CN111699448B

CN111699448B - 运输作业控制设备，运输系统，运输作业控制方法和记录介质

Info

Publication number: CN111699448B
Application number: CN201880088926.7A
Authority: CN
Inventors: 但野红美子; 前野义晴
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2024-05-14
Anticipated expiration: 2038-02-08
Also published as: CN111699448A; US12019455B2; US20210080976A1; WO2019155589A1; JP7032705B2; JPWO2019155589A1

Abstract

本发明通过执行运输作业控制来提高整个工厂的生产力，即使是使用运输车辆生产不同数量的不同类型的产品的类型。这一运输作业控制设备被提供有：空间分布测量单元，该空间分布测量单元测量由运输车辆运输的在制品的空间分布；以及作业计划计算单元，该作业计划计算单元基于一组半成品的测量出的空间分布来计算作业计划，该作业计划指定由运输车辆中的每个运输车辆执行的运输作业的路线和频率，其中作业计划计算单元基于从在制品的测量出的空间分布确定的生产力指数中的变化，确定更新作业计划的时序。

Description

运输作业控制设备，运输系统，运输作业控制方法和记录介质

技术领域

本发明涉及一种用于得出一个或多个运输车辆的行驶路线的运输作业控制设备、运输作业控制方法、运输作业控制程序和记录运输作业控制程序的记录介质。

背景技术

近年来，制造和物流领域的人才短缺正在成为一个严重的问题。另一方面，随着客户需求的多样化，多产品可变数量型工厂和多产品自适应仓库(为了简洁起见，以下被统称为“多产品可变数量型工厂”)也在不断增加。

一般地，在多产品可变数量型工厂中，需求预测比较困难，并且待处理产品的种类和数量经常变化。因此，由于诸如意想不到的负荷变化、设置变更、工作经验不足等因素，完成生产的时间或完成运输的时间的变化往往很大。因此，在这样的多产品可变数量型工厂中，作业状态经常发生高频率的变化。

在工厂和仓库的工序之间的在制品、零件、产品(为了简洁起见，以下被统称为“在制品”)的输送中，基于初诸如步计划的生产量等静态信息，使用各种技术以准备高效的运输计划。

例如，专利文献1和专利文献2描述了运输计划准备设备和运输系统。专利文献1描述了参考运输成本(能源和人力)生成运输计划以降低运输成本(能源和人力)的技术。专利文献2描述了参考运输车辆的分布，生成能够避免拥堵的运输计划(每个运输车辆的运行路线)的技术。

作为多年来广泛使用的运输作业控制技术的一个示例，有一种使运输车辆或运输工人(为了简洁起见，以下被统称为“运输车辆”)在固定(定期)周期内，根据预先计划的生产量等静态信息，沿着包括一个或多个预定工作站的固定路线(为了简洁起见，以下被统称为“定期周期固定路线”)循环的技术。工作站是处理一个或多个工序的场所，如图1中所示，可以包括用于存储大量待处理的在制品的输入缓冲器，用于生产、检验和包装的处理单元，以及用于存储已经处理好并准备运输的在制品的输出缓冲器。

使用定期定点线路的运输运行控制技术的优点是，该技术容易让人理解，并且在发生异常情况时容易操作和响应。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2012-056667A

专利文献2：JP2006-331053A

专利文献3：JP2562519B

专利文献4：WO2012/121378

发明内容

本发明要解决的问题

随着最近多产品可变数量型工厂相对比重的增加，对更灵活的运输作业控制技术的需求越来越大。专利文献1和专利文献2中所述的运输计划准备设备和运输系统，由于采用了定期周期的固定路线，因此在应对大量产品的种类或数量的变化时，缺乏选择循环路线或循环频率的灵活性。例如，专利文献1和专利文献2中所述的机制不能确定与运输负荷相对应的循环频率。

