專利名稱：配合計(jì)劃生成裝置、方法、程序和記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生成對(duì)多種配合原材料進(jìn)行混合的配合計(jì)劃的配合計(jì)劃生成裝 置、方法、程序和計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
在以鋼鐵為代表的很多產(chǎn)業(yè)中，要求對(duì)所購(gòu)買(mǎi)的具有各種特性的多種配合原材料 進(jìn)行混合，使混合后的特性處于一定范圍內(nèi)。另外，在生成配合計(jì)劃時(shí)，費(fèi)用(成本)被作 為一個(gè)重要指標(biāo)而加以判斷，要求購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用、制造費(fèi)用以及運(yùn)輸原材料的運(yùn)輸費(fèi)用等達(dá)到 最小化。進(jìn)而，為了防止配合原材料的庫(kù)存枯竭，要求一邊改變配合比例，一邊生成涵蓋數(shù) 日的配合計(jì)劃。為了實(shí)現(xiàn)滿足上述要求的配合計(jì)劃，必須掌握所購(gòu)買(mǎi)的多種配合原材料的各種特 性、多種配合原材料的庫(kù)存信息、購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用等龐大的信息量。因此，在手工生成配合計(jì)劃時(shí)， 必須在掌握所有的這些龐大的信息量的基礎(chǔ)上決定配合，這需要大量的時(shí)間。另外，對(duì)信息 變化的響應(yīng)性低，隨之在現(xiàn)實(shí)中產(chǎn)生了混合后的特性會(huì)偏離要求范圍等問(wèn)題。在過(guò)去，人們提出了各種各樣的技術(shù)方案用于決定這種配合。例如，如專利文獻(xiàn)1 的“原料煤的配合決定方法”中所公開(kāi)的那樣，有一種在輸入了適當(dāng)?shù)某跏贾抵?，按照?定的幅度重復(fù)改變配合比例等，從而既可以滿足品質(zhì)要求、又能夠使費(fèi)用達(dá)到最小化的技 術(shù)。另外，如專利文獻(xiàn)2的“水泥熟料燒制原料的混合比例計(jì)算方法”中所公開(kāi)的那 樣，有一種使用線性規(guī)劃法生成最佳化的配合計(jì)劃的技術(shù)。進(jìn)而，如專利文獻(xiàn)3的“生產(chǎn)及物流計(jì)劃生成方法和生產(chǎn)及物流計(jì)劃生成裝置、物 流控制方法和物流控制裝置、計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)、及計(jì)算機(jī)程序”中所公開(kāi)的那樣，有 一種將計(jì)劃生成期間劃分為方案制定對(duì)象期間、針對(duì)劃分得到的期間重復(fù)應(yīng)用數(shù)理規(guī)劃方 法的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平01-104688號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2001-146441號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2003-216695號(hào)公報(bào)在如上述專利文獻(xiàn)1的“原料煤的配合決定方法”中所公開(kāi)的、通過(guò)重復(fù)進(jìn)行再計(jì) 算來(lái)生成配合計(jì)劃的技術(shù)中，在得到滿意的結(jié)果之前，必須(1)基于所設(shè)定的幅度值，一邊 改變配合比例一邊進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，如此重復(fù)很多次。因此，其存在著(2) 在配合原材料的種類很多的情況下，生成配合計(jì)劃需要花費(fèi)大量時(shí)間；(3)由于采用重復(fù) 方法進(jìn)行收斂計(jì)算，所以不一定能夠?qū)崿F(xiàn)費(fèi)用的最小化；(4)未考慮配合原材料的庫(kù)存，不 可能生成涵蓋數(shù)日的配合計(jì)劃，難以防止庫(kù)存枯竭；等問(wèn)題。另外，在如上述專利文獻(xiàn)2的“水泥熟料燒制原料的混合比例計(jì)算方法”中所公開(kāi) 的、使用線性規(guī)劃法生成配合計(jì)劃的技術(shù)中存在著(1)僅以滿足特性為目標(biāo)，沒(méi)有提出使 費(fèi)用最小化的方法；(2)雖然要求基于初始庫(kù)存量、進(jìn)貨財(cái)源等信息生成涵蓋數(shù)日的配合計(jì)劃，但完全沒(méi)有考慮以防止庫(kù)存枯竭的方式生成數(shù)日的配合計(jì)劃；等問(wèn)題。進(jìn)而，在如專利文獻(xiàn)3的“生產(chǎn)及物流計(jì)劃生成方法和生產(chǎn)及物流計(jì)劃生成裝置、 物流控制方法和物流控制裝置、計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)、及計(jì)算機(jī)程序”中所公開(kāi)的、將計(jì) 劃生成期間劃分為方案制定對(duì)象期間、針對(duì)劃分得到的期間重復(fù)應(yīng)用數(shù)理規(guī)劃方法的技術(shù) 中，存在著(1)其目的是在制造產(chǎn)品時(shí)對(duì)制造開(kāi)始時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻及庫(kù)存變化進(jìn)行計(jì)劃、 或者在運(yùn)輸產(chǎn)品、原材料時(shí)對(duì)運(yùn)輸開(kāi)始時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻及庫(kù)存變化進(jìn)行計(jì)劃，即生成生產(chǎn)及 物流計(jì)劃，而不是計(jì)劃將原材料以幾比幾的比例進(jìn)行配合，也不是為了使此時(shí)的混合后的 品質(zhì)和/或特性處于預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，即不是以生成配合計(jì)劃為目的；(2)其雖然能夠使 產(chǎn)品的制造開(kāi)始時(shí)間、物品搬運(yùn)開(kāi)始時(shí)間/量達(dá)到最佳化，但無(wú)法在將原材料混合后使混 合原材料滿足所要求的品質(zhì)/特性；等問(wèn)題。根據(jù)如上所述的理由，上述專利文獻(xiàn)1 3的任意一項(xiàng)都不能生成上述所要求的 (1)不用盡庫(kù)存、(2)滿足特性、(3)費(fèi)用達(dá)到最小化、(4)涵蓋數(shù)日的配合計(jì)劃。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提出這樣一種技術(shù)方案，其在生成將多種配合原材料混合起來(lái)的配 合計(jì)劃時(shí)，使用數(shù)理規(guī)劃方法，構(gòu)建出用于表達(dá)配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及 用于表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型，并使模擬器與最佳化計(jì)算部聯(lián)動(dòng)，由此能夠生成 既不會(huì)用盡庫(kù)存、又滿足特性、并且使費(fèi)用達(dá)到最小化的涵蓋數(shù)日的配合計(jì)劃。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)的發(fā)明采用如下所示的結(jié)構(gòu)。(1) 一種配合計(jì)劃生成裝置，用于生成將多種配合原材料混合的配合計(jì)劃，其特征 在于，包含模擬器，對(duì)配合原材料的供求狀態(tài)和混合后的特性進(jìn)行計(jì)算；數(shù)據(jù)調(diào)入單元，調(diào)入包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原 材料的特性、費(fèi)用信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)；模型構(gòu)建單元，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入的數(shù)據(jù)，以從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起 的預(yù)先設(shè)定的最佳化期間量為對(duì)象，構(gòu)建用于表示配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型 及用于表示混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型；以及最佳化計(jì)算單元，使用由所述模型構(gòu)建單元構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于費(fèi)用而構(gòu) 建的目的函數(shù)進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算對(duì)所述模擬器的指示。(2)根據(jù)(1)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，包含輸出單元，該輸出單元 用于輸出所述模擬器的模擬結(jié)果即配合計(jì)劃。(3)根據(jù)(1)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，以所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元所調(diào)入 的數(shù)據(jù)作為前提條件，首先(a)所述最佳化計(jì)算單元生成從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的、最佳化期間量的計(jì)算指 示，(b)所述模擬器以所述最佳化計(jì)算單元所生成的計(jì)算指示作為前提條件，僅執(zhí)行 預(yù)先設(shè)定的模擬期間量的模擬，(c)將所述模擬結(jié)果確定為僅預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃確定期間量的配合計(jì)劃，(d)將剛剛確定之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間，
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以已經(jīng)確定的配合計(jì)劃作為前提條件，重復(fù)執(zhí)行用于確定新的計(jì)劃確定期間量的 配合計(jì)劃的所述(a) (d)的一系列處理，直到確定了計(jì)劃生成期間量的配合計(jì)劃為止，由 此生成計(jì)劃生成期間量的配合計(jì)劃。(4)根據(jù)(1)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，計(jì) 劃全部或一部分配合原材料與作為目標(biāo)而給定的配合比例接近的配合。(5)根據(jù)(1)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，計(jì) 劃前一天的配合比例與次日的配合比例背離不大的配合。(6)根據(jù)(1)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，計(jì) 劃在前一天所使用的配合原材料在次日仍有庫(kù)存的情況下使用該配合原材料的配合。(7)根據(jù)⑴所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，能 夠事先指定配合計(jì)劃的一部分。(8)根據(jù)(1)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，包含線性化單元，在表達(dá)所述混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型中包含非線性算式的情況 下，導(dǎo)入線性算式以取代所述非線性算式，使數(shù)學(xué)模型定型化；以及判定單元，對(duì)使用了由所述線性化單元進(jìn)行了定型化的數(shù)學(xué)模型的所述最佳化計(jì) 算單元的求解結(jié)果是否滿足包含所述非線性算式的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行判斷。(9)根據(jù)(8)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，當(dāng)所述混合后的特性制約具 有下限值的情況下，所述線性算式作為達(dá)到所述非線性算式的下限的算式；當(dāng)所述混合后的特性制約具有上限值的情況下，所述線性算式作為達(dá)到所述非線 性算式的上限的算式。(10)根據(jù)(8)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，所述線性化單元在導(dǎo)入所 述線性算式以取代所述非線性算式從而使數(shù)學(xué)模型定型化時(shí)，在所述混合后的特性制約具 有下限值的情況下，設(shè)定比該下限值更小的臨時(shí)下限值，在所述混合后的特性制約具有上 限值的情況下，設(shè)定比該上限值更大的臨時(shí)上限值。(11)根據(jù)(10)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，當(dāng)使用了由所述線性化單 元進(jìn)行了定型化之后的數(shù)學(xué)模型的所述最佳化計(jì)算單元的求解結(jié)果不滿足包含所述非線 性算式的數(shù)學(xué)模型的情況下，稍微增大所述臨時(shí)下限值，或者稍微減小所述臨時(shí)上限值，利 用所述最佳化計(jì)算單元重復(fù)進(jìn)行求解。(12)根據(jù)(1)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入配 合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息以及利用船舶時(shí)的運(yùn)輸費(fèi)用信息作為所述費(fèi)用信息；所述最佳化計(jì)算單元使用所述模型構(gòu)建單元所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于配合原 材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用而構(gòu)建的目的函數(shù)進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算出對(duì)所述模擬器的指
7J\ ο(13)根據(jù)(12)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，包含提取單元，該提取單 元從所述船舶調(diào)度計(jì)劃的規(guī)定項(xiàng)目之中提取已經(jīng)固定化的項(xiàng)目。(14)根據(jù)(13)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，所述船舶調(diào)度計(jì)劃的規(guī)定 項(xiàng)目是裝貨港、裝貨品牌、裝貨量、卸貨港、卸貨品牌、卸貨量。(15)根據(jù)(13)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，由所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入 的運(yùn)輸費(fèi)用信息中包含不同船舶、不同裝貨港、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)信息和不同品牌、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)信息；對(duì)應(yīng)于由所述提取單元提取的已經(jīng)固定化的項(xiàng)目，決定在所述最佳化計(jì)算單元中 是使用所述不同船舶、不同裝貨港、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)還是使用所述不同品牌、不同卸貨港 的運(yùn)費(fèi)。(16)根據(jù)(12)所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在所述最佳化計(jì)算單元 中，除了根據(jù)關(guān)于所述配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用而構(gòu)建的目的函數(shù)之外、還根據(jù) 以與預(yù)先生成的作為基準(zhǔn)的配合計(jì)劃相差不太遠(yuǎn)的方式而構(gòu)建的目的函數(shù)，進(jìn)行最佳化計(jì)
笪弁。(17) 一種配合計(jì)劃生成方法，用于生成將多種配合原材料混合的配合計(jì)劃，其特 征在于，包含調(diào)入步驟，調(diào)入包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料 的特性、費(fèi)用信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)；模型構(gòu)建步驟，根據(jù)所述已經(jīng)調(diào)入的數(shù)據(jù)，以從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù)先設(shè)定 的最佳化期間量為對(duì)象，構(gòu)建用于表示配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及用于表示 混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型；計(jì)算步驟，使用所述構(gòu)建而成的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于費(fèi)用而構(gòu)建的目的函數(shù)進(jìn)行 最佳化計(jì)算，計(jì)算對(duì)用于計(jì)算配合原材料的供求狀態(tài)及混合后的特性的模擬器的指示。(18) 一種程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于生成將多種配合原材料混合的配合計(jì)劃的處 理，其特征在于，該程序使計(jì)算機(jī)發(fā)揮以下單元的功能模擬器，對(duì)配合原材料的供求狀態(tài)和混合后的特性進(jìn)行計(jì)算；數(shù)據(jù)調(diào)入單元，調(diào)入包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原 材料的特性、費(fèi)用信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)；模型構(gòu)建單元，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入的數(shù)據(jù)，以從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起 的預(yù)先設(shè)定的最佳化期間量為對(duì)象，構(gòu)建用于表示配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型 及用于表示混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型；以及最佳化計(jì)算單元，使用由所述模型構(gòu)建單元構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于費(fèi)用而構(gòu) 建的目的函數(shù)進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算對(duì)所述模擬器的指示。(19) 一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，其特征在于，記錄有權(quán)利要求18所述的程序。根據(jù)本發(fā)明，在生成將多種配合原材料混合起來(lái)的配合計(jì)劃時(shí)，使用數(shù)理規(guī)劃方 法，構(gòu)建出用于表示配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及用于表示混合后的特性制 約的數(shù)學(xué)模型，并使模擬器與最佳化計(jì)算部聯(lián)動(dòng)，由此能夠生成既不會(huì)用盡庫(kù)存、又滿足特 性、并且使費(fèi)用達(dá)到最小化的涵蓋數(shù)日的配合計(jì)劃。進(jìn)而，在使用數(shù)理規(guī)劃方法生成配合計(jì) 劃時(shí)，當(dāng)表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型包含非線性算式的情況下，也能夠生成配合計(jì) 劃。


圖1是表示包含配合計(jì)劃生成裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。圖2是表示配合計(jì)劃生成裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示與第1實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
