日本最大の鉄鋼メーカーである日本製鉄は、2021年から推進している生産計画DX（デジタルトランスフォーメーション）の一環として、同社東日本製鉄所君津地区で出鋼スケジューリングシステムを構築した。このシステムは、製鋼工程の生産計画業務を数理最適化技術によって大幅に効率化するものだ。
東日本製鉄所工程業務部工程企画室長の河井田 博昭氏は、出鋼スケジューリングシステムを導入した背景について次のように語る。「製鋼工程では、高炉から取り出した銑鉄の不純物を除去して成分を調整し、最終製品の形に合わせて板状や棒状の中間製品を連続鋳造しています。1度に数千トンの大ロットで製造していますが、一方、お客様からの注文は10トン単位の多品種小ロットで、それぞれ求められる鉄の成分や納期が異なります。ジャスト・イン・タイムを満たしながら、これらの注文を大ロットにまとめ、いかに安いコストで製造するかが重要になります。このスケジュールをうまく最適化できないと、大きなコストデメリットが発生します」。
しかし、製鋼工程の週次計画を最適化する業務は、極めて複雑だった。「多様な注文を大ロットにまとめる際の組み合わせは、理論上、10の300乗という膨大な数に上ります。そのため、熟練者であっても試行錯誤しながら数時間かけて翌週分の計画を作成するような状況にあり、作業が深夜にまで及ぶことも少なくありませんでした」と情報システム部東日本システム室の富岡 駿氏は振り返る。

この課題に対して日本製鉄は、数学的な手法で最適解を求める「数理最適化技術」を応用した計算エンジンを日鉄ソリューションズ（以下、NSSOL）と共同開発し、週次計画業務を抜本的に改革する出鋼スケジューリングシステムを構築することにした。
NSSOLをパートナーに選んだ理由は、「当社の業務に精通しており、これまでのプロジェクトにおける技術的な信頼性の高さなどを評価しました。今回のシステムはアジャイル型で開発しましたが、当社の要望に柔軟かつスピーディーに対応してくれたので、予定通り開発を進められました」と河井田氏は話す。
出鋼スケジューリングシステムは、東日本製鉄所君津地区への先行導入が決定された。同システムはほかの製鉄所にも極力変更なしで横展開できるよう、汎用的に利用できるシステムであることが要件として求められた。
また、週次計画の前提条件が変化した場合でも、柔軟かつ迅速にリスケジューリングできるようにすることも目指した。24時間365日稼働する生産現場や後続業務への影響を最小限に抑えるためだ。

2023年10月に稼働した出鋼スケジューリングシステムは、生産計画の週次計画業務に大きなインパクトをもたらした。
デジタル改革推進部主幹、情報システム部情報システム企画第二室（兼務）主幹の森田 幾太郎氏は、「熟練者が何時間もかけて作成してきた生産計画と同等かそれ以上のものを、わずか数秒から数分で作成できるようになりました。システムで作成する生産計画の品質が低いと、計画の一部を修正するだけで全体のバランスを崩してしまうことがありますが、出鋼スケジューリングシステムが作成する生産計画にそうした心配はありません」と語る。
品質の高い生産計画を瞬時に作成できるようになったことで、週次計画業務は70％以上削減された。計画担当者は、生産計画の全体方針策定や計画品質の改善に多くの時間を割けるようになった。また、さまざまな状況変化に対してタイムリーに週次計画をリスケジュールできるようになり、特に後続業務の事情を考慮した計画の調整やリスケジュールが可能になるなど、計画業務の高度化も実現している。
日本製鉄は今後、出鋼スケジューリングシステムをほかの製鉄所に横展開するほか、同システムの導入によって高度化した君津地区の業務プロセスを、システムと一緒に展開していく予定だ。「NSSOLには、今後とも当社の良きパートナーとしてアドバイスや技術開発での協力をしてほしい」と河井田氏は期待する。

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