作为与使用定期周期固定路线的循环相比在灵活性上得到改善的运输控制技术的示例，存在专利文献3和专利文献4中描述的一些技术。

根据专利文献3所述的技术，包括运输控制的生产线控制系统，假定在运行期间发生错误的设施不再存在，自动地执行重新计划。在专利文献3中所述的自动导引车的控制方法中，根据分别在设备中确定的计划表，以供应单的形式供应产品，即使发生在处理时间的每个间隙时，也能高效地操作设备。

专利文献4中所述的技术是一种通过估算加工设备的工件加工完成时间并推测性地移动运输设备来提高生产效率的技术。

但是，在作业状态经常性地高频率变化的多产品可变数量型工厂中，专利文献3中所述的技术效率低下，因为经常需要重新计划。

另一方面，专利文献4中所述的技术与使用定期周期固定路线的运输无关。特别是在执行使用定期周期固定路线的运输是在为了实现高产品质量的现有工厂中的情况中，该技术的应用往往是困难的，因为这样的基本作业模式的改变会影响质量控制。

很多工厂为了适应产品种类的变化，虽然有时也会建设一条全新生产线，但往往是通过重新建设生产线来实现。在现有的工厂中，为了适应多产品可变数量型的工厂系统，要求改进使用多年来取得了丰富的运行性能的定期周期固定路线的运输运行控制技术。

鉴于上述事实，本发明提供了一种运输作业控制设备、运输系统、运输作业控制方法和记录介质，它们即使在使用运输车辆的多产品可变数量型工厂中，也能通过经由工作站间网络高效地运输大量在制品的运输作业控制来提高整个工厂的生产力。

根据本发明的一个实施例的运输作业控制设备，包括作业计划计算单元，该作业计划计算单元被配置为基于由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布来计算作业计划，该作业计划定义由一个或多个运输车辆中的每个运输车辆执行的运输作业的路线和频率，并且该作业计划计算单元被配置为基于从在制品的空间分布获得的生产力指数中的变化来确定更新作业计划的时序。

根据本发明的一个实施例的一种运输系统包括一个或多个运输车辆以及运输作业控制设备，该运输作业控制设备具有：至少测量由上述一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布的空间分布测量功能；以及在基于从在制品的测量出的空间分布获得的生产力指数中的变化的时序更新作业计划的作业计划计算功能，该作业计划基于在制品的测量出的空间分布来定义由一个或多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率。

根据本发明的一个实施例的运输作业控制方法，包括：在基于从由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布获得的生产力指数中的变化的时序，更新作业计划，该作业计划基于在制品的空间分布来定义由一个或多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率。

根据本发明的一个实施例的记录介质，该记录介质记录运输作业控制程序，该运输作业控制程序使得计算机的控制单元操作为：作业计划计算单元，该作业计划单元在基于从由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布获得的生产力指数中的变化的时序更新作业计划，该作业计划基于在制品的空间分布来定义由一个或多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率。

本发明的效果

本发明提供了一种运输作业控制设备、运输系统、运输作业控制方法和记录介质，即使在使用运输车辆的多产品可变数量型工厂中，也能通过经由工作站间网络高效地运输大量在制品的运输作业控制来提高整个工厂的生产力。

附图说明

图1是用于表示根据本发明的工作站的一个示例的视图；

图2是用于说明根据本发明的第一实施例的运输作业控制设备的配置示例的框图；

图3是用于说明根据本发明的第一实施例的运输作业控制设备的操作示例的流程图；

图4是用于说明根据本发明的第二实施例的运输作业控制设备的配置示例的框图；

图5是用于说明根据本发明的第二实施例的运输作业控制设备的操作示例的流程图；

图6是用于说明根据本发明的第三实施例的运输作业控制设备的配置示例的框图；

图7是用于说明根据本发明的第三实施例的运输作业控制设备的操作示例的流程图；

图8是用于说明根据本发明的第四实施例的运输作业控制设备的配置示例的框图；

图9是用于说明根据本发明的第四实施例的运输作业控制设备的操作示例的流程图；

图10是用于说明根据本发明的运输作业控制设备的具体操作的说明图(1号)；

图11是用于说明根据本发明的运输作业控制设备的具体操作的说明图(2号)；

图12是用于说明根据本发明的运输作业控制设备的具体操作的说明图(3号)；

图13是用于说明根据本发明的运输作业控制设备的具体操作的说明图(4号)；以及

图14是用于说明运输作业控制设备的具体配置示例的框图。

具体实施方式

【第一示例实施例】

(配置的描述)