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圖4是表示使用與第1實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方 法的各步驟的流程圖。圖5是用于說(shuō)明第1實(shí)施方式的配合計(jì)劃生成的概要的圖。圖6是用于說(shuō)明各品牌的庫(kù)存量大于等于安全庫(kù)存量這一制約的圖。圖7是用于說(shuō)明第1實(shí)施方式中的配合計(jì)劃生成的次序的圖。圖8是表示與第2實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖9是表示使用與第2實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方 法的各步驟的流程圖。圖10是用于說(shuō)明第2實(shí)施方式的配合計(jì)劃生成的概要的圖。圖11是表示取代非線性算式而導(dǎo)入了線性算式之后的處理的流程圖。圖12是表示按旬生成配合計(jì)劃的實(shí)例的圖。圖13是表示應(yīng)用本發(fā)明之前的實(shí)際成績(jī)和應(yīng)用了本發(fā)明之后利用配合計(jì)劃生成 裝置生成的計(jì)劃的圖。圖14是表示與第3實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。圖15是表示使用與第3實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置執(zhí)行的配合計(jì)劃生成 方法的各步驟的流程圖。圖16是表示船舶調(diào)度計(jì)劃的實(shí)例的圖。圖17是表示船舶一覽表的實(shí)例的圖。圖18是表示在利用船舶時(shí)運(yùn)輸費(fèi)用信息中包含的不同船舶、不同裝貨港、不同卸 貨港運(yùn)費(fèi)的表的實(shí)例的圖。圖19是表示用于設(shè)定所使用的運(yùn)費(fèi)的表的實(shí)例的圖。圖20是表示取代非線性算式而導(dǎo)入了線性算式之后的處理的流程圖。圖21是表示可以作為本發(fā)明的配合計(jì)劃生成裝置而發(fā)揮功能的計(jì)算機(jī)裝置的硬 件結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)

可以應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式。<第1實(shí)施方式>圖1是表示包含與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖。 如圖1所示，配合計(jì)劃生成裝置100在生成配合計(jì)劃時(shí)，由操作員設(shè)定、或者從生產(chǎn)過(guò)程計(jì) 算機(jī)(工藝電腦)105或業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)(業(yè)務(wù)電腦)106調(diào)入為了擬定配合計(jì)劃所必需的計(jì)劃 生成期間、包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性(性質(zhì) (包含品質(zhì))、狀態(tài)等)、費(fèi)用信息(配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息等)在內(nèi)的制約條件、前提 條件的數(shù)據(jù)。例如，也可以事先指定配合計(jì)劃的一部分。配合計(jì)劃生成裝置100是通過(guò)執(zhí)行模擬而生成將多種(多個(gè)品牌)的配合原材料 混合起來(lái)的混合計(jì)劃的裝置，其以滿足配合原材料的供求平衡制約、混合后的特性制約的 方式生成配合計(jì)劃。在配合計(jì)劃生成裝置100中，使用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī) 劃法)、QP ( 二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃方法，構(gòu)建用于表達(dá)配合原材料的供求平衡制約的數(shù) 學(xué)模型(也稱為“供求平衡模型”)及用于表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型(也稱為“特性模型”)，以圖實(shí)現(xiàn)配合計(jì)劃的最佳化；其詳情將在后面進(jìn)行敘述。顯示部103顯示出由配合計(jì)劃生成裝置100求得的各品牌的使用量(配合比例)、 進(jìn)貨量、庫(kù)存變化圖表、各種帳票。操作員通過(guò)操作員評(píng)價(jià)部104對(duì)所求得的配合計(jì)劃從各個(gè)方面(例如庫(kù)存變化、 特性等)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果不是令人滿意的結(jié)果，就根據(jù)需要對(duì)配合比例等進(jìn)行修正。此時(shí)， 根據(jù)需要改變目的函數(shù)的權(quán)重或評(píng)價(jià)指標(biāo)，或者改變構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的對(duì)象期間、計(jì)劃確定 期間。另外，采用了可以反映操作員的意愿的方式，例如將全部處理的使用量固定下來(lái)，或 僅將所指定的處理的使用量固定下來(lái)。繼而，由配合計(jì)劃生成裝置100再次重新生成配合 計(jì)劃。圖2是表示與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置100的基本結(jié)構(gòu)的框圖。如圖 2所示，配合計(jì)劃生成裝置100包含模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202)、模型構(gòu) 建部(供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)、發(fā)揮最佳化計(jì)算單元功能的計(jì)劃部 205而構(gòu)成，并且還具有輸入輸出部。庫(kù)存變化模擬器201是用于計(jì)算各配合原材料的供求狀態(tài)(庫(kù)存變化)的模擬 器。特性模擬器202是用于計(jì)算配合原材料混合之后的特性的模擬器。庫(kù)存變化模擬器 201、特性模擬器202彼此聯(lián)動(dòng)，計(jì)算出配合原材料的庫(kù)存變化、混合后的特性。在本實(shí)施方式中，基于為了擬定配合計(jì)劃所必需的計(jì)劃生成期間、配合原材料的 進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性、費(fèi)用信息等輸入數(shù)據(jù)206，以從配 合計(jì)劃的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù)先設(shè)定的最佳化期間量為對(duì)象，基于預(yù)先設(shè)定的時(shí)間精 度，使用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、QP ( 二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃方法等， 由供求平衡模型構(gòu)建部203構(gòu)建用于供求平衡制約(庫(kù)存制約)的數(shù)學(xué)模型，由特性模型 構(gòu)建部204構(gòu)建用于表達(dá)特性制約的數(shù)學(xué)模型。使用由供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，由計(jì)劃部 205進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算出針對(duì)庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202的計(jì)算指示，以便生 成既不會(huì)用盡庫(kù)存、又滿足特性、并且使費(fèi)用達(dá)到最小化的配合計(jì)劃。接收到該計(jì)算指示 后，庫(kù)存變化模擬器201對(duì)庫(kù)存變化進(jìn)行模擬，特性模擬器202對(duì)特性進(jìn)行模擬。根據(jù)與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置，不是像過(guò)去那樣基于預(yù)先決定的規(guī) 則發(fā)出計(jì)算指示，而是將基于計(jì)劃部205進(jìn)行最佳化計(jì)算的結(jié)果得到的計(jì)算指示輸出到庫(kù) 存變化模擬器201、特性模擬器202，因此，能夠可靠地發(fā)出與當(dāng)時(shí)的情況相對(duì)應(yīng)的最佳化 計(jì)算指示。另外，例如如圖7所示，在利用庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202對(duì)預(yù)先設(shè)定的 計(jì)劃確定時(shí)段進(jìn)行模擬結(jié)束后，基于計(jì)劃確定時(shí)段的最終狀態(tài)下的庫(kù)存變化、特性信息，由 供求平衡模型構(gòu)建部203構(gòu)建出表達(dá)庫(kù)存制約的數(shù)學(xué)模型，由特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建出 表達(dá)特性制約的數(shù)學(xué)模型，提供給計(jì)劃部205。一旦獲得了該庫(kù)存變化、特性信息，計(jì)劃部 205就執(zhí)行最佳化計(jì)算。如上所述，通過(guò)模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202)和模型構(gòu)建部(供 求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)及計(jì)劃部205聯(lián)動(dòng)執(zhí)行詳細(xì)模擬，能夠生成最 佳化配合計(jì)劃。即，在本實(shí)施方式中執(zhí)行的模擬不是像過(guò)去那樣基于預(yù)定規(guī)則進(jìn)行模擬，而 是基于最佳化計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行模擬，因此，只要執(zhí)行1次模擬，就能夠可靠地獲得理論上的
10最優(yōu)解。由此，無(wú)需像過(guò)去那樣多次重復(fù)執(zhí)行模擬和模擬結(jié)果的評(píng)價(jià)，能夠快速并高精度地 生成模擬結(jié)果207。因此，即使需要生成配合計(jì)劃的對(duì)象規(guī)模很大，也能夠在可實(shí)用的時(shí)間 內(nèi)完成。另外，一旦計(jì)劃生成期間延長(zhǎng)，考慮期間就會(huì)延長(zhǎng)，現(xiàn)有方法中存在著因問(wèn)題規(guī)模 增大而導(dǎo)致不可求解的問(wèn)題；而利用本發(fā)明的方法，將計(jì)劃生成期間劃分為最佳化期間，由 此能夠縮小問(wèn)題規(guī)模，因此，即使計(jì)劃生成期間延長(zhǎng)，也可以解決問(wèn)題。將按照上述方式得 到的模擬結(jié)果207作為配合計(jì)劃輸出。另外，即使在由供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建的模型的規(guī)模 非常大的情況下、或者制約條件非常多的復(fù)雜情況下，采用從庫(kù)存變化模擬器201、特性模 擬器202所記載的供求平衡制約、特性制約之中僅提取對(duì)生成配合計(jì)劃影響大的重要部分 輸入到供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204的方式，就能夠使供求平衡模型構(gòu)建 部203、特性模型構(gòu)建部204的數(shù)學(xué)模型的規(guī)模限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，在可實(shí)用的時(shí)間內(nèi)完 成最佳化計(jì)算。庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202能夠記載所有的應(yīng)加以考慮的供求平 衡制約、特性制約，因此，通過(guò)執(zhí)行1次模擬而生成的配合計(jì)劃可以保證是現(xiàn)實(shí)可行的。如上所述，在本實(shí)施方式中采用了使模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器 202)和模型構(gòu)建部(供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)及計(jì)劃部205聯(lián)動(dòng)生 成配合計(jì)劃的方式，因此，(1)無(wú)需重復(fù)執(zhí)行模擬就能夠生成配合計(jì)劃；(2)通過(guò)采用僅將 對(duì)配合計(jì)劃的生成影響較大的重要部分調(diào)入計(jì)劃部205的方式，能夠縮短計(jì)算時(shí)間；同時(shí)， ⑶可以解決大規(guī)模問(wèn)題。下面，參照?qǐng)D3 圖7更詳細(xì)地說(shuō)明與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置100 的結(jié)構(gòu)及使用該裝置100執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方法的各步驟。圖3是針對(duì)使用圖2所說(shuō)明 的配合計(jì)劃生成裝置100的基本結(jié)構(gòu)，表示出配合計(jì)劃生成裝置100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。另 外，圖4是表示使用該裝置100執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方法的各步驟的流程圖。圖5中示出了與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置的一個(gè)實(shí)施對(duì)象即原材料 配合的概要圖。使用圖5說(shuō)明用于生成對(duì)配合原材料進(jìn)行混合、使混合后的原材料滿足所 要求的特性的配合計(jì)劃的情形。不過(guò)，這僅是一個(gè)實(shí)施例，與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生 成裝置在生成將多種配合原材料進(jìn)行混合后滿足所要求的特性并且費(fèi)用最小化的配合計(jì) 劃時(shí)都可以使用，而且特別有效。與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置必須滿足供求平衡制約。這意味著，各品 牌的配合原材料的日常使用量的合計(jì)必須小于進(jìn)貨量和初始庫(kù)存量之和。另外，在混合后 的原材料中，各種特性必須處于預(yù)先設(shè)定的閾值范圍內(nèi)。進(jìn)而，在配合計(jì)劃中，首先第一位 的是以配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用達(dá)到最小化為目的。(1)輸入數(shù)據(jù)的調(diào)入(圖3的輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部301、圖4的步驟S401)在線讀入本處理必需的信息(配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、 配合原材料的特性、費(fèi)用信息等)，由操作員根據(jù)需要加以修正。以上說(shuō)明的輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部301及步驟S401是本發(fā)明中所謂的數(shù)據(jù)調(diào)入單元及 其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。(2)配合計(jì)劃生成期間的設(shè)定(圖3的計(jì)劃生成期間設(shè)定部302、圖4的步驟S402)設(shè)定需要生成配合計(jì)劃的期間。假設(shè)該生成期間可以根據(jù)計(jì)劃制定者的需要而設(shè)定為任意期間。這里，作為一個(gè)實(shí)例，生成10天量的計(jì)劃。(3)配合計(jì)劃生成時(shí)間精度的設(shè)定(圖3的時(shí)間精度設(shè)定部303、圖4的步驟S403)設(shè)定生成配合計(jì)劃的時(shí)間精度以及模擬精度。假設(shè)該時(shí)間精度以及模擬精度可以 根據(jù)計(jì)劃制定者的需要而分別單獨(dú)設(shè)定為任意精度。例如，在需要細(xì)微的計(jì)劃精度的計(jì)劃 生成期間的前半部分，使精度細(xì)化，而在粗略計(jì)劃即可滿足需要的計(jì)劃生成期間的后半部 分，采用粗略精度，由此可以在短時(shí)間內(nèi)高效地生成具有足夠精度的計(jì)劃。(4)最佳化期間的設(shè)定(圖3的最佳化期間設(shè)定部304、圖4的步驟S404)設(shè)定生成配合計(jì)劃的最佳化期間。假設(shè)該最佳化期間可以根據(jù)計(jì)劃制定者的需要 而分別單獨(dú)設(shè)定為任意的對(duì)象期間。這里，作為一個(gè)實(shí)例，假設(shè)在計(jì)劃生成期間內(nèi)，最佳化 期間為3天。(5)計(jì)劃確定期間的設(shè)定(圖3的計(jì)劃確定期間設(shè)定部305、圖4的步驟S405)設(shè)定用于確定配合計(jì)劃的計(jì)劃確定期間。假設(shè)該計(jì)劃確定期間可以根據(jù)計(jì)劃制定 者的需要而分別單獨(dú)設(shè)定為任意的期間。例如，在需要細(xì)微的計(jì)劃精度的計(jì)劃生成期間的 前半部分，縮短計(jì)劃確定期間，而在粗略計(jì)劃即可滿足需要的計(jì)劃生成期間的后半部分，則 延長(zhǎng)計(jì)劃確定期間，由此可以在短時(shí)間內(nèi)高效地生成具有足夠精度的計(jì)劃。這里，作為一個(gè) 實(shí)例，將計(jì)劃確定期間設(shè)定為1天。在這種情況下，針對(duì)基于數(shù)學(xué)模型的解進(jìn)行模擬的結(jié)果 得到的配合計(jì)劃，在計(jì)劃生成期間內(nèi)確定最初的1天的量。(6)將配合計(jì)劃的供求平衡制約定型為數(shù)學(xué)模型(圖3的供求平衡模型構(gòu)建部 306 (相當(dāng)于圖2的供求平衡模型構(gòu)建部203)、圖4的步驟S406)基于由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部301調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以設(shè)定為所設(shè)定的最佳化 期間量的時(shí)間精度，將供求平衡制約定型為數(shù)學(xué)模型。按照下述(式1)所示的方式定義表 達(dá)各品牌的使用量的變量。按照下述(式2)所示的方式定義表達(dá)品牌的庫(kù)存量的變量。[算式1]算式1Xi,d 品牌i、d日的使用量……(式1)[算式2]算式2Siid 品牌i、d日的庫(kù)存量……(式2)基于供求信息構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型、即供求平衡制約模型如下所示。各品牌的庫(kù)存量 要求大于等于被稱為安全庫(kù)存量的數(shù)值(參照?qǐng)D6)。這種情況下的制約表達(dá)為下述(式 3)。[算式3]算式3Sijd ^ SafeStockiid =SafeStockiid是品牌i、d日的安全庫(kù)存量(常數(shù))……(式 3)另外，各品牌的庫(kù)存量由前一天的庫(kù)存量、前一天的進(jìn)貨量、前一天的使用量決 定。表達(dá)這種情況下的關(guān)系的制約式表達(dá)為下述(式4)。[算式4]算式4
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Si, d = Si,時(shí)+yi, H-Xi^ :yi,d是品牌i、d日的進(jìn)貨量(常數(shù))……(式4)另外，各品牌的使用量在某一天的合計(jì)必須與預(yù)定的使用量一致。表達(dá)這種情況 下的關(guān)系的制約式表達(dá)為下述(式5)。[算式5]算式5=…Ud是d日的使用量(常數(shù))……(式5)另外，要求操作員考慮與各種原材料的購(gòu)買(mǎi)相關(guān)的因素等設(shè)定目標(biāo)配合比例，生 成配合比例與下列給定的目標(biāo)配合比例接近的配合計(jì)劃。即，一旦配合比例大幅度偏離了 操作員設(shè)想的配合比例，就有可能導(dǎo)致購(gòu)買(mǎi)量不足、購(gòu)買(mǎi)量超出，或者導(dǎo)致操作設(shè)備不合理 的開(kāi)工；因此，必須輸出與給定的目標(biāo)配合比例接近的配合比例。以下示出了用于實(shí)現(xiàn)上述 功能的制約。[算式6]算式6
