチ生産計画方法。 This is a batch production planning method for heat treatment equipment that heat-treats multiple heat-treated objects for each batch.
Based on the temperature band information to be heat-treated for each heat treatment target, the size and quantity of the heat treatment target, and the processing capacity of the heat treatment furnace, the formation of a set of heat treatment targets to be batch-processed is obtained.
For each knitting of the set of heat treatment targets to be batch-processed, the set of heat treatment order of the batch was obtained.
For each combination of the set of heat treatment targets to be batch-processed and the set of heat treatment sequence of the batch, the temperature profile of the heat treatment furnace for heat treatment according to the heat treatment sequence of the batch was obtained based on the heat treatment cost of the heat treatment furnace.
A batch production planning method characterized in that a set of batches to be heat-treated is formed by a temperature profile that minimizes the heat treatment cost and the heat treatment sequence of the batch is obtained.
バッチ生産される金属製品ごとの熱処理する温度帯域情報、金属製品のサイズと数量、および熱処理炉の処理容量に基づいて、バッチ処理する熱処理対象の組の編成を求め、
バッチ処理する熱処理対象の組の編成ごとに、バッチの熱処理順序の組を求め、
バッチ処理する熱処理対象の組の編成、およびバッチの熱処理順序の組、の組合せごとに、バッチの熱処理順序に従って熱処理する際の熱処理炉の温度プロファイルを、熱処理炉の熱処理コストに基づいて求め、
熱処理コストが最小となる温度プロファイルにより熱処理するバッチの組の編成とバッチの熱処理順序を求め、
求めたバッチの組、バッチの熱処理順序、熱処理温度により熱処理する
ことを特徴とする金属製品の熱処理方法。 A heat treatment method for metal products that are batch-produced by a heat treatment device.
Based on the temperature zone information to be heat-treated for each metal product produced in batch, the size and quantity of metal products, and the processing capacity of the heat treatment furnace, the organization of the set of heat treatment targets to be batch-processed was obtained.
For each knitting of the set of heat treatment targets to be batch-processed, the set of heat treatment order of the batch was obtained.
For each combination of the set of heat treatment targets to be batch-processed and the set of heat treatment sequence of the batch, the temperature profile of the heat treatment furnace for heat treatment according to the heat treatment sequence of the batch was obtained based on the heat treatment cost of the heat treatment furnace.
The temperature profile that minimizes the heat treatment cost is used to determine the formation of a set of batches to be heat-treated and the heat treatment sequence of the batches.
A method for heat-treating a metal product, which comprises heat-treating according to a obtained batch set, a batch heat treatment sequence, and a heat treatment temperature.
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2020
- 2020-07-02 JP JP2020114567A patent/JP2022012613A/en active Pending
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