将描述本发明的第一实施例。运输作业控制设备1通过使用一个或多个运输车辆来控制多产品可变数量型工厂的运输作业。每个运输车在运输作业控制设备1的控制下，沿着设置在工作站之间的路线(工作站间网络)依次行驶，并根据需要在各工作站执行在制品的装载/卸载。

在图2中，示出了根据本实施例的运输作业控制设备1的配置示例。将省略对典型构成要素如通信手段和存储手段的描述。

根据本实施例的运输作业控制设备1包括空间分布测量单元10和作业计划计算单元20。根据本实施例的运输作业控制设备1被配置为能够存储在制品分布数据，该分布数据是在制品的测量出的空间分布和得出的作业计划。该作业计划包括每个运输车辆沿定期周期固定路线进行运输作业时的路线和频率。

空间分布测量单元10以预定的时序测量由运输车辆或工人运输的大量在制品(在每个位置存在的在制品的数量或数目)的空间分布。预定的时序，例如，是每个固定的时间间隔(10秒、1分钟、5分钟等)。对在制品的空间分布的测量可以只在工作量大的时区被执行，也可以在用户要求测量出的预定事件发生时，诸如检测到故障或异常时，执行测量。

作为测量在制品的空间分布的手段，可以通过使用厂内无线电通信、照相机、电子标签等来指定各在制品的位置，或者每个运输车辆可以告知被安装在其上的在制品的位置。对于运输车的位置，由运输车自身读取预先放置在工厂内的标记，以指定当前的位置，或者初步给定运输车的地图信息，包括工厂内各结构的形状和布局，并且通过使用诸如LIDAR(LightDetectionandRanging，激光成像检测和测距)的传感器来识别周围环境的形状，以估计自身的位置。空间分布测量单元10可以基于在制品的指定位置来计算在制品的空间分布。

此外，空间分布测量单元10可以被配置为从在制品的测量出的空间分布计算一个或多个工厂生产力指数。例如，空间分布测量单元可以被配置为计算工厂生产力退化指数作为工厂生产力指数之一。工厂生产力退化指数是表示工厂生产力下降的指数。

作为计算工厂生产力退化指数的方法的一个示例，可以将获得的在制品的密度为预定或更高的密度(例如，100/m²)的位置的数目作为数值(指数)。备选地，作为计算工厂生产力退化指数的方法的示例，可以将获得的在制品的密度为预定密度或更高密度的位置的面积的绝对值(例如，20m²以上)或上述面积相对于整个面积的比率(例如，20％以上)作为数值(指数)。

此外，作为工厂生产力退化指数，可以将获得的表示在制品的预定密度或较高密度的位置的空间偏差的量级作为数值(因为如果运输负荷偏差特定区域，则整个工厂的生产力可能会降低)。

此外，作为最终使用的工厂生产力退化指数，可以使用考虑示例所述的多个工厂生产力退化指数而被计算出的数值(指数)(计算的示例：将各指数加权后相加)。

空间分布测量单元10可以参考在制品在某个时间瞬间的空间分布来执行工厂生产力退化指数的计算，也可以在将在制品在特定时间窗口范围内的空间分布整合后执行计算。

随着时间窗口的延长，局部的分布变化被平均化。因此，可以提供一种机制，以基于在制品的空间分布的时间变化或其过去的数据来确定工厂当前测量目标区域的作业模式，并且自动地切换到与作业模式对应的时间窗口。该运行方式例如是表示工厂当前测量目标区域运行状况的指标，如处于不稳定的开机作业中、处于稳定的正常作业中、处于不正常的拥堵中、处于故障恢复作业中、处于定期维护中等。