Xi, ,-XTargetij d ( OverUij d......(式 6)XTargeti,d是品牌i、d日的目標(biāo)使用量(常數(shù))OverUiid是品牌i、d日超出目標(biāo)使用量的溢出量[算式7]算式7Xi, ,+Targetij d 彡 CoverUij d......(式 7)XTargeti,d是品牌i、d日的目標(biāo)使用量(常數(shù))C0VerUiid是品牌i、d日低于目標(biāo)使用量的不足量進(jìn)而，一旦前一天的配合比例和次日的配合比例大幅度偏離，就會(huì)給開(kāi)工帶來(lái)困 難。即，會(huì)因?yàn)榘才攀褂闷渌牧隙鴮?dǎo)致時(shí)間增加或設(shè)備故障。因此，必須生成前一天的 配合比例和次日的配合比例沒(méi)有大幅度偏離的配合計(jì)劃。以下示出了用于實(shí)現(xiàn)上述功能的 制約。[算式8]算式8Xiid-Xi, ^ Diffi,,Xi, ^1-Xi, d ^ Diffi,,……(式 8)Diff“是品牌i、d日的使用量與品牌i、d_l日的使用量之差此外，如果前一天配合后仍有庫(kù)存、但次日不進(jìn)行配合，有少量剩余庫(kù)存的品牌就 會(huì)增多，會(huì)給開(kāi)工帶來(lái)困難。因此，在前一天配合后次日仍有庫(kù)存的情況下，就要求生成次 日也進(jìn)行配合的配合計(jì)劃。以下示出了用于實(shí)現(xiàn)上述功能的制約。[算式9]算式9χ δ ijd+(2-x δ w-fs 5ijd)彡 1……(式 9)χ δ “是當(dāng)品牌i、d日的使用量為0的情況下是0、除此以外則是1的變量s δ “是當(dāng)品牌i、d日的庫(kù)存量為0的情況下是0、除此以外則是1的變量
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此外，上述供求平衡制約只是一個(gè)實(shí)例，也可以代之以其他制約，或者增加其他制約。(7)將配合計(jì)劃的特性制約定型為數(shù)學(xué)模型(圖3的特性模型構(gòu)建部307 (相當(dāng)于 圖2的特性模型構(gòu)建部204)、圖4的步驟S407)基于由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部301調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以設(shè)定為所設(shè)定的最佳化 期間量的時(shí)間精度，將特性制約定型為數(shù)學(xué)模型。以下示出了基于特性信息構(gòu)建而成的特性制約模型。這里，考慮U成分的特性 fu(Xi,d)可以通過(guò)下述(式10)計(jì)算出來(lái)的情形。[算式10]算式10
r V/ ( )=Σ( Χ^~) + Σ(ν ’,Χ -j^-)……(式 10)
‘ V"d 1 Σ
ν ι JWu, i是品牌i中所含的u成分的特性Vu, i是與品牌i的配合比例的二次項(xiàng)成正比地影響u特性的系數(shù)在上述(式10)中，特性是由配合比例和配合比例的二次項(xiàng)形成的。不過(guò)，通常情 況下這里的二次項(xiàng)對(duì)特性施加的影響非常微小，因此在最佳化過(guò)程中的定型化中，利用省 略掉二次項(xiàng)的下述(式11)來(lái)考察特性。[算式11]算式11{X' d) 二 Σ^'……(式 11)混合后的原材料的特性必須滿足所要求的特性制約。這種情況下的制約式表達(dá)為 下述(式12)。[算式12]算式12
LwWu,d是d日的U成分的特性下限值(常數(shù))UpWu,d是d日的u成分的特性上限值(常數(shù))此外，上述特性制約只是一個(gè)實(shí)例，也可以代之以其他制約，或者增加其他制約。以上說(shuō)明的供求平衡模型構(gòu)建部306 (供求平衡模型構(gòu)建部203)和步驟S406、以 及特性模型構(gòu)建部307(特性模型構(gòu)建部204)和步驟S407是本發(fā)明中所謂的模型構(gòu)建單 元及其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。(8)基于目的函數(shù)對(duì)配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最佳化(圖3的配合計(jì)劃求解部 309 (相當(dāng)于圖2的計(jì)劃部205)、圖4的步驟S409)將上述構(gòu)建的由線性和整數(shù)制約式構(gòu)成的供求平衡模型、特性模型合并作為配合q
計(jì)劃數(shù)學(xué)模型，基于預(yù)先設(shè)定的目的函數(shù)，利用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、 QP(二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃方法，將問(wèn)題作為最佳化問(wèn)題求解，由此計(jì)算出最佳化的使用
量、進(jìn)貨量。這里，以使用線性式的情形為例說(shuō)明目的函數(shù)。在本實(shí)施方式中，將以費(fèi)用最小化 為目的的目的函數(shù)J的一個(gè)實(shí)例表示為(式13)。[算式13]算式13目的函數(shù)Ζ Vi是品牌i的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用(常數(shù))另外，在必須生成配合比例接近給定的目標(biāo)配合比例的配合計(jì)劃、進(jìn)而必須生成 前一天的配合比例和次日的配合比例沒(méi)有大幅度偏離的配合計(jì)劃的情況下，目的函數(shù)成為 下述的(式14)。[算式14]算式14目的函數(shù)2 ……(式14)利用混合整數(shù)規(guī)劃法對(duì)上述定型化的式(數(shù)學(xué)模型)求解，由此能夠得到將供求 平衡模型、特性模型合并而成的配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解。以上說(shuō)明的配合計(jì)劃求解部309(計(jì)劃部205)和步驟S409是本發(fā)明中所謂的最 佳化計(jì)算單元及其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。(9)基于求得的解模擬庫(kù)存變化(圖3的庫(kù)存變化模擬器311 (相當(dāng)于圖2的庫(kù)存 變化模擬器201)、圖4的步驟S412)基于對(duì)上述配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解及由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部301調(diào)入的全部或一 部分?jǐn)?shù)據(jù)，按照所設(shè)定的計(jì)劃確定期間量，以所設(shè)定的計(jì)劃生成精度對(duì)作為對(duì)象的全部或 一部分配合進(jìn)行模擬。在該模擬中，將無(wú)法編入配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型中的制約條件、開(kāi)工規(guī)則 等也編入其中進(jìn)行模擬，從而將作為配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解結(jié)果而輸出的解變更為可以 毫無(wú)問(wèn)題地使用到實(shí)際生產(chǎn)中的配合計(jì)劃。由此可以生成滿足實(shí)際生產(chǎn)所要求的時(shí)間精度 以及實(shí)際生產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。另外，將在配合比例發(fā)生了變化的情況下設(shè)備的安排所花費(fèi)的安排時(shí)間等作為數(shù) 學(xué)模型難以處理的制約的一個(gè)實(shí)例調(diào)入到模擬中，通過(guò)準(zhǔn)確的模擬，就可以生成滿足實(shí)際 生產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。(10)基于求得的解模擬特性(圖3的特性模擬器312 (相當(dāng)于圖2的特性模擬器 202)、圖4的步驟S413)基于對(duì)上述配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解及由庫(kù)存變化模擬器311模擬出來(lái)的庫(kù)存 變化和由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部301調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，按照所設(shè)定的計(jì)劃確定期間量， 以所設(shè)定的計(jì)劃生成精度對(duì)作為對(duì)象的全部或一部分配合進(jìn)行特性模擬，得到配合原材料 在混合后的特性結(jié)果。在該模擬中，將無(wú)法編入配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型中的制約條件、開(kāi)工規(guī)則等也編入其中進(jìn)行模擬，從而將作為配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解結(jié)果而輸出的解變更為可以毫無(wú)問(wèn)題地 使用到實(shí)際生產(chǎn)中的配合計(jì)劃。例如，在最佳化過(guò)程中的計(jì)算中，假定配合比例的二次項(xiàng) 對(duì)品質(zhì)、特性的影響微小而將其忽略了，但在模擬過(guò)程中，將二次項(xiàng)也加以考慮，利用上述 (式10)計(jì)算品質(zhì)、特性。由此可以生成滿足實(shí)際生產(chǎn)所要求的時(shí)間精度以及實(shí)際生產(chǎn)所要 求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。以上說(shuō)明的庫(kù)存變化模擬器311 (庫(kù)存變化模擬器201)和步驟S412以及特性模 擬器312 (特性模擬器202)和步驟S413是本發(fā)明中所謂的模擬器及其執(zhí)行的處理的實(shí)例。(11)配合計(jì)劃的確定(圖3的確定部313、圖4的步驟S414)在利用上述庫(kù)存變化模擬、特性模擬得出的配合計(jì)劃之中確定所設(shè)定的計(jì)劃確定 期間量。如圖7所示，在本實(shí)施方式中將計(jì)劃確定期間設(shè)定為1天，因此，確定所生成的配 合計(jì)劃的最初的1天的計(jì)劃。對(duì)于所生成的配合計(jì)劃之中未進(jìn)入上述計(jì)劃確定期間內(nèi)的部 分，其計(jì)劃不作確定而廢棄。(12)判斷計(jì)劃生成期間或計(jì)劃確定期間內(nèi)的計(jì)劃是否已被確定(圖3的判定部 314、圖4的步驟S415)判斷到該時(shí)刻為止已經(jīng)確定的計(jì)劃確定期間是否以及確定了預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃生 成期間量。在本實(shí)施方式中，計(jì)劃生成期間是10天，因此，在經(jīng)過(guò)第10次循環(huán)確定了計(jì)劃 的時(shí)刻，計(jì)劃確定期間量的計(jì)劃即告確定。因此，在經(jīng)過(guò)第10次循環(huán)計(jì)劃確定結(jié)束后的時(shí) 刻，生成第10天的配合計(jì)劃，結(jié)束處理。(13)籌劃開(kāi)始日期時(shí)間的更新(圖3的更新部315、圖4的步驟S416)在已經(jīng)確定的計(jì)劃確定期間尚未確定預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃生成期間量的情況下，將上 述配合計(jì)劃之中緊接在已經(jīng)確定的配合計(jì)劃期間之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日 期時(shí)間。在本實(shí)施方式中，如圖7所示，將在第1次循環(huán)中是當(dāng)初的第1天0點(diǎn)的籌劃開(kāi)始 日期時(shí)間更新為第2天0點(diǎn)，將在第2次循環(huán)中是當(dāng)初的第2天0點(diǎn)的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間 更新為第3天0點(diǎn)。(14)配合計(jì)劃的輸出(圖3的輸出部316、圖4的步驟S417)按照上述方式生成的配合計(jì)劃被輸出部316顯示到顯示部103的畫(huà)面上，或者作 為數(shù)據(jù)發(fā)送到未圖示的外部設(shè)備。以上說(shuō)明的輸出部316和步驟S417是本發(fā)明中所謂的輸出單元及其所執(zhí)行的處 理的實(shí)例。如上所述，相應(yīng)于當(dāng)前的庫(kù)存變化狀況，考慮供求平衡制約、特性制約，首先針對(duì) 規(guī)定的最佳化期間，按照計(jì)劃生成時(shí)間精度構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，基于目的函數(shù)對(duì)所構(gòu)建的配合 計(jì)劃數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，然后基于求得的解對(duì)庫(kù)存變化、混合后的特性進(jìn)行模擬，根據(jù)模擬 結(jié)果求得配合計(jì)劃，然后在所求得的配合計(jì)劃之中確定所設(shè)定的計(jì)劃確定時(shí)段，將緊接在 計(jì)劃確定期間之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間，由此確定新的計(jì)劃對(duì)象期間 量的配合計(jì)劃；按順序?qū)@一系列處理重復(fù)執(zhí)行預(yù)定次數(shù)，就能夠生成所期望的計(jì)劃生成 期間內(nèi)的配合計(jì)劃。由此，能夠高速而且詳細(xì)地實(shí)現(xiàn)需要任意時(shí)間精度的配合計(jì)劃的最佳 化，而且能夠直接應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。<第2實(shí)施方式>然而，用于表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型有時(shí)候包含非線性算式。在這種情
16況下，使用線性規(guī)劃法或混合整數(shù)規(guī)劃法無(wú)法求解，無(wú)法生成配合計(jì)劃。在第2實(shí)施方式中 說(shuō)明即使在用于表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型包含非線性算式的情況下仍然能夠生 成配合計(jì)劃的實(shí)例。包含與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實(shí)例和配合計(jì)劃生成 裝置100的基本結(jié)構(gòu)與圖1、圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，這里也參照?qǐng)D1、圖2進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，配合計(jì)劃生成裝置100在生成配合計(jì)劃時(shí)，由操作員設(shè)定、或者從工 藝電腦105或業(yè)務(wù)電腦106調(diào)入為了擬定配合計(jì)劃所必需的計(jì)劃生成期間、包含配合原材 料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性(性質(zhì)(包含品質(zhì))、狀態(tài)等)、 費(fèi)用信息(配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息等)在內(nèi)的制約條件、前提條件的數(shù)據(jù)。配合計(jì)劃生成裝置100是通過(guò)執(zhí)行模擬而生成將多種的配合原材料混合起來(lái)的 混合計(jì)劃的裝置，其以滿足配合原材料的供求平衡制約、混合后的特性制約的方式求得各 品牌的使用量(配合比例)作為配合計(jì)劃。在配合計(jì)劃生成裝置100中，使用LP(線性規(guī) 劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、QP ( 二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃方法，構(gòu)建用于表達(dá)配合原材 料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型(也稱為“供求平衡模型”)及用于表達(dá)混合后的特性制約的 數(shù)學(xué)模型(也稱為“特性模型”)，以圖實(shí)現(xiàn)配合計(jì)劃的最佳化；其詳情將在后面進(jìn)行敘述。顯示部103中顯示出由配合計(jì)劃生成部102求得的各品牌的使用量(比例)、庫(kù)存 變化圖表、各種帳票。通過(guò)操作員評(píng)價(jià)部104，操作員對(duì)所求得的配合計(jì)劃從各個(gè)方面(例如庫(kù)存變化、 特性等)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果不是令人滿意的結(jié)果，就根據(jù)需要對(duì)配合比例等進(jìn)行修正。此時(shí)， 根據(jù)需要改變目的函數(shù)的權(quán)重或評(píng)價(jià)指標(biāo)，或者改變構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的對(duì)象期間、計(jì)劃確定 期間。另外，采用了可以反映操作員的意愿的方式，例如將全部處理的使用量固定下來(lái)，或 僅將所指定的處理的使用量固定下來(lái)。繼而，由配合計(jì)劃生成裝置100再次重新生成配合 計(jì)劃。如圖2所示，配合計(jì)劃生成裝置100包含模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬 器202)、模型構(gòu)建部(供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)、發(fā)揮最佳化計(jì)算單 元功能的計(jì)劃部205而構(gòu)成，并進(jìn)一步帶有輸入輸出部。庫(kù)存變化模擬器201是用于計(jì)算各配合原材料的供求狀態(tài)(庫(kù)存變化)的模擬 器。特性模擬器202是用于計(jì)算配合原材料混合之后的特性的模擬器。庫(kù)存變化模擬器 201、特性模擬器202彼此聯(lián)動(dòng)，計(jì)算出配合原材料的庫(kù)存變化、混合后的特性。在本實(shí)施方式中，基于為了擬定配合計(jì)劃所必需的計(jì)劃生成期間、配合原材料的 進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性(性質(zhì)(包含品質(zhì))、狀態(tài)等)、費(fèi)用 信息等輸入數(shù)據(jù)206，以自配合計(jì)劃的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù)先設(shè)定的最佳化期間為對(duì) 象，基于預(yù)先設(shè)定的時(shí)間精度，使用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、QP ( 二次規(guī) 劃法)等數(shù)理規(guī)劃方法等，利用供求平衡模型構(gòu)建部203構(gòu)建用于供求平衡制約(庫(kù)存制 約)的數(shù)學(xué)模型，利用特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建用于表達(dá)特性制約的數(shù)學(xué)模型。使用由供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，由計(jì)劃部 205進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算出針對(duì)庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202的計(jì)算指示，以便生 成既不會(huì)用盡庫(kù)存、又滿足特性、并且使費(fèi)用達(dá)到最小化的配合計(jì)劃。接收到該計(jì)算指示 后，庫(kù)存變化模擬器201對(duì)庫(kù)存變化進(jìn)行模擬，特性模擬器202對(duì)特性進(jìn)行模擬。