空间分布测量单元10在计算工厂生产力退化指数时，确定计算出的工厂生产力退化指数是否高于预定的阈值。

该阈值从过去在工厂中发生的，当生产力下降到不可接受的水平时，例如前置时间延迟或吞吐量减少，正在运输的在制品的空间分布而被确定的。

阈值可以例如在过去发生了生产力下降到不可接受的水平时，基于被运输的在制品的空间分布的测量值而被确定。

关于阈值的计算，阈值可以从反映工厂中存在的所有在制品的空间分布得出。另外，可以从反映存在于工厂内部的预定区域的在制品的局部空间分布得出局部区域的阈值。

工厂内部的预定区域例如可以是m×n个单元格(例如，横向为m个单元格，纵向为n个单元格，m、n为自然数)、半径为m米的区域、将整个工厂划分为m个区域得到的每个区域、进行特定作业的区域、预定的重要区域，诸如门周围有大量AGV(自动导引车)或人员进出的地方，以及从布局上看容易成为交通瓶颈的地方。

阈值可以通过使用整个工厂的空间分布或局部空间分布(空间积分值)、特定时间范围内的平均值、最小值(如果考虑到安全方面)、最新值是发生在与当前时间瞬间最接近的时间瞬间的值(在反映工厂最新状态的情况下)、其他统计技术，等等而被计算出。

此外，还可以在阈值上附加变量，以便根据现场专家的经验和知识调整阈值。

作业计划计算单元20被配置为根据测得的在制品的空间分布计算确定由每个运输车辆执行的运输作业的路线和频率的作业计划。在这种情况下，作业计划计算单元20得出新作业计划，以便连接在制品的空间分布中的高密度部分，其中运输作业的数量或频率是很大或很高的。作业计划计算单元20基于在制品的测量出的空间分布中获得的生产力指数的预定或更大的变化确定更新作业计划的时序。对于作为更新作业计划的时序的生产力指数的预定或更大的变化，可以定义多个标准(阈值)。例如，可以适当地确定定义生产力指数暂时快速变化的允许量的阈值和定义生产力指数暂时缓慢变化的允许量的阈值。作为一个具体的示例，当作为生产力指数之一的工厂生产力退化指数高于阈值时，作业计划计算单元20可以得出新作业计划。

在制品的空间分布中的高密度部分是指空间的特定位置。例如，在测量目标空间由被分割成由网格状单元格的二维空间表示的情况下，该位置由垂直的第x个和水平的第y个单元格给出。另一方面，在测量目标空间由图结构表示的情况下，其中进行传输作业并在其间行驶的工作站包括节点和连接节点的边，位置可以由第x个节点给出。在测量目标空间由二维空间表示的情况下，位置可以由一个坐标(x，y)指定。

作为连接方法的一个示例，高密度部分的连接使运输车辆能够在最短的距离或最短的时间内循环高密度部分。高密度是指，对于在特定单元格中运输的在制品的数量，在特定时间瞬间的绝对值或在特定时间窗口的积分值或平均值大于预定值。备选地，高密度可以表示该数量以预定的或更高的比率大于整个测量目标区域的平均值。备选地，高密度可以由它们的组合来定义。

作为连接方法的另一示例，在制品的空间分布按密度进行聚类，聚类的中心点以最短距离被连接。为了进行路线的高效循环，在连接时，可以只选择那些相互之间的距离接近或较小的点作为连接对象，这样，在同一路线中只包括接近的区域。此外，作业计划的准备方式可以是，将连接对象按照预定的密度范围进行分类(示例1：按照“顶部30％、底部30％、其他”三个范围进行分类，示例2：按照“密度为30/m²以上、其他”两个范围进行分类)。以这种方式，能够频繁地循环在制品的运输量大的部分，而较少频繁地循环于运输量小的部分循环。因此，可以降低运输成本。

作为运输车辆的循环频率的一个示例，循环频率与循环目标部分密度的平均值或最大值的量级成比例(例如：假设除了最大限度地利用充电时间外，连续运行有限数目的运输车辆，计算运输车辆的工作分配)。

如上所述，通过得出改进的作业计划，使运输车辆高效地通过高密度部分，可以降低每个运输车辆的行驶成本，并且高效地运输各在制品。

将得出的作业计划适当地通知每个运输车辆，以控制多产品可变数量型工厂中的运输作业。通过基于作业计划对多产品可变数量型工厂进行操作，来提高整条生产线的生产量。

(作业的描述)

在图3中，示出了根据本实施例的运输作业控制设备1的操作示例。

首先，运输作业控制设备1通过空间分布测量单元10测量由每个运输车辆运输的在制品的空间分布(步骤101)。

接着，运输作业控制设备1基于从在制品的测量出的空间分布获得的生产力指数中的变化，由作业计划计算单元20根据在制品的测量出的空间分布，准备(更新)确定每个运输车辆所进行的运输作业的路线和频率的作业计划(步骤102)。

在上述步骤中准备的作业计划，必要时由操作者确认，然后通知每个运输车辆。

因此，运输作业控制设备1根据生产力指数中的变化更新作业计划，以便控制每个运输车辆的行驶。在这种情况下，当工厂生产力退化指数高于预定值时，运输作业控制设备1操作以重复作业计划的重新计算，例如，以防止现场生产力的下降高于了允许的范围。

(效果)

如上所述，运输作业控制设备1计算(更新)沿定期周期固定路线循环的运输车辆的作业计划，以便即使在容易改变作业状态的多产品可变数量型工厂中，也能根据被运输的在制品的空间分布，高效地维持整个工厂的生产力。以这种方式，只需少量的运输车辆就可以高效地进行作业。由于使用的是定期-固定路线，所以作业计划是易于理解的。

例如，如果在过去生产力出现不可接受的下降时，基于运输的在制品的空间分布确定计算(更新)新作业计划的条件，则即使在作业状态经常变化的多产品变量工厂中，也可以防止作业计划的过度频繁变化。因此，在生产效率指数变化对生产效率影响不大的情况下，不改变作业计划，这样就可以减少使用新作业计划后重新安排每个运输车辆的人力和时间，以及出现不熟练的工作，避免给工人带来负担和意想不到的麻烦。

因此，利用根据本实施例的运输作业控制设备，即使在使用运输车辆的多产品变量工厂中，也能够通过工作站间网络高效地运输大量在制品的运输作业控制来提高整个工厂的生产力。

下面，将参考多个实施例来描述本发明。各个实施例的特征可以适当地组合。在每个实施例中，对于已经描述的构成要素或操作，将简化或省略描述。

【第二实施例】

(配置的描述)

将描述本发明的第二实施例。

在图4中，示出了根据本实施例的运输作业控制设备1的配置示例。

根据本实施例的运输作业控制设备1包括空间分布测量单元10、作业计划计算单元20、运输车辆控制单元30、作业计划呈现单元40以及循环点选择单元50。其中空间分布测量单元10和作业计划计算单元20已经在第一实施例中进行了描述，因此，本实施例将简化或省略对其的描述。

运输车辆控制单元30基于给定的作业计划，在真实环境中或在反映真实环境的特征的模拟环境中操作运输车辆。

作业计划呈现单元40将计算出的作业计划呈现给用户。在这种情况下，显示单元等可以显示路线和频率，或者显示针对路线上每个循环点的预定循环时间瞬间的计划。

在准备连接在制品的空间分布中的高密度部分的路线时，循环点选择单元50将连接对象限定为每个个体工作站附近的对象。例如，工作站的附近是指从工作站的中心部分在预定的距离内或在预定的时间间隔内可以到达的范围。以这种方式，可以防止将执行装载和卸载的工作站以外的简单拥挤位置选为连接对象。