根據(jù)與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置，不是像過(guò)去那樣基于預(yù)先決定的規(guī) 則發(fā)出計(jì)算指示，而是將基于計(jì)劃部205進(jìn)行最佳化計(jì)算的結(jié)果得到的計(jì)算指示輸出到庫(kù) 存變化模擬器201、特性模擬器202，因此，能夠相應(yīng)于當(dāng)時(shí)的事態(tài)可靠地發(fā)出最佳化計(jì)算 指示。另外，例如如圖7所示，在利用庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202對(duì)預(yù)先設(shè)定的 計(jì)劃確定時(shí)段進(jìn)行模擬結(jié)束后，基于計(jì)劃確定時(shí)段的最終狀態(tài)下的庫(kù)存變化、特性信息，由 供求平衡模型構(gòu)建部203構(gòu)建出表達(dá)庫(kù)存制約的數(shù)學(xué)模型，由特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建出 表達(dá)特性制約的數(shù)學(xué)模型，提供給計(jì)劃部205。一旦獲得了該庫(kù)存變化、特性信息，計(jì)劃部 205就執(zhí)行最佳化計(jì)算。如上所述，通過(guò)模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202)和模型構(gòu)建部(供 求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)及計(jì)劃部205聯(lián)動(dòng)執(zhí)行詳細(xì)模擬，能夠生成最 佳化配合計(jì)劃。即，在本實(shí)施方式中執(zhí)行的模擬不是像過(guò)去那樣基于預(yù)定規(guī)則進(jìn)行模擬，而 是基于最佳化計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行模擬，因此，只要執(zhí)行1次模擬，就能夠可靠地獲得理論上的 最優(yōu)解。由此，無(wú)需像過(guò)去那樣多次重復(fù)執(zhí)行模擬和模擬結(jié)果的評(píng)價(jià)，能夠快速并高精度地 生成模擬結(jié)果207。因此，即使需要生成配合計(jì)劃的對(duì)象規(guī)模很大，也能夠在可實(shí)用的時(shí)間 內(nèi)完成。另外，一旦計(jì)劃生成期間延長(zhǎng)，考慮期間就會(huì)延長(zhǎng)，現(xiàn)有方法中存在著因問(wèn)題規(guī)模 增大而導(dǎo)致不可求解的問(wèn)題；而利用本發(fā)明的方法，將計(jì)劃生成期間劃分為最佳化期間，由 此能夠縮小問(wèn)題規(guī)模，因此，即使計(jì)劃生成期間延長(zhǎng)，也可以解決問(wèn)題。將按照上述方式得 到的模擬結(jié)果207作為配合計(jì)劃輸出。另外，即使在由供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建的模型的規(guī)模 非常大的情況下、或者制約條件非常多的復(fù)雜情況下，采用從庫(kù)存變化模擬器201、特性模 擬器202所記載的供求平衡制約、特性制約之中僅提取對(duì)生成配合計(jì)劃影響大的重要部分 輸入到供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204的方式，就能夠使供求平衡模型構(gòu)建 部203、特性模型構(gòu)建部204的數(shù)學(xué)模型的規(guī)模限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，在可實(shí)用的時(shí)間內(nèi)完 成最佳化計(jì)算。庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202能夠記載所有的應(yīng)加以考慮的供求平 衡制約、特性制約，因此，通過(guò)執(zhí)行1次模擬而生成的配合計(jì)劃可以保證是現(xiàn)實(shí)可行的。如上所述，在本實(shí)施方式中采用了使模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器 202)和模型構(gòu)建部(供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)及計(jì)劃部205聯(lián)動(dòng)生 成配合計(jì)劃的方式，因此，(1)無(wú)需重復(fù)執(zhí)行模擬就能夠生成配合計(jì)劃；(2)通過(guò)采用僅將 對(duì)配合計(jì)劃的生成影響較大的重要部分調(diào)入計(jì)劃部205的方式，能夠縮短計(jì)算時(shí)間；同時(shí) ⑶可以解決大規(guī)模問(wèn)題。下面，參照?qǐng)D8 圖13更詳細(xì)地說(shuō)明與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置100 的結(jié)構(gòu)及使用該裝置100執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方法的各步驟。圖8是針對(duì)使用圖2所說(shuō)明 的配合計(jì)劃生成裝置100的基本結(jié)構(gòu)，表示出配合計(jì)劃生成裝置100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。另 外，圖9是表示使用該裝置100執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方法的各步驟的流程圖。就配合計(jì)劃生成的概要而言，例如如圖10所示，既要在多個(gè)鋼鐵廠a b實(shí)現(xiàn)配 合原材料(品牌)的供求平衡(各品牌A N不出現(xiàn)庫(kù)存枯竭等)，同時(shí)又滿足所要求的特 性、并且使費(fèi)用達(dá)到最小化，按照這種方式?jīng)Q定各個(gè)鋼鐵廠a c的各品牌A N的使用量(調(diào)配比例(比率))作為配合計(jì)劃。(1)輸入數(shù)據(jù)的調(diào)入和初始值、條件設(shè)定(圖8的輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部801、圖9的步 驟 S901)在線讀入本處理必需的信息(配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、 配合原材料的特性、費(fèi)用信息等)，由操作員根據(jù)需要加以修正。以上說(shuō)明的輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部801及步驟S901是本發(fā)明中所謂的數(shù)據(jù)調(diào)入單元及 其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。(2)配合計(jì)劃生成期間的設(shè)定(圖8的計(jì)劃生成期間設(shè)定部802、圖9的步驟S902)設(shè)定需要生成配合計(jì)劃的期間。假設(shè)該生成期間可以根據(jù)方案制定者的需要而設(shè) 定為任意期間。這里，作為一個(gè)實(shí)例，生成10天內(nèi)的計(jì)劃。(3)配合計(jì)劃生成時(shí)間精度的設(shè)定(圖8的時(shí)間精度設(shè)定部803、圖9的步驟S903)設(shè)定生成配合計(jì)劃的時(shí)間精度以及模擬精度。假設(shè)該時(shí)間精度以及模擬精度可以 根據(jù)計(jì)劃制定者的需要而分別單獨(dú)設(shè)定為任意精度。例如，在需要細(xì)微的計(jì)劃精度的計(jì)劃 生成期間的前半部分，使精度細(xì)化，而在粗略計(jì)劃即可滿足需要的計(jì)劃生成期間的后半部 分，采用粗略精度，由此可以在短時(shí)間內(nèi)高效地生成具有足夠精度的計(jì)劃。(4)最佳化期間的設(shè)定(圖8的最佳化期間設(shè)定部804、圖9的步驟S904)設(shè)定生成配合計(jì)劃的最佳化期間。假設(shè)該最佳化期間可以根據(jù)計(jì)劃制定者的需要 而分別單獨(dú)設(shè)定為任意的對(duì)象期間。這里，作為一個(gè)實(shí)例，假設(shè)在計(jì)劃生成期間內(nèi)，最佳化 期間為3天。(5)計(jì)劃確定期間的設(shè)定(圖8的計(jì)劃確定期間設(shè)定部805、圖9的步驟S905)設(shè)定用于確定配合計(jì)劃的計(jì)劃確定期間。假設(shè)該計(jì)劃確定期間可以根據(jù)計(jì)劃制定 者的需要而分別單獨(dú)設(shè)定為任意的期間。例如，在需要細(xì)微的計(jì)劃精度的計(jì)劃生成期間的 前半部分，縮短計(jì)劃確定期間，而在粗略計(jì)劃即可滿足需要的計(jì)劃生成期間的后半部分，則 延長(zhǎng)計(jì)劃確定期間，由此可以在短時(shí)間內(nèi)高效地生成具有足夠精度的計(jì)劃。這里，作為一個(gè) 實(shí)例，將計(jì)劃確定期間設(shè)定為1天。在這種情況下，針對(duì)基于數(shù)學(xué)模型的解進(jìn)行模擬的結(jié)果 得到的配合計(jì)劃，在計(jì)劃生成期間內(nèi)確定最初的1天的量。(6)將配合計(jì)劃的供求平衡制約定型為數(shù)學(xué)模型(圖8的供求平衡模型構(gòu)建部 806 (相當(dāng)于圖2的供求平衡模型構(gòu)建部203)、圖9的步驟S906)基于由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部801調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以設(shè)定為所設(shè)定的最佳化 期間量的時(shí)間精度，將供求平衡制約定型為數(shù)學(xué)模型。在下述的(式15) (式17)中表 示供求平衡模型的一個(gè)實(shí)例。此外，各式中附加的“廠”字表示鋼鐵廠、“品牌”表示品牌，例 如，使用量廠、品牌指的是以鋼鐵廠、品牌為單位的使用量。Σ使用量(廠、品牌)=使用量合計(jì)(廠)……(式15)供給Min (品牌)彡Σ進(jìn)貨量(廠、品牌)彡供給Max (品牌)……(式16)Σ使用量(廠、品牌)=Σ進(jìn)貨量(廠、品牌)……(式17)此外，上述(式15) (式17)只是一個(gè)實(shí)例，也可以代之以其他供求平衡模型， 或者增加其他供求平衡模型。例如，有時(shí)候要求操作員考慮與各種配合原材料的購(gòu)買(mǎi)相關(guān) 的因素等設(shè)定目標(biāo)配合比例，生成配合比例與下列給定的目標(biāo)配合比例接近的配合計(jì)劃。 即，一旦配合比例大幅度偏離了操作員設(shè)想的配合比例，就有可能導(dǎo)致購(gòu)買(mǎi)量不足、購(gòu)買(mǎi)量
19超出，或者導(dǎo)致操作設(shè)備不合理的開(kāi)工。因此，也可以設(shè)定能夠輸出與給定的目標(biāo)配合比例 接近的配合比例的供求平衡模型。另外，一旦前一天的配合比例和次日的配合比例發(fā)生大幅度偏離，有時(shí)候會(huì)給開(kāi) 工帶來(lái)困難。即，會(huì)因?yàn)榘才攀褂闷渌呐浜显牧隙鴮?dǎo)致時(shí)間增加或設(shè)備故障。因此，也 可以設(shè)定前一天的配合比例和次日的配合比例沒(méi)有大幅度偏離的供求平衡模型。(7)將配合計(jì)劃的特性制約定型為數(shù)學(xué)模型(包含圖8的線性化部807a的特性模 型構(gòu)建部807 (相當(dāng)于圖2的特性模型構(gòu)建部204)、圖9的步驟S907)基于由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部801調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以設(shè)定為所設(shè)定的最佳化 期間量的時(shí)間精度，將特性制約定型為數(shù)學(xué)模型。例如，在生成煤的配合計(jì)劃的情況下，特 性包括CSR(焦炭熱反應(yīng)后強(qiáng)度)、DI (焦炭強(qiáng)度)、VM(揮發(fā)成分)、膨脹壓等，必須滿足要 求具有這些特性的特性制約。下述式(18)表示混合后的特性模型的一個(gè)實(shí)例。此外，(式 18)中示出的是具有下限值S的實(shí)例；其在具有上限值的情況下、以及具有上限值和下限值 兩者的情況下也成立。f(xA、xB、xc、...、xN)彡 S......(式 18)xA xN 配合原材料(品牌)A N的配合比例S:下限值(常數(shù))這里，對(duì)于很多特性來(lái)說(shuō)，特性模型中包含的算式f(xA、xB、xc、…、xN)大多如下述 (式19)所示那樣相對(duì)于配合比例呈線性關(guān)系。f(xA、xB、xc、...、xN)= WaXA的配合比例+WbXB的配合比例+"'+WnXN的配合比例…(式19)Wa Wn 以品牌為單位的品牌i中包含的該成分的特性不過(guò)，因特性的不同，表達(dá)該特性的算式f (xA、xB、xc、…、xN)有時(shí)候是非線性的。 在這種情況下，如下所述，利用線性化部807a導(dǎo)入線性算式f' (Xa、Xb、X。、…、xN)取代非 線性算式f (xA、xB、xc、…、％)，將數(shù)學(xué)模型定型化。下面對(duì)線性化部807a的處理進(jìn)行說(shuō)明。在表達(dá)某種特性的算式f (xA、xB、xc、…、 XN)是非線性的情況下，代之以導(dǎo)入線性算式f' (XA、XB、XC、···、％)。該線性算式f' (XA、 xB、xc、…、xN)當(dāng)做是非線性算式f(XA、XB、Xc、···、％)的下限，即下述(式20)的關(guān)系成立。 此外，(式20)沒(méi)有必要總是成立，只要在必要的范圍內(nèi)成立即可。f(xA、xB、xc、...、xN) ^ f ‘ (xA、xB、xc、...、xN)......(式 20)例如，作為線性算式f ‘ (xA、xB、xc、…、xN)，考慮下述(式21)所示的加權(quán)平均。 加權(quán)平均是根據(jù)非線性算式f(xA、xB、xe、…、XN)求取在100%使用單一品牌的情況下的特 性，乘以配合比例后，將所使用的全部品牌的結(jié)果加起來(lái)得到的數(shù)值。加權(quán)平均(廠)=Σ [配合比例(=使用量(廠、品牌)/使用量合計(jì)(廠))Χ 單一品牌100%時(shí)的特性]……(式21)為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，考慮品牌A的配合比例為90%、品牌C的配合比例為10%的例子。 在這種情況下，線性算式為f' (90、0、10、…、0)的加權(quán)平均由下式表達(dá)。f' (90、0、10、...、0)= 0. 9Xf(100、0、...、0)+0. 1 X f (0、0、100、…0)根據(jù)過(guò)去的實(shí)際情況，如果該加權(quán)平均滿足(式20)，就可以用作線性算式f' (xA、xB、xc、…、xN)。即，只要限制加權(quán)平均彡S，就可以獲得定型化為使(式18)成立 的可能性。在線性化部807a中，按照下述(式18)'所示方式，將線性算式f' (xA、xB、xc、···、 XN)的下限值設(shè)定為比非線性算式f(xA、XB> Xe、…、XN)的下限值S小的臨時(shí)下限值S'= S-S (s 偏移值)，定型化為數(shù)學(xué)模型。f' (xA、xB、xc、...、xN)彡 S'......(式 18)'(8)基于目的函數(shù)對(duì)配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最佳化(圖8的配合計(jì)劃求解部 809 (相當(dāng)于圖2的計(jì)劃部205)、圖9的步驟S909)將上述構(gòu)建的由線性和整數(shù)制約式構(gòu)成的供求平衡模型、特性模型合并作為配合 計(jì)劃數(shù)學(xué)模型，基于預(yù)先設(shè)定的目的函數(shù)，利用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、 QP(二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃方法，將問(wèn)題作為最佳化問(wèn)題求解，由此計(jì)算出最佳化的使用
So這里，以使用線性式的情形為例說(shuō)明目的函數(shù)。在本實(shí)施方式中，在(式22)中示 出以費(fèi)用最小化為目的的目的函數(shù)J的一個(gè)實(shí)例。J = E ((每單位量的)成本(廠、品牌)X使用量(廠、品牌))一最小化……(式 22)此外，上述(式22)只是一個(gè)實(shí)例，也可以代之以其他目的函數(shù)，或者增加其他目 的函數(shù)。例如，在必須生成配合比例接近給定的目標(biāo)配合比例的配合計(jì)劃、必須生成前一天 的配合比例和次日的配合比例沒(méi)有大幅度偏離的配合計(jì)劃的情況下，也可以設(shè)定那樣的目 的函數(shù)。利用混合整數(shù)規(guī)劃法對(duì)上述定型化的式(數(shù)學(xué)模型)求解，由此能夠得到將供求 平衡模型、特性模型合并而成的配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解。以上說(shuō)明的配合計(jì)劃求解部809(計(jì)劃部205)和步驟S909是本發(fā)明中所謂的最 佳化計(jì)算單元及其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。(9)判斷利用最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果(圖8的求解結(jié)果判定部810、圖9的步 驟 S910、S911)判斷使用(式18)‘進(jìn)行最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果是否滿足包含非線性算式的 數(shù)學(xué)模型f(xA、xB、xc、···、％)彡S。如果其結(jié)果滿足包含非線性算式的數(shù)學(xué)模型f(xA、xB、 xc>…、χΝ) > S，就將該求解結(jié)果作為對(duì)后文敘述的特性模擬器812的計(jì)算指示，使其執(zhí)行 模擬。如果其結(jié)果不滿足包含非線性算式的數(shù)學(xué)模型f(xA、xB、xe、…、XN) > S，就對(duì)包含線 性算式的數(shù)學(xué)模型f ‘ (χΑ> χΒ、Xe、…、ΧΝ)彡S'進(jìn)行調(diào)整(圖9的步驟S911)。具體地， 稍微增大臨時(shí)下限值S'。圖11是步驟S907 S911的處理、即導(dǎo)入線性算式f' (xA、xB、xc>…、xN)取代 了非線性算式f(xA、xB、xe、…、xN)之后的處理的流程圖。在步驟SIioi中，基于供求平衡 模型、特性模型(導(dǎo)入線性算式f' (xA>xB>xc>…、χΝ)取代了非線性算式f(xA、xB、xc、…、 ΧΝ)定型化后的模型)、目的函數(shù)J執(zhí)行最佳化計(jì)算。在這種情況下，如(式18)'所示，將線性算式f' (XA、XB、XC、…、XN)的下限值設(shè) 定為比非線性算式f(xA、xB、x。、···、％)的下限值S小的臨時(shí)下限值S' = S-S (S 偏移值)， 定型化為數(shù)學(xué)模型。
接著，在步驟S1102中，判斷使用包含線性算式的數(shù)學(xué)模型f' (XA、XB、XC、…、 XN) ^S'進(jìn)行最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果是否滿足包含非線性算式的數(shù)學(xué)模型f(XA、XB、 xc>->xN)彡S。即，將通過(guò)步驟SllOl的最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果(各品牌A N的使 用量(配合比例))代入(式18)，判斷(式18)是否成立。如果步驟Sl 102的結(jié)果是(式18)成立，則結(jié)束本處理(轉(zhuǎn)移到圖9的步驟S912)。 反之，如果(式18)不成立，就前進(jìn)到步驟S1103，按照預(yù)先設(shè)定的增減幅度稍微增大臨時(shí)下 限值S'，然后再次執(zhí)行步驟SllOl的處理。即，執(zhí)行這樣一種收斂計(jì)算稍微增大臨時(shí)下 限值S'，然后通過(guò)最佳化計(jì)算求解，如此重復(fù)，直到(式18)成立。此外，在本實(shí)施方式中是以混合后的特性制約具有下限值的情形為例進(jìn)行說(shuō)明 的，在具有上限值的情況下也同樣如此。在這種情況下，線性算式f' (xA>xB>xc>…、xN)當(dāng) 做非線性算式f(XA、XB、Xc、…、％)的上限值。另外，在步驟SllOl中，將線性算式f' (xA、 XB> xc>…、χΝ)的上限值設(shè)定為比非線性算式f(xA、xB、xc、…、xN)的上限值大的臨時(shí)上限 值。(10)基于求得的解模擬庫(kù)存變化(圖8的庫(kù)存變化模擬器811 (相當(dāng)于圖2的庫(kù) 存變化模擬器201)、圖9的步驟S912)基于對(duì)上述配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解及由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部801調(diào)入的全部或一 部分?jǐn)?shù)據(jù)，按照所設(shè)定的計(jì)劃確定期間量，以所設(shè)定的計(jì)劃生成精度對(duì)作為對(duì)象的全部或 一部分配合進(jìn)行模擬。在該模擬中，將無(wú)法編入配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型中的制約條件、開(kāi)工規(guī)則 等也編入其中進(jìn)行模擬，從而將作為配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解結(jié)果而輸出的解變更為可以 毫無(wú)問(wèn)題地使用到實(shí)際生產(chǎn)中的配合計(jì)劃。由此可以生成滿足實(shí)際生產(chǎn)所要求的時(shí)間精度 以及實(shí)際生產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。另外，將在配合比例發(fā)生了變化的情況下設(shè)備的安排所花費(fèi)的安排時(shí)間等作為數(shù) 學(xué)模型難以處理的制約的一個(gè)實(shí)例調(diào)入到模擬中，通過(guò)準(zhǔn)確的模擬，就可以生成滿足實(shí)際 生產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。(11)基于求得的解模擬特性(圖8的特性模擬器912 (相當(dāng)于圖2的特性模擬器 202)、圖9的步驟S913)基于對(duì)上述配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解及由庫(kù)存變化模擬器811模擬出來(lái)的庫(kù)存 變化和由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部801調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，按照所設(shè)定的計(jì)劃確定期間量， 以所設(shè)定的計(jì)劃生成精度對(duì)作為對(duì)象的全部或一部分配合進(jìn)行特性模擬，得到配合原材料 在混合后的特性結(jié)果。在該模擬中，將無(wú)法編入配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型中的制約條件、開(kāi)工規(guī)則等也編入其 中進(jìn)行模擬，從而將作為配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解結(jié)果而輸出的解變更為可以毫無(wú)問(wèn)題地 使用到實(shí)際生產(chǎn)中的配合計(jì)劃。由此可以生成滿足實(shí)際生產(chǎn)所要求的時(shí)間精度以及實(shí)際生 產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。以上說(shuō)明的庫(kù)存變化模擬器811 (庫(kù)存變化模擬器201)和步驟S912以及特性模 擬器812 (特性模擬器202)和步驟S913是本發(fā)明中所謂的模擬器及其執(zhí)行的處理的實(shí)例。(12)配合計(jì)劃的確定(圖8的確定部813、圖9的步驟S914)在利用上述庫(kù)存變化模擬、特性模擬得出的配合計(jì)劃之中確定所設(shè)定的計(jì)劃確定 期間量。如圖7所示，在本實(shí)施方式中將配合確定期間設(shè)定為1天，因此，確定所生成的配