(作业的说明)

在图5中，示出了运输作业控制设备1的操作示例。

首先，运输车辆控制设备30接收作业计划(步骤201)。

接着，运输车辆控制单元30根据接收到的作业计划操作运输车辆(步骤202)。

接着，空间分布测量单元10测量由每个运输车辆运输的在制品的空间分布(步骤203)。

空间分布测量单元10参考在制品的空间分布，如果工厂生产力退化指数等于或高于预定值，则操作进行到步骤205。否则，操作返回到步骤203(步骤204)。

如果工厂生产力退化指数等于或高于预定值，则循环点选择单元50在在制品的空间分布中消除那些具有高密度但远离任何工作站的部分，作为不包括在循环路线的部分(步骤205)。因此，循环点选择单元50选择运输车辆沿其循环的路线。

接着，作业计划计算单元20通过将在制品的空间分布中在制品的密度高的那些部分连接起来，来准备(更新)新作业计划(步骤206)。

接着，作业计划呈现单元40将在步骤206中准备的作业计划呈现给用户(步骤207)。在这种情况下，显示单元等可以显示作业计划，以请求用户检查和批准作业计划。备选地，作业计划可以被显示在被安装于容易看到的位置的显示单元上，以便在必要时进行检查，而不是以批准为目的。如果用户不希望为了节省人力或提高改进周期的速度而确认所准备的作业计划，则操作可直接进入步骤208，而不进行此步骤。

最后，向运输车辆控制单元30指示作业计划(步骤208)

(效果)

如上所述，根据本实施例的运输作业控制设备1计算(更新)沿定期周期固定路线循环的运输车辆的作业计划，从而使得即使是在像根据第一实施例的运输作业控制设备1那样容易改变作业状态的多产品可变数量型工厂中，也能根据被运输的在制品的空间分布高效地维持整个工厂的生产力。以这种方式，可以利用少量的运输车辆高效地执行作业。由于使用了定期周期的固定路线，所以作业计划是易于让人理解的。

另外，利用根据本实施例的运输作业控制设备1，可以防止将执行装载和卸载的工作站以外的简单拥挤位置选为连接对象，以及可以提高运输效率。

【第三实施例】

(配置的描述)

将描述本发明的第三实施例。

在图6中，示出了根据本实施例的运输作业控制设备1的配置示例。

根据本实施例的运输作业控制设备1包括空间分布测量单元10、作业计划计算单元20、运输车辆控制单元30、作业计划呈现单元40以及流速测量单元60。其中除流速测量单元60以外的构成元件已经在第一和第二实施例中进行了说明，因此，在本实施例中对其的说明将简化或省略。

流速测量单元60被配置为测量每个在制品的流速(待运输的在制品的行驶速度)。

在本实施例中，作业计划计算单元20准备新作业计划，从而使得作业计划包括在制品的流速高的部分。

以这种方式，由于在制品流速高的部分预计是运输车辆容易通过的位置，因此能够提高运输车辆的行驶效率。

(作业的描述)

在图7中，示出了根据本实施例的运输作业控制设备1的操作示例。在该操作示例中，将说明与根据第二实施例的运输作业控制设备1的不同之处。

除了根据第二实施例的运输作业控制设备1的操作之外，根据本实施例的运输作业控制设备1与第二实施例的步骤203同时执行以下操作。需要说明的是，以下操作可以在第二实施例的步骤202和步骤203之间或步骤203和步骤204之间执行。

流速测量单元60测量由运输车辆或工人运输的大量在制品的流速，与空间分布测量单元10测量在制品的密度同时进行(步骤303)。

当通过连接在制品的密度高的部分来准备(更新)新作业计划时，作业计划计算单元20包括在连接对象的在制品流速高的部分(步骤305)。确定在制品流速高的部分的标准不限于此。例如，可以将被运输的在制品的移动速度的平均值、中位数或众数是否不小于这些部分的预定值作为标准。另外，与周围环境(在特定区域内、在预定距离的范围内等)的流速的平均值相比，流速大于预定比率的部分可以作为用于确定的标准。