22合計(jì)劃的最初的1天的計(jì)劃。對(duì)于所生成的配合計(jì)劃之中未進(jìn)入上述計(jì)劃確定期間內(nèi)的部 分，其計(jì)劃不作確定而廢棄。(13)判斷計(jì)劃生成期間或計(jì)劃確定期間內(nèi)的計(jì)劃是否已被確定(圖8的判定部 814、圖9的步驟S915)判斷到該時(shí)刻為止已經(jīng)確定的計(jì)劃確定期間是否以及確定了預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃生 成期間量。在本實(shí)施方式中，計(jì)劃生成期間是10天，因此，在經(jīng)過(guò)第10次循環(huán)確定了計(jì)劃 的時(shí)刻，計(jì)劃確定期間量的計(jì)劃即告確定。因此，在經(jīng)過(guò)第10次循環(huán)計(jì)劃確定結(jié)束后的時(shí) 刻，生成第10天的配合計(jì)劃，結(jié)束處理。(14)籌劃開(kāi)始日期時(shí)間的更新(圖8的更新部815、圖9的步驟S916)在已經(jīng)確定的計(jì)劃確定期間尚未確定預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃生成期間量的情況下，將上 述配合計(jì)劃之中緊接在已經(jīng)確定的配合計(jì)劃期間之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日 期時(shí)間。在本實(shí)施方式中，如圖7所示，將在第1次循環(huán)中是當(dāng)初的第1天0點(diǎn)的籌劃開(kāi)始 日期時(shí)間更新為第2天0點(diǎn)，將在第2次循環(huán)中是當(dāng)初的第2天0點(diǎn)的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間 更新為第3天0點(diǎn)。(15)配合計(jì)劃的輸出(圖8的輸出部816、圖9的步驟S917)按照上述方式生成的配合計(jì)劃被輸出部816顯示到顯示部103的畫(huà)面上，或者作 為數(shù)據(jù)發(fā)送到未圖示的外部設(shè)備。以上說(shuō)明的輸出部816和步驟S917是本發(fā)明中所謂的輸出單元及其所執(zhí)行的處 理的實(shí)例。如上所述，相應(yīng)于當(dāng)前的庫(kù)存變化狀況，考慮供求平衡制約、特性制約，首先針對(duì) 規(guī)定的最佳化期間，按照計(jì)劃生成時(shí)間精度構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，基于目的函數(shù)對(duì)所構(gòu)建的配合 計(jì)劃數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，然后基于求得的解對(duì)庫(kù)存變化、混合后的特性進(jìn)行模擬，根據(jù)模擬 結(jié)果求得配合計(jì)劃，然后在所求得的配合計(jì)劃之中確定所設(shè)定的計(jì)劃確定時(shí)段，將緊接在 計(jì)劃確定期間之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間，由此確定新的計(jì)劃對(duì)象期間 量的配合計(jì)劃；按順序?qū)@一系列處理重復(fù)執(zhí)行預(yù)定次數(shù)，就能夠生成所期望的計(jì)劃生成 期間內(nèi)的配合計(jì)劃。由此，能夠高速而且詳細(xì)地實(shí)現(xiàn)需要任意時(shí)間精度的配合計(jì)劃的最佳 化，而且能夠直接應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。而且，在使用數(shù)理規(guī)劃方法生成配合計(jì)劃時(shí)，當(dāng)表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模 型包含非線性算式的情況下，也能夠生成配合計(jì)劃。由此能夠生成既不會(huì)用盡庫(kù)存、又滿足 特性、并且使費(fèi)用達(dá)到最小化的配合計(jì)劃。(第2實(shí)施方式的變形例)如圖12所示，以一定的期間(例如旬)為單位，生成配合計(jì)劃。另外，對(duì)于多種特 性α、β來(lái)說(shuō)，特性模型有時(shí)候是非線性的。此外，在圖12中，〇表示滿足特性制約((式 18)成立)，X表示不滿足特性制約。即，在圖12的實(shí)例中，對(duì)于特性α來(lái)說(shuō)，在多個(gè)旬(4 月上旬和下旬)期間發(fā)生了特性偏差，同樣地，對(duì)于特性β來(lái)說(shuō)，在多個(gè)旬(4月上旬和下 旬)期間發(fā)生了特性偏差。在這種情況下，針對(duì)各旬及各特性，分別單獨(dú)地執(zhí)行圖11中所說(shuō)明的收斂計(jì)算， 具體地，在4月上旬針對(duì)特性α執(zhí)行收斂計(jì)算，接著針對(duì)特性β執(zhí)行收斂計(jì)算，另外，在4 月下旬針對(duì)特性α執(zhí)行收斂計(jì)算，接著針對(duì)特性β執(zhí)行收斂計(jì)算，這樣一來(lái)，計(jì)算處理會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間。因此，采用針對(duì)對(duì)象旬和特性統(tǒng)一執(zhí)行圖11中所說(shuō)明的收斂計(jì)算的方式。例如， 在4月上旬和下旬針對(duì)特性α、β統(tǒng)一執(zhí)行收斂計(jì)算(在圖11的步驟S1103中同時(shí)稍微 增大特性α、β的臨時(shí)下限值(或稍微減小臨時(shí)上限值))，由此能夠?qū)崿F(xiàn)高速化處理。(第2實(shí)施方式的變形例)在上述第2實(shí)施方式中說(shuō)明的是在圖11的步驟S1103中稍微增大臨時(shí)下限值 S'(或稍微減小臨時(shí)上限值)之后再次執(zhí)行步驟SllOl的處理的做法。在這種情況下，保 持在收斂計(jì)算過(guò)程中不發(fā)生變化的數(shù)學(xué)模型，具體地，就是(式15) (式17)的供求平衡 模型或原來(lái)的線性特性模型。此外，在稍微增大臨時(shí)下限值(或稍微減小臨時(shí)上限值)后 再次執(zhí)行步驟SllOl的處理的情況下，僅改變?cè)谑諗坑?jì)算過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化的數(shù)學(xué)模型， 具體地，就是稍微增大了臨時(shí)下限值(或者稍微減小了臨時(shí)上限值)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)采用 這種機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)高速化處理。(實(shí)施例)圖13中表示應(yīng)用本發(fā)明之前的實(shí)際成績(jī)(上半部)和利用應(yīng)用了本發(fā)明的配合 計(jì)劃生成方法生成的配合計(jì)劃(下半部)。根據(jù)圖13的下半部可知，利用應(yīng)用了本發(fā)明的 配合計(jì)劃生成方法，能夠生成滿足各品牌A N的供給量Min、供給Max的配合計(jì)劃。另外， 在各鋼鐵廠a e，可以得到能夠削減使用品牌量、有助于降低成本等的結(jié)果。<第3實(shí)施方式>在生成配合計(jì)劃時(shí)，費(fèi)用被作為一個(gè)重要指標(biāo)而加以判斷，要求購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用、制造費(fèi) 用以及運(yùn)輸原材料的運(yùn)輸費(fèi)用等達(dá)到最小化。這里，由于很多鋼鐵原材料是從外國(guó)的礦山 購(gòu)買(mǎi)的，因此使用船舶運(yùn)輸原材料。因此，利用船舶運(yùn)輸原材料時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用、即運(yùn)費(fèi)是主 要的運(yùn)輸費(fèi)用。進(jìn)而，關(guān)于所運(yùn)輸?shù)脑牧希谠牧闲敦浀男敦浉奂翠撹F廠(或者簡(jiǎn)稱為 “廠”)，為了防止配合原材料的庫(kù)存枯竭，要求一邊改變配合比例，一邊生成涵蓋數(shù)日的配 合計(jì)劃。為了實(shí)現(xiàn)滿足上述要求的配合計(jì)劃，必須掌握所購(gòu)買(mǎi)的多種配合原材料的各種特 性、多種配合原材料的庫(kù)存信息、購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用等龐大的信息量。因此，在手工生成配 合計(jì)劃時(shí)，必須在掌握所有的這些龐大的信息量的基礎(chǔ)上決定配合，這需要大量的時(shí)間。另 外，對(duì)信息變化的響應(yīng)性低，隨之在現(xiàn)實(shí)中產(chǎn)生了混合后的特性會(huì)偏離要求范圍等問(wèn)題。這里，原材料的購(gòu)買(mǎi)計(jì)劃、運(yùn)輸原材料的船舶調(diào)度計(jì)劃通常是基于配合計(jì)劃生成 的。但是，當(dāng)生成配合計(jì)劃時(shí)未考慮運(yùn)輸費(fèi)用的情況下，存在著生成所使用的原材料運(yùn)輸費(fèi) 用非常高的配合計(jì)劃的危險(xiǎn)性，在這種情況下，無(wú)論怎樣考量運(yùn)輸方式，都難以降低運(yùn)輸費(fèi) 用。例如，在原材料Χ、γ品質(zhì)基本相同、卸貨港(鋼鐵廠)Α、Β可以使用原材料Χ、Υ的任意 一種的情況下，如果向卸貨港A運(yùn)輸原材料X的費(fèi)用為每噸20美元、運(yùn)輸原材料Y的費(fèi)用 為每噸40美元、向卸貨港B運(yùn)輸原材料X的費(fèi)用為每噸40美元、運(yùn)輸原材料Y的費(fèi)用為每 噸20美元，本來(lái)在卸貨港A使用原材料X、在卸貨港B使用原材料Y的方案從運(yùn)輸費(fèi)用的角 度來(lái)看是好的方案，但在未考慮運(yùn)輸費(fèi)用的情況下，存在著生成在卸貨港A使用原材料Y、 在卸貨港B使用原材料X的方案的危險(xiǎn)性。因此，在考慮費(fèi)用的情況下，配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用自不必說(shuō)，其運(yùn)輸費(fèi)用也應(yīng)該 考慮進(jìn)去。第3實(shí)施方式的目的在于，在生成將多種配合原材料進(jìn)貨后混合起來(lái)的配合計(jì)
24劃，以便滿足配合原材料的供求平衡制約和混合后的特 性制約、并且降低包括運(yùn)輸費(fèi)用在內(nèi)的費(fèi)用。包含與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實(shí)例和配合計(jì)劃生成 裝置100的基本結(jié)構(gòu)與圖1、圖2所示的結(jié)構(gòu)相同，這里也參照?qǐng)D1、圖2進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，配合計(jì)劃生成裝置100在生成配合計(jì)劃時(shí)，由操作員設(shè)定、或者從工 藝電腦105或業(yè)務(wù)電腦106調(diào)入為了擬定配合計(jì)劃所必需的計(jì)劃生成期間、包含船舶調(diào)度 計(jì)劃所確定的進(jìn)貨量在內(nèi)的配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料 的特性(性質(zhì)(包含品質(zhì))、狀態(tài)等)、費(fèi)用信息(表示配合原材料的單價(jià)的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息、 利用船舶時(shí)的運(yùn)輸費(fèi)用信息)在內(nèi)的制約條件、前提條件的數(shù)據(jù)。配合計(jì)劃生成裝置100是通過(guò)執(zhí)行模擬而生成將多種(多個(gè)品牌)的配合原材料 進(jìn)貨后混合起來(lái)的混合計(jì)劃的裝置，其以滿足配合原材料的供求平衡制約、混合后的特性 制約的方式求得各品牌的使用量(配合比例)、進(jìn)貨量作為配合計(jì)劃。在配合計(jì)劃生成裝 置100中，使用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、QP ( 二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃方 法，構(gòu)建用于表達(dá)配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型(也稱為“供求平衡模型”)及用 于表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型(也稱為“特性模型”)，以圖實(shí)現(xiàn)配合計(jì)劃的最佳化； 其詳情將在后面進(jìn)行敘述。顯示部103中顯示出由配合計(jì)劃生成裝置100求得的各品牌的使用量(配合比 例)、進(jìn)貨量、庫(kù)存變化圖表、各種帳票。通過(guò)操作員評(píng)價(jià)部104，操作員對(duì)所求得的配合計(jì)劃從各個(gè)方面(例如庫(kù)存變化、 特性等)進(jìn)行評(píng)價(jià)，如果不是令人滿意的結(jié)果，就根據(jù)需要對(duì)配合比例等進(jìn)行修正。此時(shí)， 根據(jù)需要改變目的函數(shù)的權(quán)重或評(píng)價(jià)指標(biāo)，或者改變構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的對(duì)象期間、計(jì)劃確定 期間。另外，采用了可以反映操作員的意愿的方式，例如將全部處理的使用量固定下來(lái)，或 僅將所指定的處理的使用量固定下來(lái)。繼而，由配合計(jì)劃生成裝置100再次重新生成配合 計(jì)劃。如圖2所示，配合計(jì)劃生成裝置100包含模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬 器202)、模型構(gòu)建部(供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)、發(fā)揮最佳化計(jì)算單 元功能的計(jì)劃部205而構(gòu)成，并進(jìn)一步帶有輸庫(kù)存變化模擬器201是用于計(jì)算各配合原材料的供求狀態(tài)(庫(kù)存變化)的模擬 器。特性模擬器202是用于計(jì)算配合原材料混合之后的特性的模擬器。庫(kù)存變化模擬器 201、特性模擬器202彼此聯(lián)動(dòng)，計(jì)算出配合原材料的庫(kù)存變化、混合后的特性。在本實(shí)施方式中，基于為了擬定配合計(jì)劃所必需的計(jì)劃生成期間、包含船舶調(diào)度 計(jì)劃所確定的進(jìn)貨量在內(nèi)的配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料 的特性、表示配合原材料的單價(jià)的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息、利用船舶時(shí)的運(yùn)輸費(fèi)用信息等輸入數(shù)據(jù) 206，以自配合計(jì)劃的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù)先設(shè)定的最佳化期間為對(duì)象，基于預(yù)先設(shè)定 的時(shí)間精度，使用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、QP ( 二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃 方法等，利用供求平衡模型構(gòu)建部203構(gòu)建用于供求平衡制約(庫(kù)存制約)的數(shù)學(xué)模型，利 用特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建用于表達(dá)特性制約的數(shù)學(xué)模型。使用由供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，由計(jì)劃部 205進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算出針對(duì)庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202的計(jì)算指示，以便生