(效果)

如上所述，根据本实施例的运输作业控制设备1计算(更新)沿定期周期固定路线循环的运输车辆的作业计划，从而使得即使在像根据第一实施例的运输作业控制设备1那样容易改变作业状态的多产品可变数量型工厂中，也能根据被运输的在制品的空间分布高效地维持整个工厂的生产力。这样，可以利用少量的运输车辆高效地执行作业。由于使用了定期周期的固定路线，所以作业计划是易于让人理解的。

此外，使用根据本实施例的运输作业控制设备1，与根据第一实施例的运输作业控制设备1相比，由于运输车辆顺利通过可通过的部分，因此能够提高运输车辆的行驶效率。

【第四种情况】

(配置的描述)

将描述本发明的第四实施例。

在图8中，示出了根据本实施例的运输作业控制设备1的配置例。

根据本实施例的运输作业控制设备1包括空间分布测量单元10、作业计划计算单元20、运输车辆控制单元30、作业计划呈现单元40以及作业计划评价单元70。其中除作业计划评价单元70以外的构成要素已经在第一和第二实施例中进行了说明，因此，在本实施例中将简化或省略对其的说明。

本实施例的作业计划计算单元20的不同之处在于，不是单一的作业计划，而是计算多个作业计划作为要使用的作业计划的候选。作业计划计算单元20改变上述高密度部分的连接方式或时间窗口的大小，计算多个作业计划的候选。

作业计划评价单元70通过使用预定的指数来评价所准备的多个作业计划的每个作业计划的生产力，并选择具有最高评价值的一个作为新执行的作业计划。评价指标的例子包括整个工厂或其一部分生产线的吞吐量、运输车辆的行驶成本、运输车辆的运转率、工作站的制造设备的运转率、中间库存量等评价技术的例子包括使用运输车辆和工作站作为代理的多代理模拟、通过将在制品的运输近似为流体来进行分析的技术。

下面将描述准备评价模型的方法的一个示例。

假设每个工作站的处理时间由基于工作站的统计特性的预定概率分布表示，并且提供给输入缓冲器的在制品根据概率分布进行处理并输出到输出缓冲器(在此，将表示这种行为的数学模型称为工作站模型)。

假设从作为在制品交付源的工作站的输出缓冲器到作为交付目的地的工作站的输入缓冲器的传输时间也由预定的概率分布表示(在此，将表示这种行为的数学模型称为传输模型)。

可以根据真实工厂的地理布局上的连接关系，通过连接工作站模型和运输模型来准备评价模型(将连接源的模型的输出值作为连接目的地的模型的输入值给出)。

例如，当来自最上游点的在制品供应量的输入量以各种不同的模式变化时，通过获得评价模型的最下游点的输出量，可以计算吞吐量和中间库存量等各种指标。

(作业的描述)

在图9中，示出了根据本实施例的运输作业控制设备1的操作示例。在该操作示例中，将主要说明与第二实施例的运输作业控制设备1的区别。

在本实施例的运输作业控制设备1中，除了根据第二实施例的运输作业控制设备1的操作之外，作业计划计算单元20在第二实施例的步骤205中通过连接高密度部分来准备新作业计划时，准备多个作业计划作为作业计划的候选。

除了根据第二实施例的运输作业控制设备1的操作之外，本实施例的运输作业控制设备在步骤205和步骤206之间执行以下操作。

作业计划评价单元70根据预定的指数，对所准备的各候选作业计划的生产力进行评价，并选择评价值最高的一个作为新作业计划来执行(步骤406)。

(效果)