25成既不會(huì)用盡庫(kù)存、又滿足特性、并且使費(fèi)用(配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用)達(dá)到最 小化的配合計(jì)劃。接收到該計(jì)算指示后，庫(kù)存變化模擬器201對(duì)庫(kù)存變化進(jìn)行模擬，特性模 擬器202對(duì)特性進(jìn)行模擬。根據(jù)與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置，不是像過(guò)去那樣基于預(yù)先決定的規(guī) 則發(fā)出計(jì)算指示，而是將基于計(jì)劃部205進(jìn)行最佳化計(jì)算的結(jié)果得到的計(jì)算指示輸出到庫(kù) 存變化模擬器201、特性模擬器202，因此，能夠相應(yīng)于當(dāng)時(shí)的事態(tài)可靠地發(fā)出最佳化計(jì)算 指示。另外，例如如圖7所示，在利用庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202對(duì)預(yù)先設(shè)定的 計(jì)劃確定時(shí)段進(jìn)行模擬結(jié)束后，基于計(jì)劃確定時(shí)段的最終狀態(tài)下的庫(kù)存變化、特性信息，由 供求平衡模型構(gòu)建部203構(gòu)建出表達(dá)庫(kù)存制約的數(shù)學(xué)模型，由特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建出 表達(dá)特性制約的數(shù)學(xué)模型，提供給計(jì)劃部205。一旦獲得了該庫(kù)存變化、特性信息，計(jì)劃部 205就執(zhí)行最佳化計(jì)算。如上所述，通過(guò)模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202)和模型構(gòu)建部(供 求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)及計(jì)劃部205聯(lián)動(dòng)執(zhí)行詳細(xì)模擬，能夠生成最 佳化配合計(jì)劃。即，在本實(shí)施方式中執(zhí)行的模擬不是像過(guò)去那樣基于預(yù)定規(guī)則進(jìn)行模擬，而 是基于最佳化計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行模擬，因此，只要執(zhí)行1次模擬，就能夠可靠地獲得理論上的 最優(yōu)解。由此，無(wú)需像過(guò)去那樣多次重復(fù)執(zhí)行模擬和模擬結(jié)果的評(píng)價(jià)，能夠快速并高精度地 生成模擬結(jié)果207。因此，即使需要生成配合計(jì)劃的對(duì)象規(guī)模很大，也能夠在可實(shí)用的時(shí)間 內(nèi)完成。另外，一旦計(jì)劃生成期間延長(zhǎng)，考慮期間就會(huì)延長(zhǎng)，現(xiàn)有方法中存在著因問(wèn)題規(guī)模 增大而導(dǎo)致不可求解的問(wèn)題；而利用本發(fā)明的方法，將計(jì)劃生成期間劃分為最佳化期間，由 此能夠縮小問(wèn)題規(guī)模，因此，即使計(jì)劃生成期間延長(zhǎng)，也可以解決問(wèn)題。將按照上述方式得 到的模擬結(jié)果207作為配合計(jì)劃輸出。另外，即使在由供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204構(gòu)建的模型的規(guī)模 非常大的情況下、或者制約條件非常多的復(fù)雜情況下，采用從庫(kù)存變化模擬器201、特性模 擬器202所記載的供求平衡制約、特性制約之中僅提取對(duì)生成配合計(jì)劃影響大的重要部分 輸入到供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204的方式，就能夠使供求平衡模型構(gòu)建 部203、特性模型構(gòu)建部204的數(shù)學(xué)模型的規(guī)模限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，在可實(shí)用的時(shí)間內(nèi)完 成最佳化計(jì)算。庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器202能夠記載所有的應(yīng)加以考慮的供求平 衡制約、特性制約，因此，通過(guò)執(zhí)行1次模擬而生成的配合計(jì)劃可以保證是現(xiàn)實(shí)可行的。如上所述，在本實(shí)施方式中采用了使模擬器(庫(kù)存變化模擬器201、特性模擬器 202)和模型構(gòu)建部(供求平衡模型構(gòu)建部203、特性模型構(gòu)建部204)及計(jì)劃部205聯(lián)動(dòng)生 成配合計(jì)劃的方式，因此，(1)無(wú)需重復(fù)執(zhí)行模擬就能夠生成配合計(jì)劃；(2)通過(guò)采用僅將 對(duì)配合計(jì)劃的生成影響較大的重要部分調(diào)入計(jì)劃部205的方式，能夠縮短計(jì)算時(shí)間；同時(shí) ⑶可以解決大規(guī)模問(wèn)題。下面，參照?qǐng)D14 圖20更詳細(xì)地說(shuō)明與本實(shí)施方式相關(guān)的配合計(jì)劃生成裝置100 的結(jié)構(gòu)及使用該裝置100執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方法的各步驟。圖14是針對(duì)使用圖2所說(shuō)明 的配合計(jì)劃生成裝置100的基本結(jié)構(gòu)，表示出配合計(jì)劃生成裝置100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。另 外，圖15是表示使用該裝置100執(zhí)行的配合計(jì)劃生成方法的各步驟的流程圖。
就配合計(jì)劃生成的概要而言，例如如圖10所示，既要在多個(gè)場(chǎng)所(卸貨港)a c 實(shí)現(xiàn)配合原材料(品牌)的供求平衡(各品牌A N不出現(xiàn)庫(kù)存枯竭等)，同時(shí)又滿足所要 求的特性、并且使費(fèi)用(配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用)達(dá)到最小化，按照這種方式?jīng)Q 定各個(gè)場(chǎng)所a c的各品牌A N的使用量(配合比例)、進(jìn)貨量，作為配合計(jì)劃。這里，提 供以場(chǎng)所為單位的使用量合計(jì)即預(yù)定使用量作為輸入數(shù)據(jù)，那么，配合比例(％)=使用量 /預(yù)定使用量X 100。因此，只要確定了使用量、配合比例的一方，另一方即被確定。(1)輸入數(shù)據(jù)的調(diào)入(圖14的輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部1401、圖15的步驟S1501)在線讀入本處理必需的信息(包含船舶調(diào)度計(jì)劃所確定的進(jìn)貨量在內(nèi)的配合原 材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性、費(fèi)用信息等)，由操作員根據(jù) 需要加以修正。這里，由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部1401調(diào)入的配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃中包含由基于貿(mào)易 目標(biāo)量的貿(mào)易計(jì)劃所確定的進(jìn)貨計(jì)劃量；以及在已經(jīng)生成了船舶調(diào)度計(jì)劃(包含每只船舶 的裝貨港、到達(dá)裝貨港的日期時(shí)間、裝貨品牌、裝貨量、卸貨港、到達(dá)卸貨港的日期時(shí)間、卸 貨品牌、卸貨量等項(xiàng)目的計(jì)劃)的情況下表示由其確定的進(jìn)貨量的信息。這里，貿(mào)易目標(biāo)量 是表示不同礦山所在地(裝貨地)、不同品牌的貿(mào)易目標(biāo)量(貿(mào)易預(yù)定量)的信息。與各 礦山所在地簽訂了每個(gè)品牌的例如1年期貿(mào)易量合同，將該貿(mào)易量除以月份數(shù)，即得到每 個(gè)月的貿(mào)易目標(biāo)量。要求以接近該貿(mào)易目標(biāo)量的方式進(jìn)貨，而通過(guò)與礦山所在地的協(xié)商，1 年內(nèi)幾萬(wàn)噸左右的變動(dòng)也在容許范圍內(nèi)。另外，根據(jù)合同的不同，合同中可以規(guī)定在預(yù)定的 期間內(nèi)不交易預(yù)定的品牌，也可以包含此類信息。例如，如果原材料A在某個(gè)月的貿(mào)易目標(biāo) 量為5萬(wàn)噸、1年內(nèi)圍繞貿(mào)易目標(biāo)量上下變動(dòng)幅度為6萬(wàn)噸(每個(gè)月5千噸)、在這個(gè)月運(yùn) 輸該原材料的船舶尚未確定，那么，這個(gè)月的進(jìn)貨計(jì)劃就是上限(進(jìn)貨計(jì)劃量上限)5萬(wàn)噸 +5千噸；下限(進(jìn)貨計(jì)劃量下限)5萬(wàn)噸-5千噸。當(dāng)要生成配合計(jì)劃的對(duì)象期間正逐漸迫 近的情況下，運(yùn)輸該原材料的船舶通常已被確定，例如，如果這個(gè)月已經(jīng)決定由船舶X進(jìn)貨 3萬(wàn)噸、船舶Y進(jìn)貨2. 2萬(wàn)噸原材料，那么，進(jìn)貨計(jì)劃就是3萬(wàn)噸+2. 2萬(wàn)噸=5. 2萬(wàn)噸。例如，在圖16所示的船舶調(diào)度計(jì)劃中編入了例如圖17所示的船舶一覽表中所列 的各船舶的航行預(yù)定。運(yùn)輸配合原材料時(shí)所使用的船舶包括連續(xù)航海船(連航船)、不定 期船、臨時(shí)船(Spot)。連航船是在合同期限內(nèi)連續(xù)航海的船舶。不定期船是在合同期限內(nèi) 僅執(zhí)行合同規(guī)定的航海次數(shù)、或者僅在合同規(guī)定的期限內(nèi)執(zhí)行航海的船舶。臨時(shí)船是通常 未簽訂合同、但可以臨時(shí)請(qǐng)求其執(zhí)行航海的船舶。針對(duì)連航船記載著雇船代碼、合同分類、 合同期限(開(kāi)始日期和結(jié)束日期)、最大裝載量、船名。針對(duì)不定期船記載著雇船代碼、合 同分類、合同期限(開(kāi)始日期和結(jié)束日期)、全年合同數(shù)(合同規(guī)定的全年應(yīng)調(diào)度船舶的航 海數(shù))、或船舶調(diào)度預(yù)定年月(合同規(guī)定的應(yīng)調(diào)度船舶的航海年月)、最大裝載量、船名。將 這些連航船和不定期船分別單獨(dú)列表，而對(duì)于臨時(shí)船，則按照船舶可以航行的地域名和船 舶大小列表，并記載雇船代碼(記載著地域名和大小)、合同分類、最大裝載量。此外，用 于表示臨時(shí)船的船型的Pmax是指可以通過(guò)巴拿馬運(yùn)河的船舶(通常將這種船型稱為巴拿 馬極限型)、Cape是指可以通過(guò)好望角的船舶(通常將這種船型稱為好望角型)、VL(Very Large)是指大型船。這里，通常所說(shuō)的巴拿馬極限型指的是長(zhǎng)度在900英尺以內(nèi)、寬度在 106英尺以內(nèi)、最大可裝載量為6萬(wàn) 8萬(wàn)噸級(jí)的船。另外，通常所說(shuō)的好望角型指的是最 大可裝載量為15萬(wàn) 17萬(wàn)噸級(jí)的船。在船舶調(diào)度計(jì)劃中，針對(duì)船舶一覽表中列出的船舶，生成了包含裝貨港、到達(dá)裝貨港的日期時(shí)間、裝貨品牌、裝貨量、卸貨港、到達(dá)卸貨港的日期 時(shí)間、卸貨品牌、卸貨量等項(xiàng)目的計(jì)劃。例如，在圖16所示的船舶調(diào)度計(jì)劃中，連航船A的航海No. 1是如下所示的航海 于2007年11月29日21點(diǎn)到達(dá)裝貨港(XI港)洋面；于2007年12月13日21點(diǎn)在裝貨 港(XI港)的代碼為“1”的泊位靠岸；于2007年12月14日21點(diǎn)開(kāi)出裝貨港(XI港)。此 時(shí)，裝載品牌A的原材料40000t、品牌B的原材料35000t。其后，航行16980分鐘，于2007 年12月26日16點(diǎn)到達(dá)卸貨港(A港)洋面；于2007年12月27日1點(diǎn)在卸貨港(A港) 的代碼為“4”的泊位靠岸；于2007年12月28日16點(diǎn)開(kāi)出卸貨港(A港)。此時(shí)，卸載品 牌A的原材料25000t、品牌B的原材料15000t。其后，航行3060分鐘，于2007年12月30 日19點(diǎn)到達(dá)卸貨港(B港)洋面；于2007年12月30日19點(diǎn)在卸貨港(B港)的代碼為 “13”的泊位靠岸；于2008年1月1日23點(diǎn)開(kāi)出卸貨港(B港)。此時(shí)，卸載品牌A的原材 料15000t、品牌B的原材料20000t。配合原材料的庫(kù)存狀況是表示在計(jì)劃生成期間的第一天不同廠、不同品牌的庫(kù)存 量(噸數(shù))的信息。配合原材料的特性是表示每種配合原材料的成分等特性的信息。例如， 鐵礦石這種配合原材料的特性包含F(xiàn)e203、Fe3O4, SiO2^Al2O3等的特性信息。配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息是表示不同礦山所在地(裝貨地)、不同品牌的配合 原材料的單價(jià)(美元/噸)的信息。利用船舶時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用信息中包含表示在使用船舶一覽表中列出的船舶的情況下 的運(yùn)費(fèi)的信息。圖18中示出了不同船舶(雇船)、不同裝貨港(裝貨地)、不同卸貨港(卸 貨地)的運(yùn)費(fèi)表的實(shí)例。如該圖中所示，針對(duì)船舶一覽表中列出的船舶，記載著雇船代碼、 裝載港、卸貨港1、卸貨港2、卸貨港3、運(yùn)費(fèi)(美元/噸)。例如，連航船A在從裝貨港Xl航 行到卸貨港A的情況下運(yùn)費(fèi)是16. 00，在從裝貨港Xl航行到卸貨港A、B的情況下運(yùn)費(fèi)是 16. 24。此外，從運(yùn)費(fèi)列表中也可以看出，一般來(lái)說(shuō)，使用連航船比使用不定期船或臨時(shí)船的 運(yùn)費(fèi)便宜。另外，利用船舶時(shí)，運(yùn)輸費(fèi)用信息中也包含表示不同品牌、不同卸貨港(卸貨地) 的假定運(yùn)費(fèi)的信息。運(yùn)輸費(fèi)用本來(lái)是由上述不同船舶、不同裝貨港、不同卸貨港運(yùn)費(fèi)唯一性 決定的。但是，就進(jìn)貨而言，在決定用于裝載原材料的船舶時(shí)，如果是從澳大利亞進(jìn)口原材 料，通常在進(jìn)貨前數(shù)周至1個(gè)月左右生成船舶調(diào)度計(jì)劃，即使是從巴西進(jìn)口原材料，也只是 提前2到3個(gè)月生成船舶調(diào)度計(jì)劃，在生成1年期的配合計(jì)劃這樣的長(zhǎng)期計(jì)劃的情況下， 在想要生成配合計(jì)劃的時(shí)刻，對(duì)于3個(gè)月之后的船舶來(lái)說(shuō)，用于裝載原材料的船舶通常處 于未定狀態(tài)。對(duì)于這些裝載船舶未定的原材料，為了估價(jià)原材料的運(yùn)輸費(fèi)用，就需要不同品 牌、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)。這里，由于運(yùn)費(fèi)因所選擇的用于裝載原材料的船舶的不同而各異， 因此，無(wú)法唯一性決定不同品牌、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)。因此，獲取概算的不同品牌、不同卸貨 港的假定運(yùn)費(fèi)的信息，用以替代不同品牌、不同卸貨港運(yùn)費(fèi)。作為不同品牌、不同卸貨港假 定運(yùn)費(fèi)，例如根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的不同品牌、不同卸貨港運(yùn)費(fèi)，或者根據(jù)過(guò)去實(shí)際情況利用統(tǒng)計(jì) 方法收集例如不同品牌、不同卸貨港過(guò)去的實(shí)際運(yùn)費(fèi)，將其平均值作為不同品牌、不同卸貨 港運(yùn)費(fèi)，預(yù)先列出不同品牌、不同卸貨港假定運(yùn)費(fèi)。以上說(shuō)明的輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部1401及步驟S1501是本發(fā)明中所謂的數(shù)據(jù)調(diào)入單元 及其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。
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(2)配合計(jì)劃生成期間的設(shè)定(圖14的計(jì)劃生成期間設(shè)定部1402、圖15的步驟
51502)設(shè)定需要生成配合計(jì)劃的期間。假設(shè)該生成期間可以根據(jù)方案制定者的需要而設(shè) 定為任意期間。這里，作為一個(gè)實(shí)例，生成10天內(nèi)的計(jì)劃。(3)配合計(jì)劃生成時(shí)間精度的設(shè)定(圖14的時(shí)間精度設(shè)定部1403、圖15的步驟
51503)設(shè)定生成配合計(jì)劃的時(shí)間精度以及模擬精度。假設(shè)該時(shí)間精度以及模擬精度可以 根據(jù)計(jì)劃制定者的需要而分別單獨(dú)設(shè)定為任意精度。例如，在需要細(xì)微的計(jì)劃精度的計(jì)劃 生成期間的前半部分，使精度細(xì)化，而在粗略計(jì)劃即可滿足需要的計(jì)劃生成期間的后半部 分，采用粗略精度，由此可以在短時(shí)間內(nèi)高效地生成具有足夠精度的計(jì)劃。(4)最佳化期間的設(shè)定(圖14的最佳化期間設(shè)定部1404、圖15的步驟S1504)設(shè)定生成配合計(jì)劃的最佳化期間。假設(shè)該最佳化期間可以根據(jù)計(jì)劃制定者的需要 而分別單獨(dú)設(shè)定為任意的對(duì)象期間。這里，作為一個(gè)實(shí)例，假設(shè)在計(jì)劃生成期間內(nèi)，最佳化 期間為3天。(5)計(jì)劃確定期間的設(shè)定(圖14的計(jì)劃確定期間設(shè)定部1405、圖15的步驟S1505)設(shè)定用于確定配合計(jì)劃的計(jì)劃確定期間。假設(shè)該計(jì)劃確定期間可以根據(jù)計(jì)劃制定 者的需要而分別單獨(dú)設(shè)定為任意的期間。例如，在需要細(xì)微的計(jì)劃精度的計(jì)劃生成期間的 前半部分，縮短計(jì)劃確定期間，而在粗略計(jì)劃即可滿足需要的計(jì)劃生成期間的后半部分，則 延長(zhǎng)計(jì)劃確定期間，由此可以在短時(shí)間內(nèi)高效地生成具有足夠精度的計(jì)劃。這里，作為一個(gè) 實(shí)例，將計(jì)劃確定期間設(shè)定為1天。在這種情況下，針對(duì)基于數(shù)學(xué)模型的解進(jìn)行模擬的結(jié)果 得到的配合計(jì)劃，在計(jì)劃生成期間內(nèi)確定最初的1天的量。(6)將配合計(jì)劃的供求平衡制約定型為數(shù)學(xué)模型(圖14的供求平衡模型構(gòu)建部 1406 (相當(dāng)于圖2的供求平衡模型構(gòu)建部203)、圖15的步驟S1506)基于由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部1401調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以設(shè)定為所設(shè)定的最佳 化期間量的時(shí)間精度，將供求平衡制約定型為數(shù)學(xué)模型。按照下述(式23)所示的方式定義表達(dá)各品牌的使用量的變量。另外，按照下述 (式24)所示的方式定義表達(dá)品牌的庫(kù)存量的變量。另外，按照下述(式25)所示的方式定 義表達(dá)各品牌的庫(kù)存量的變量。[算式I5]算式I5xp,鋼鐵廠P、品牌i、d日的使用量……(式23)[算式I6]算式I6Sp,鋼鐵廠ρ、品牌i、d日的庫(kù)存量……(式24)[算式17]算式17Yp,^ 鋼鐵廠ρ、品牌i、d日的進(jìn)貨量……(式25)基于供求信息構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型、即供求平衡制約模型如下所示。各品牌的庫(kù)存量 要求大于等于被稱為安全庫(kù)存量的固定數(shù)值。這種情況下的制約表達(dá)為下述(式26)。
29
[算式I8]算式I8Spjijd彡SafeStockpjijd =SafeSt0Ck^d是鋼鐵廠ρ、品牌i、d日的安全庫(kù)存量(常 數(shù))……(式26)另外，各品牌的庫(kù)存量由前一天的庫(kù)存量、前一天的進(jìn)貨量、前一天的使用量決 定。表達(dá)這種情況下的關(guān)系的制約式表達(dá)為下述(式27)。即，當(dāng)天的庫(kù)存量等于前一天的 庫(kù)存量加上當(dāng)天進(jìn)貨(卸貨)的量然后減去當(dāng)天的使用量。[算式19]算式19Spjijd = S^dJypa,時(shí)- 丄 η……(式 27)另外，各品牌的使用量在某一天的合計(jì)必須與當(dāng)天全部品牌合計(jì)預(yù)定的使用量一 致。表達(dá)這種情況下的關(guān)系的制約式表達(dá)為下述(式28)。[算式2O]算式20= Uptl Up, d是鋼鐵廠p、d日的使用量(常數(shù))……(式28)另外，要求操作員考慮與各種原材料的購(gòu)買(mǎi)相關(guān)的因素等設(shè)定目標(biāo)配合比例，生 成配合比例與下列給定的目標(biāo)配合比例接近的配合計(jì)劃。即，一旦配合比例大幅度偏離了 操作員設(shè)想的配合比例，就有可能導(dǎo)致購(gòu)買(mǎi)量不足、購(gòu)買(mǎi)量超出，或者導(dǎo)致操作設(shè)備不合理 的開(kāi)工；因此，必須輸出與給定的目標(biāo)配合比例接近的配合比例。以下示出了用于實(shí)現(xiàn)上 述功能的制約。即，將從品牌使用量中減去目標(biāo)使用量(作為目標(biāo)的配合比例)(常數(shù))之 后得到值定義為超出目標(biāo)使用量的溢出量變量。這里，使用量與目標(biāo)使用量的值越接近、計(jì) 劃越好，因此，該溢出量越小越好。因此，如后文敘述，將該溢出量追加為目的函數(shù)的項(xiàng)，使 其最小化。同樣地，將從品牌的目標(biāo)使用量中減去使用量之后得到的值定義為低于目標(biāo)使 用量的不足量變量。這里，使用量與目標(biāo)使用量的值越接近、計(jì)劃越好，因此，該不足量越小 越好。因此，如后文敘述，將該不足量追加為目的函數(shù)的項(xiàng)，使其最小化。在這種情況下，表 達(dá)各品牌的使用量、目標(biāo)使用量、溢出量、不足量之間的關(guān)系的制約式表示為下述(式29)。 即，從使用量中減去溢出量、或者將使用量加上不足量，就與目標(biāo)使用量達(dá)到一致。[算式21]算式21Xp, i,d"0verUPj ^ d+CoverUp, ijd = xTargetp, ijd......(式 29)=XTargetp,^是鋼鐵廠ρ、品牌i、d日的目標(biāo)使用量(常數(shù))OverUp, “是鋼鐵廠ρ、品牌i、d日超出目標(biāo)使用量的溢出量CoverUp, “是鋼鐵廠ρ、品牌i、d日低于目標(biāo)使用量的不足量進(jìn)而，一旦前一天的配合比例和次日的配合比例大幅度偏離，就會(huì)給開(kāi)工帶來(lái)困 難。即，會(huì)因?yàn)榘才攀褂闷渌牧隙鴮?dǎo)致時(shí)間增加或設(shè)備故障。因此，必須生成前一天 的配合比例和次日的配合比例沒(méi)有大幅度偏離的配合計(jì)劃。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，按照下述 (式30)所示定義一個(gè)變量，用于表示某品牌當(dāng)天的使用量與前一天的使用量之差的上限值。[算式2幻算式22Diffpa,,是鋼鐵廠ρ、品牌i、d日的使用量與品牌i、d_l日的使用量之差……(式 30)使用該變量、用于實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的制約表示如下。即，從品牌的當(dāng)天使用量中減去 其前一天的使用量，將其結(jié)果得到的值作為當(dāng)天使用量與其前一天的使用量之差。這里，當(dāng) 天的使用量與其前一天的使用量的值越接近、計(jì)劃越好，因此，該使用量之差越小越好。因 此，如后文敘述，將該溢出量追加為目的函數(shù)的項(xiàng)，使其最小化。同樣地，關(guān)于從品牌的前一 天使用量中減去當(dāng)天的使用量所得到的值，也定型化為制約式。[算式烈]算式23Xp, ^d-Xpji, ^ DiffpjijdXp.^-rXp.i.d^Diffp,^……(式 31)=Diff^d是鋼鐵廠ρ、品牌i、d日的使用量與品牌i、d_l日的使用量之差另外，各品牌的進(jìn)貨量要求處于給定的進(jìn)貨計(jì)劃量范圍內(nèi)。表達(dá)這種情況下的關(guān) 系的制約式表達(dá)為下述(式32)、(式33)。即，在當(dāng)月進(jìn)貨的進(jìn)貨量合計(jì)必須小于等于當(dāng) 月的進(jìn)貨計(jì)劃量上限、大于等于進(jìn)貨計(jì)劃量下限。[算式M]算式24HlLypu^yLowerKm
P d:yL0Weri,m是品牌i在m月的進(jìn)貨計(jì)劃量下限(常數(shù))，{d|m月中包含的日期}……(式32)Σ Σ y>M ^ yUpp^m
P d:yUpperi,m是品牌i在m月的進(jìn)貨計(jì)劃量上限(常數(shù))，{d|m月中包含的日期}......(式 33)此外，上述供求平衡制約只是一個(gè)實(shí)例，也可以代之以其他制約，或者增加其他制約。(7)將配合計(jì)劃的特性制約定型為數(shù)學(xué)模型(包含圖14的線性化部1，407a的特 性模型構(gòu)建部1407 (相當(dāng)于圖2的特性模型構(gòu)建部204)、圖15的步驟S1507、S1507a)基于由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部1401調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以設(shè)定為所設(shè)定的最佳 化期間量的時(shí)間精度，將特性制約定型為數(shù)學(xué)模型。例如，在生成鐵礦石的配合計(jì)劃的情況 下，特性包括鐵質(zhì)、SiO2, Al2O3等；在生成煤的配合計(jì)劃的情況下，特性包括CSR(焦炭熱反 應(yīng)后強(qiáng)度)、DI (焦炭強(qiáng)度)、VM(揮發(fā)成分)、膨脹壓等，必須滿足要求具有這些特性的特性 制約。上述式(18)表示混合后的特性模型的一個(gè)實(shí)例。這里，對(duì)于很多特性來(lái)說(shuō)，特性模型中包含的算式f (xA、xB、xc、…、xN)如上述(式 19)所示那樣相對(duì)于配合比例呈線性關(guān)系。例如，關(guān)于SiO2，如果品牌A的配合比例為40%、 SiO2成分為1 %、品牌B的配合比例為60%、SiO2成分為2%，那么，混合后的SiO2成分特性
31就是 1X0. 4+2X0. 6 = 1. 6%o不過(guò)，因特性的不同，表達(dá)該特性的算式f (xA、xB、xc、…、xN)有時(shí)候是非線性的。 在這種情況下，如下所述，利用線性化部1407a導(dǎo)入線性算式f' (xA、xB、xc、…、xN)取代 非線性算式f (xA> xB> xc、…、xN)，將數(shù)學(xué)模型定型化。下面對(duì)線性化部1，407a的處理進(jìn)行說(shuō)明。在表達(dá)某種特性的算式f(xA、xB、xc、···、 XN)是非線性的情況下，代之以導(dǎo)入線性算式f' (XA、XB、XC、···、％)。該線性算式f' (XA、 xB、xc、···、％)當(dāng)做是非線性算式f(XA、XB、Xc、···、％)的下限，即(式20)的關(guān)系成立。例如，作為線性算式f' (xA、xB、xc、…、％)，考慮(式21)所示的加權(quán)平均。加權(quán) 平均是根據(jù)非線性算式f (XA、XB> Xe、…、XN)求取在100%使用單一品牌的情況下的特性， 乘以配合比例后，將所使用的全部品牌的結(jié)果加起來(lái)得到的數(shù)值。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，考慮品牌A的配合比例為90 %、品牌C的配合比例為10 %的例子。 在這種情況下，線性算式為f' (90、0、10、…、0)的加權(quán)平均由下式表達(dá)。f' (90、0、10、...、0)= 0. 9Xf(100、0、...、0)+0· lXf(0、0、100、…0)根據(jù)過(guò)去的實(shí)際情況，如果該加權(quán)平均滿足(式20)，就可以用作線性算式 f' (xA、xB、xc、…、xN)。即，只要限制加權(quán)平均彡S，就可以獲得定型化為使(式18)成立 的可能性。在線性化部1407a中，如(式18)‘所示，將線性算式f' (xA、xB、xc、…、xN)的下 限值設(shè)定為比非線性算式f(XA、xB、xe、…、XN)的下限值S小的臨時(shí)下限值S' =S-s(s:偏 移值)，定型化為數(shù)學(xué)模型。以上以混合后的特性制約具有下限值的情形為例進(jìn)行了說(shuō)明。此外，上述特性制 約只是一個(gè)實(shí)例，也可以代之以其他制約，或者增加其他制約(包含混合后的特性制約具 有上限值的情形)。以上說(shuō)明的供求平衡模型構(gòu)建部1406 (供求平衡模型構(gòu)建部203)和步驟S1506、 以及特性模型構(gòu)建部1407(特性模型構(gòu)建部204)和步驟S1507、S1507a是本發(fā)明中所謂的 模型構(gòu)建單元及其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。(8)固定化提取處理(圖14的固定化提取處理部1408、圖15的步驟S1508)如圖19所示，從船舶調(diào)度計(jì)劃的項(xiàng)目裝貨港、裝貨品牌、裝貨量、卸貨港、卸貨品 牌、卸貨量之中提取已經(jīng)固定化的項(xiàng)目，即不可變更的項(xiàng)目。如果“裝貨港、裝貨品牌、裝貨 量、卸貨港”、“裝貨港、裝貨品牌、裝貨量、卸貨港、卸貨品牌”、“裝貨港、裝貨品牌、裝貨量、 卸貨港、卸貨品牌、卸貨量”已經(jīng)固定化，則使用不同船舶、不同裝貨港、不同卸貨港運(yùn)費(fèi)(參 照?qǐng)D18)。即，船舶運(yùn)輸費(fèi)用在卸貨港已被確定(固定化)的時(shí)刻決定運(yùn)費(fèi)，因此，就上述 3種模式而言，通過(guò)使用不同船舶、不同裝貨港、不同卸貨港運(yùn)費(fèi)，在用于裝載原材料的船舶 已被確定的情況下，就可以計(jì)算出準(zhǔn)確的運(yùn)輸費(fèi)用。另外，如果都沒(méi)有固定下來(lái)、或者只有“裝貨港”、“裝貨港、裝貨品牌”、“裝貨港、裝 貨品牌、裝貨量”已經(jīng)固定，則使用不同品牌、不同卸貨港假定運(yùn)費(fèi)。即，在尚未決定卸貨港 的情況下，可以通過(guò)改變?cè)摯暗男敦浉鄱兏鼮檫\(yùn)輸費(fèi)用更便宜的卸貨港。在這種情況 下，利用在后文敘述的最佳化處理生成計(jì)劃，通過(guò)使用不同品牌、不同卸貨港假定運(yùn)費(fèi)，將 該船舶的卸貨港變更為比該卸貨港運(yùn)輸費(fèi)用更便宜的卸貨港。由此，可以生成運(yùn)輸費(fèi)用更便宜的計(jì)劃。此外，關(guān)于同一艘雇船，將固定化程度最低的記錄的狀態(tài)當(dāng)做該雇船的固定化 狀況。該固定化提取處理不一定要遵循圖15所示的時(shí)序執(zhí)行，例如也可以在開(kāi)始生成配合 計(jì)劃時(shí)執(zhí)行。利用上述功能，可以考慮船舶的航行狀況即裝貨港、裝貨品牌、裝貨量、卸貨港、卸 貨品牌、卸貨量之中對(duì)于該船舶而言哪些是可以改變的項(xiàng)目、哪些是不可改變的項(xiàng)目(在 通常的原材料進(jìn)貨為時(shí)尚早的情況下，可以改變用于裝載原材料的船舶，而當(dāng)日期迫近時(shí) 則變?yōu)椴豢筛淖?，實(shí)現(xiàn)高精度的配合計(jì)劃的生成。(9)基于目的函數(shù)對(duì)配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型進(jìn)行最佳化(圖14的配合計(jì)劃求解部 1409 (相當(dāng)于圖2的計(jì)劃部205)、圖15的步驟S1509)將上述構(gòu)建的由線性和整數(shù)制約式構(gòu)成的供求平衡模型、特性模型合并作為配合 計(jì)劃數(shù)學(xué)模型，基于預(yù)先設(shè)定的目的函數(shù)，利用LP (線性規(guī)劃法)、MIP (混合整數(shù)規(guī)劃法)、 QP(二次規(guī)劃法)等數(shù)理規(guī)劃方法，將問(wèn)題作為最佳化問(wèn)題求解，由此計(jì)算出最佳化的使用
量、進(jìn)貨量。這里，以使用線性式的情形為例說(shuō)明目的函數(shù)。在本實(shí)施方式中，將以費(fèi)用(配合 原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用)最小化為目的的目的函數(shù)J的一個(gè)實(shí)例表示為(式34)。 在使用目的函數(shù)求解時(shí)，使用購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息和在步驟S1508中設(shè)定的運(yùn)輸費(fèi)用信息。[算式25]算式25目的函數(shù) —Minimize...(式34)=Vi是品牌i的購(gòu)買(mǎi)單價(jià)(常數(shù))Fs, i,p是船舶S、品牌i、鋼鐵廠(卸貨港)ρ的運(yùn)費(fèi)(常數(shù))y^d是yp, ^之中使用船舶s的鋼鐵廠P、品牌i、d日的進(jìn)貨量(變量)Fi,p是品牌i、鋼鐵廠(卸貨港)p的假定運(yùn)費(fèi)(常數(shù))此外，(式34)只是目的函數(shù)的一個(gè)實(shí)例，也可以代之以其他目的函數(shù)，或者增加 其他目的函數(shù)。例如，在必須生成配合比例接近給定的目標(biāo)配合比例的配合計(jì)劃、必須生成前一 天的配合比例和次日的配合比例沒(méi)有大幅度偏離的配合計(jì)劃的情況下，如(式35)所示，在 目的函數(shù)中追加使超出目標(biāo)使用量的溢出量、低于目標(biāo)使用量的不足量、及當(dāng)天的使用量 與其前一天的使用量之差最小化的項(xiàng)。[算式?jīng)瞉算式?jīng)?/b>目的函數(shù) —Minimize……(式35)Wover 對(duì)溢出量的罰點(diǎn)大小(常數(shù))Wcover 對(duì)不足量的罰點(diǎn)大小(常數(shù))Wdiff 對(duì)使用量之差的罰點(diǎn)大小(常數(shù))利用混合整數(shù)規(guī)劃法對(duì)上述定型化的式(數(shù)學(xué)模型)求解，由此能夠得到將供求 平衡模型、特性模型合并而成的配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解。即，如在上述項(xiàng)目(6) (9) 中所說(shuō)明的那樣，將應(yīng)該最小化的式定型化為目的函數(shù)、將應(yīng)該滿足的各式定型化為制約 式，利用線性恒等式或不等式表達(dá)該制約式，以由1次式表現(xiàn)的目的函數(shù)的模型，構(gòu)建出數(shù) 學(xué)模型、目的函數(shù)。按照這種方式定型化的問(wèn)題作為線性規(guī)劃問(wèn)題是眾所周知的，本問(wèn)題可 以實(shí)現(xiàn)最佳化。以上說(shuō)明的配合計(jì)劃求解部1409 (計(jì)劃部205)和步驟S1509是本發(fā)明中所謂的 最佳化計(jì)算單元及其所執(zhí)行的處理的實(shí)例。(10)判斷利用最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果(圖14的求解結(jié)果判定部1410、圖15 的步驟 S1510、S1511)判斷使用(式18)‘進(jìn)行最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果是否滿足包含非線性算式的 數(shù)學(xué)模型f(xA、xB、xc、···、％)彡S。如果其結(jié)果滿足包含非線性算式的數(shù)學(xué)模型f(xA、xB、 xc>…、XN) ^ S，就將該求解結(jié)果作為對(duì)后文敘述的特性模擬器1412的計(jì)算指示，使其執(zhí)行 模擬。如果其結(jié)果不滿足包含非線性算式的數(shù)學(xué)模型f(XA、ΧΒ> Xe、…、XN) ^ S，就對(duì)包含 線性算式的數(shù)學(xué)模型f' (xA、xB、xc、…、χΝ)彡S'進(jìn)行調(diào)整(圖15的步驟S1511)。具體 地，稍微增大臨時(shí)下限值S'。圖20是步驟S1507 S1510的處理、即導(dǎo)入線性算式f ‘ (xA、xB、xc、...、xN)取代 了非線性算式f(xA、xB、xe、…、xN)之后的處理的流程圖。在步驟S2001中，基于供求平衡 模型、特性模型(導(dǎo)入線性算式f' (xA>xB>xc>…、xN)取代了非線性算式f(xA、xB、xc、…、 XN)定型化后的模型)、目的函數(shù)J執(zhí)行最佳化計(jì)算。在這種情況下，如(式18)'所示，將線性算式f' (XA、XB、XC、…、xN)的下限值設(shè) 定為比非線性算式f(xA、xB、x。、···、％)的下限值S小的臨時(shí)下限值S' = S-S (S 偏移值)， 定型化為數(shù)學(xué)模型。接著，在步驟S2002中，判斷使用包含線性算式的數(shù)學(xué)模型f' (xA、xB、xc、…、 XN) ^S'進(jìn)行最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果是否滿足包含非線性算式的數(shù)學(xué)模型f(XA、XB、 xc>->xN)彡S。即，將通過(guò)步驟S2001的最佳化計(jì)算得到的求解結(jié)果(各品牌A N的使 用量(配合比例))代入(式18)，判斷(式18)是否成立。如果步驟S2002的結(jié)果是(式18)成立，則結(jié)束本處理(轉(zhuǎn)移到圖15的步驟 S1512)。反之，如果(式18)不成立，就前進(jìn)到步驟S2003，按照預(yù)先設(shè)定的增減幅度稍微增 大臨時(shí)下限值S'，然后再次執(zhí)行步驟S2001的處理。即，執(zhí)行這樣一種收斂計(jì)算稍微增 大臨時(shí)下限值S'，然后通過(guò)最佳化計(jì)算求解，如此重復(fù)，直到(式18)成立。此外，在本實(shí)施方式中是以混合后的特性制約具有下限值的情形為例進(jìn)行說(shuō)明 的，在具有上限值的情況下也同樣如此。在這種情況下，線性算式f' (xA>xB>xc>…、xN)當(dāng) 做非線性算式f(XA、XB、Xc、…、％)的上限值。另外，在步驟S2001中，將線性算式f' (xA、
34XB> xc>…、χΝ)的上限值設(shè)定為比非線性算式f(xA、xB、xc、…、xN)的上限值大的臨時(shí)上限 值。(11)基于求得的解模擬庫(kù)存變化(圖14的庫(kù)存變化模擬器1411 (相當(dāng)于圖2的 庫(kù)存變化模擬器201)、圖15的步驟S1512)基于對(duì)上述配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解及由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部1401調(diào)入的全部或一 部分?jǐn)?shù)據(jù)，按照所設(shè)定的計(jì)劃確定期間量，以所設(shè)定的計(jì)劃生成精度對(duì)作為對(duì)象的全部或 一部分配合進(jìn)行模擬。在該模擬中，將無(wú)法編入配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型中的制約條件、開(kāi)工規(guī)則 等也編入其中進(jìn)行模擬，從而將作為配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解結(jié)果而輸出的解變更為可以 毫無(wú)問(wèn)題地使用到實(shí)際生產(chǎn)中的配合計(jì)劃。由此可以生成滿足實(shí)際生產(chǎn)所要求的時(shí)間精度 以及實(shí)際生產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。另外，將在配合比例發(fā)生了變化的情況下設(shè)備的安排所花費(fèi)的安排時(shí)間等作為數(shù) 學(xué)模型難以處理的制約的一個(gè)實(shí)例調(diào)入到模擬中，通過(guò)準(zhǔn)確的模擬，就可以生成滿足實(shí)際 生產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。(12)基于求得的解模擬特性(圖14的特性模擬器1412 (相當(dāng)于圖2的特性模擬 器202)、圖15的步驟S1513)基于對(duì)上述配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解及由庫(kù)存變化模擬器1411模擬出來(lái)的庫(kù)存 變化和由輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部1401調(diào)入的全部或一部分?jǐn)?shù)據(jù)，按照所設(shè)定的計(jì)劃確定期間量， 以所設(shè)定的計(jì)劃生成精度對(duì)作為對(duì)象的全部或一部分配合進(jìn)行特性模擬，得到配合原材料 在混合后的特性結(jié)果。在該模擬中，將無(wú)法編入配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型中的制約條件、開(kāi)工規(guī)則 等也編入其中進(jìn)行模擬，從而將作為配合計(jì)劃數(shù)學(xué)模型的求解結(jié)果而輸出的解變更為可以 毫無(wú)問(wèn)題地使用到實(shí)際生產(chǎn)中的配合計(jì)劃。由此可以生成滿足實(shí)際生產(chǎn)所要求的時(shí)間精度 以及實(shí)際生產(chǎn)所要求的細(xì)微制約的配合計(jì)劃方案。以上說(shuō)明的庫(kù)存變化模擬器1411 (庫(kù)存變化模擬器201)和步驟S1512以及特性 模擬器1412(特性模擬器202)和步驟S1513是本發(fā)明中所謂的模擬器及其執(zhí)行的處理的實(shí)例。(13)配合計(jì)劃的確定(圖14的確定部1413、圖15的步驟S1514)在利用上述庫(kù)存變化模擬、特性模擬得出的配合計(jì)劃之中確定所設(shè)定的計(jì)劃確定 期間量。如圖7所示，在本實(shí)施方式中將計(jì)劃確定期間設(shè)定為1天，因此，確定所生成的配 合計(jì)劃的最初的1天的計(jì)劃。對(duì)于所生成的配合計(jì)劃之中未進(jìn)入上述計(jì)劃確定期間內(nèi)的部 分，其計(jì)劃不作確定而廢棄。(14)判斷計(jì)劃生成期間或計(jì)劃確定期間內(nèi)的計(jì)劃是否已被確定(圖14的判定部 1414、圖 15 的步驟 S1515)判斷到該時(shí)刻為止已經(jīng)確定的計(jì)劃確定期間是否以及確定了預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃生 成期間量。在本實(shí)施方式中，計(jì)劃生成期間是10天，因此，在經(jīng)過(guò)第10次循環(huán)確定了計(jì)劃 的時(shí)刻，計(jì)劃確定期間量的計(jì)劃即告確定。因此，在經(jīng)過(guò)第10次循環(huán)計(jì)劃確定結(jié)束后的時(shí) 刻，生成第10天的配合計(jì)劃，結(jié)束處理。(15)籌劃開(kāi)始日期時(shí)間的更新(圖14的更新部1415、圖15的步驟S1516)在已經(jīng)確定的計(jì)劃確定期間尚未確定預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃生成期間量的情況下，將上 述配合計(jì)劃之中緊接在已經(jīng)確定的配合計(jì)劃期間之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間。在本實(shí)施方式中，如圖7所示，將在第1次循環(huán)中是當(dāng)初的第1天0點(diǎn)的籌劃開(kāi)始 日期時(shí)間更新為第2天0點(diǎn)，將在第2次循環(huán)中是當(dāng)初的第2天0點(diǎn)的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間 更新為第3天0點(diǎn)。(16)配合計(jì)劃的輸出(圖14的輸出部1416、圖15的步驟S1517)按照上述方式生成的配合計(jì)劃被輸出部1416顯示到顯示部103的畫(huà)面上，或者作 為數(shù)據(jù)發(fā)送到未圖示的外部設(shè)備。以上說(shuō)明的輸出部1416和步驟S1517是本發(fā)明中所謂的輸出單元及其所執(zhí)行的 處理的實(shí)例。如上所述，相應(yīng)于當(dāng)前的庫(kù)存變化狀況，考慮供求平衡制約、特性制約，首先針對(duì) 規(guī)定的最佳化期間，按照計(jì)劃生成時(shí)間精度構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，基于目的函數(shù)對(duì)所構(gòu)建的配合 計(jì)劃數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，然后基于求得的解對(duì)庫(kù)存變化、混合后的特性進(jìn)行模擬，根據(jù)模擬 結(jié)果求得配合計(jì)劃，然后在所求得的配合計(jì)劃之中確定所設(shè)定的計(jì)劃確定時(shí)段，將緊接在 計(jì)劃確定期間之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間，由此確定新的計(jì)劃對(duì)象期間 量的配合計(jì)劃；按順序?qū)@一系列處理重復(fù)執(zhí)行預(yù)定次數(shù)，就能夠生成所期望的計(jì)劃生成 期間內(nèi)的配合計(jì)劃。由此，能夠高速而且詳細(xì)地實(shí)現(xiàn)需要任意時(shí)間精度的配合計(jì)劃的最佳 化，而且能夠直接應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。(第3實(shí)施方式的變形例)作為配合計(jì)劃(例如使用量(配合比例))，大多生成年度計(jì)劃、季度計(jì)劃、月度計(jì) 劃之類的長(zhǎng)期計(jì)劃。預(yù)先生成這種長(zhǎng)期配合計(jì)劃、將該配合計(jì)劃作為基準(zhǔn)配合計(jì)劃，利用本 發(fā)明提出的配合計(jì)劃生成方法生成的短期配合計(jì)劃不能大幅度偏離基準(zhǔn)配合計(jì)劃，這一點(diǎn) 也很重要。因此，除了針對(duì)(式34)所示的費(fèi)用(配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用)而構(gòu) 建的目的函數(shù)J之外，也可以使用針對(duì)以不至于大幅度偏離預(yù)先生成的基準(zhǔn)配合計(jì)劃為目 的而構(gòu)建的目的函數(shù)J'。(式36)表示目的函數(shù)J'的一個(gè)實(shí)例。J' = Σ (I基準(zhǔn)配合比例(品牌)_配合比例(品牌、日)I)—最小化……(式36)基準(zhǔn)配合比例作為基準(zhǔn)的配合計(jì)劃中的配合比例上述實(shí)例中示出了以季度計(jì)劃作為基準(zhǔn)配合計(jì)劃，生成月度計(jì)劃中每一天的配合 計(jì)劃的情況下的一個(gè)實(shí)例。在這種情況下，要使配合比例(品牌、日)與基準(zhǔn)配合比例之差 按品牌、按天的合計(jì)值達(dá)到最小化。作為另一個(gè)實(shí)例，在籌劃季度計(jì)劃的情況下，也可以以 年度計(jì)劃作為基準(zhǔn)配合計(jì)劃來(lái)生成計(jì)劃。在這種情況下，在假設(shè)以月度計(jì)劃決定配合比例 (品牌、月)的情況下，要使配合比例(品牌、月)與基準(zhǔn)配合比例之差按品牌、按月的合計(jì) 值達(dá)到最小化。此外，也可以根據(jù)例如過(guò)去的實(shí)際情況生成基準(zhǔn)配合計(jì)劃，其生成方法可任意選 擇。當(dāng)然，也可以利用本發(fā)明提出的配合計(jì)劃生成方法預(yù)先生成長(zhǎng)期計(jì)劃，以此作為基準(zhǔn)配 合計(jì)劃。圖21表示可以發(fā)揮本發(fā)明的配合計(jì)劃生成裝置的功能的計(jì)算機(jī)裝置1200的硬 件結(jié)構(gòu)實(shí)例。其由用于對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行控制的中央處理單元-即CPU1201、用于顯示各種 輸入條件和結(jié)果等的顯示部1202、用于保存結(jié)果等的硬盤(pán)等存儲(chǔ)部1203、用于存儲(chǔ)控制程 序、各種應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)等的R0M(只讀存儲(chǔ)器)1204、CPU1201執(zhí)行處理時(shí)所使用的工作區(qū)域即RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)1205、和鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等輸入部1206等構(gòu)成。另外，將用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的軟件的程序代碼提供給與用于實(shí)現(xiàn)上述 實(shí)施方式的功能的各種設(shè)備相連接并驅(qū)動(dòng)這些設(shè)備工作的裝置或系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)，按照該 系統(tǒng)或裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)(CPU或MPU)中保存的程序驅(qū)動(dòng)上述各種設(shè)備工作，由此實(shí)現(xiàn)的結(jié) 果也包含在本發(fā)明的范疇內(nèi)。在這種情況下，上述軟件的程序代碼本身就能實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施 方式的功能，該程序代碼本身及用于將該程序代碼供給到計(jì)算機(jī)中的媒介、例如保存著相 關(guān)程序代碼的記錄介質(zhì)構(gòu)成了本發(fā)明。作為用來(lái)存儲(chǔ)程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)，可以使用例如 軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、光磁盤(pán)、CDR0M、磁帶、非揮發(fā)性存儲(chǔ)卡、ROM等。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在生成將多種配合原材料混合起來(lái)的配合計(jì)劃時(shí)，使用數(shù)理 規(guī)劃方法等，構(gòu)建出用于表達(dá)配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及用于表達(dá)混合后的 特性制約的數(shù)學(xué)模型，并使模擬器與最佳化計(jì)算部聯(lián)動(dòng)，由此能夠生成既不會(huì)用盡庫(kù)存、又 滿足特性、并且使費(fèi)用達(dá)到最小化的涵蓋數(shù)日的配合計(jì)劃。
權(quán)利要求
一種配合計(jì)劃生成裝置，用于生成將多種配合原材料混合的配合計(jì)劃，其特征在于，包含模擬器，對(duì)配合原材料的供求狀態(tài)和混合后的特性進(jìn)行計(jì)算；數(shù)據(jù)調(diào)入單元，調(diào)入包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性、費(fèi)用信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)；模型構(gòu)建單元，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入的數(shù)據(jù)，以從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù)先設(shè)定的最佳化期間量為對(duì)象，構(gòu)建用于表示配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及用于表示混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型；以及最佳化計(jì)算單元，使用由所述模型構(gòu)建單元構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于費(fèi)用而構(gòu)建的目的函數(shù)進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算對(duì)所述模擬器的指示。
2.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，包含輸出單元，該輸出單元用 于輸出所述模擬器的模擬結(jié)果即配合計(jì)劃。
3.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，以所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元所調(diào)入的數(shù)據(jù)作為前提條件，首先(a)所述最佳化計(jì)算單元生成從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的、最佳化期間量的計(jì)算指示，(b)所述模擬器以所述最佳化計(jì)算單元所生成的計(jì)算指示作為前提條件，僅執(zhí)行預(yù)先 設(shè)定的模擬期間量的模擬，(c)將所述模擬結(jié)果確定為僅預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃確定期間量的配合計(jì)劃，(d)將剛剛確定之后的日期時(shí)間設(shè)定為新的籌劃開(kāi)始日期時(shí)間，以已經(jīng)確定的配合計(jì)劃作為前提條件，重復(fù)執(zhí)行用于確定新的計(jì)劃確定期間量的配合 計(jì)劃的所述(a) (d)的一系列處理，直到確定了計(jì)劃生成期間量的配合計(jì)劃為止，由此生 成計(jì)劃生成期間量的配合計(jì)劃。
4.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，對(duì)于 全部或一部分配合原材料，計(jì)劃與作為目標(biāo)而給定的配合比例接近的配合。
5.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，計(jì)劃 前一天的配合比例與次日的配合比例背離不大的配合。
6.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，計(jì)劃 在前一天所使用的配合原材料在次日仍有庫(kù)存的情況下使用該配合原材料的配合。
7.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在生成所述配合計(jì)劃時(shí)，能夠 事先指定配合計(jì)劃的一部分。
8.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，包含線性化單元，在表達(dá)所述混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型中包含非線性算式的情況下， 導(dǎo)入線性算式以取代所述非線性算式，使數(shù)學(xué)模型定型化；以及判定單元，對(duì)使用了由所述線性化單元進(jìn)行了定型化的數(shù)學(xué)模型的所述最佳化計(jì)算單 元的求解結(jié)果是否滿足包含所述非線性算式的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行判斷。
9.如權(quán)利要求8所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，當(dāng)所述混合后的特性制約具有下限值的情況下，所述線性算式作為達(dá)到所述非線性算 式的下限的算式；當(dāng)所述混合后的特性制約具有上限值的情況下，所述線性算式作為達(dá)到所述非線性算2式的上限的算式。
10.如權(quán)利要求8所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，所述線性化單元在導(dǎo)入所述 線性算式以取代所述非線性算式從而使數(shù)學(xué)模型定型化時(shí)，在所述混合后的特性制約具有 下限值的情況下，設(shè)定比該下限值更小的臨時(shí)下限值，在所述混合后的特性制約具有上限 值的情況下，設(shè)定比該上限值更大的臨時(shí)上限值。
11.如權(quán)利要求10所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，當(dāng)使用了由所述線性化單 元進(jìn)行了定型化之后的數(shù)學(xué)模型的所述最佳化計(jì)算單元的求解結(jié)果不滿足包含所述非線 性算式的數(shù)學(xué)模型的情況下，稍微增大所述臨時(shí)下限值，或者稍微減小所述臨時(shí)上限值，利 用所述最佳化計(jì)算單元重復(fù)進(jìn)行求解。
12.如權(quán)利要求1所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入配合 原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用信息以及利用船舶時(shí)的運(yùn)輸費(fèi)用信息作為所述費(fèi)用信息；所述最佳化計(jì)算單元使用所述模型構(gòu)建單元所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于配合原材料 的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用而構(gòu)建的目的函數(shù)進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算出對(duì)所述模擬器的指示。
13.如權(quán)利要求12所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，包含提取單元，該提取單元 從所述船舶調(diào)度計(jì)劃的規(guī)定項(xiàng)目之中提取已經(jīng)固定化的項(xiàng)目。
14.如權(quán)利要求13所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，所述船舶調(diào)度計(jì)劃的規(guī)定 項(xiàng)目是裝貨港、裝貨品牌、裝貨量、卸貨港、卸貨品牌、卸貨量。
15.如權(quán)利要求13所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，由所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入 的運(yùn)輸費(fèi)用信息中包含不同船舶、不同裝貨港、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)信息和不同品牌、不同卸 貨港的運(yùn)費(fèi)信息；對(duì)應(yīng)于由所述提取單元提取的已經(jīng)固定化的項(xiàng)目，決定在所述最佳化計(jì)算單元中是使 用所述不同船舶、不同裝貨港、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)還是使用所述不同品牌、不同卸貨港的運(yùn)費(fèi)。
16.如權(quán)利要求12所述的配合計(jì)劃生成裝置，其特征在于，在所述最佳化計(jì)算單元中， 除了根據(jù)關(guān)于所述配合原材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用及運(yùn)輸費(fèi)用而構(gòu)建的目的函數(shù)之外、還根據(jù)以與 預(yù)先生成的作為基準(zhǔn)的配合計(jì)劃相差不太遠(yuǎn)的方式而構(gòu)建的目的函數(shù)，進(jìn)行最佳化計(jì)算。
17.—種配合計(jì)劃生成方法，用于生成將多種配合原材料混合的配合計(jì)劃，其特征在 于，包含調(diào)入步驟，調(diào)入包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特 性、費(fèi)用信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)；模型構(gòu)建步驟，根據(jù)所述已經(jīng)調(diào)入的數(shù)據(jù)，以從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù)先設(shè)定的最 佳化期間量為對(duì)象，構(gòu)建用于表示配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及用于表示混合 后的特性制約的數(shù)學(xué)模型；計(jì)算步驟，使用所述構(gòu)建而成的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于費(fèi)用而構(gòu)建的目的函數(shù)進(jìn)行最佳 化計(jì)算，計(jì)算對(duì)用于計(jì)算配合原材料的供求狀態(tài)及混合后的特性的模擬器的指示。
18.—種程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于生成將多種配合原材料混合的配合計(jì)劃的處理，其特 征在于，該程序使計(jì)算機(jī)發(fā)揮以下單元的功能模擬器，對(duì)配合原材料的供求狀態(tài)和混合后的特性進(jìn)行計(jì)算；數(shù)據(jù)調(diào)入單元，調(diào)入包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性、費(fèi)用信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)；模型構(gòu)建單元，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)調(diào)入單元調(diào)入的數(shù)據(jù)，以從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù) 先設(shè)定的最佳化期間量為對(duì)象，構(gòu)建用于表示配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及用 于表示混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型；以及最佳化計(jì)算單元，使用由所述模型構(gòu)建單元構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)關(guān)于費(fèi)用而構(gòu)建的 目的函數(shù)進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算對(duì)所述模擬器的指示。
19. 一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，其特征在于，記錄有權(quán)利要求18所述的程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于生成將多種配合原材料混合起來(lái)的配合計(jì)劃的配合計(jì)劃生成裝置，其包含模擬器(201、202)，用于計(jì)算配合原材料的供求狀態(tài)和混合后的特性；輸入數(shù)據(jù)調(diào)入部(301)模型構(gòu)建單元(203、204)，其基于包含配合原材料的進(jìn)貨計(jì)劃、配合原材料的庫(kù)存狀況、配合原材料的特性、費(fèi)用信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)，以從籌劃開(kāi)始日期時(shí)間起的預(yù)先設(shè)定的最佳化期間為對(duì)象，構(gòu)建用于表達(dá)配合原材料的供求平衡制約的數(shù)學(xué)模型及用于表達(dá)混合后的特性制約的數(shù)學(xué)模型；計(jì)劃部(205)，其使用模型構(gòu)建部(203、204)所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，基于與費(fèi)用相關(guān)而構(gòu)建的目的函數(shù)進(jìn)行最佳化計(jì)算，計(jì)算出針對(duì)所述模擬器(201、202)的指示。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101918904SQ200980102579
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者佐藤智宏, 小林敬和, 屋地靖人, 齋藤元治, 植木誠(chéng), 渡邊裕司, 石井義人, 石山理, 野村誠(chéng)治, 金澤典一, 鈴木豐 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社