如上所述，根据本实施例的运输作业控制设备1计算(更新)沿定期周期固定路线循环的运输车辆的作业计划，从而使得即使在像根据第一实施例的运输作业控制设备1那样容易改变作业状态的多产品变量型工厂中，也能根据被运输的在制品的空间分布高效地维持整个工厂的生产力。这样，可以利用少量的运输车辆高效地执行作业。由于使用了定期周期的固定路线，所以作业计划是易于让人理解的。

另外，使用本实施例的运输作业控制设备1，与使用第一实施例的运输作业控制设备1相比，能够更高效地提高生产效率，因为本实施例从多个候选作业计划选择最佳作业计划。

【操作示例】

在此，将参考根据本实施例的运输作业控制设备1的作业计划得出过程的一个示例来描述本发明。在此，以第二实施例的运输作业控制设备1为例，将使用图10至图13与图5一起进行说明。在这些图中，图10是用于说明初始作业计划的一个示例的视图，图11是用于说明在制品的空间分布的视图，图12是用于说明初始作业计划除了从连接对象中消除的部分之外的视图，图13是用于说明通过连接高密度部分来准备的新作业计划的视图。

首先，运输车辆控制单元30接收运输车辆的运行计划(步骤201)。作为运行计划的一个示例，可以使用指示要依次通过的坐标序列的信息，该坐标序列表示每个运输车辆的循环路线，以及循环频率。需要说明的是，在图10至图13中所示的图中，以下坐标对应于左上角单元格定义为(1，1)的网格。运输车辆控制单元30接收到该信息后，进行下一工序。

{(5，5)，(10，6)，(15，12)，(23，4)，(29，10):每15分钟一次}，

{(7,18)、(14,23)、(20,16)、(29,10)：每15分钟一次}。

图10中示出的作业计划例示了初始(当前)作业计划。在此，测量目标空间被分割成网格状单元格。运输作业控制设备1(空间分布测量单元10)测量在制品在各单元格中被运输的空间分布。每个工作站用圆圈表示，每个路线及其方向用箭头表示。

虽然在这个具体的示例中没有被描述，但作为作业计划的另一示例，运输车辆可以依次接收要执行的操作序列。

{前进20米、确认标记、转弯90度、前进10米...}

接着，运输车辆控制单元30根据接收到的作业计划操作每个运输车辆(步骤202)。例如，运输车辆可以一边自动行驶，一边利用被放置在指定位置的标记物来估计自己的位置，或者可以一边行驶，一边通过无线电或类似方式与中央控制设备通信确认位置。

在图11中，示出了对应于图10的作业计划的空间分布的一个示例。在此，每个单元格的在制品的密度由六个级别表示。单元格的颜色越深，在制品的数量越多(密度越高)。密度越高，循环就需要越频繁。

参考图11，在图11的右上方位置，存在单元格群集，在这个单元格群集处没有工作站存在，但在制品的运输量局部较大，即在制品的运输量是停留的。这表示容易拥挤的单元格被包含在循环路线的中间。

图11中左下方位置的两个工作站，虽然在制品运输量较小，但处于与在制品运输量大的工作站的循环频率相同的状态。

接着，循环点选择单元50消除那些具有许多在制品但与工作站相距较远的预定距离或更远距离的单元格(步骤205)。图12表示在制品的空间分布，但图11中右上方位置的单元格群集除外，该单元格群集中没有工作站，但在制品正在停留。

接着，作业计划计算单元20根据图12中在制品的空间分布准备新作业计划(步骤206)。将在下文作详细说明。

首先，作业计划计算单元20参考密度是高还是低，将图12的在制品的空间分布划分为以下两个群集。

-群集1：{(29，10)，(5，5)，(15，12)，(20，16)，(10，6)，}

-群集2：{(14,23),(7,18),}

随后，为每个群集准备一条新循环路线。在此，将每个群集中距离最短的工作站连接起来。

-路线1：{(5，5)，(10，6)，(15，12)，(20，16)，(29，10)}

-路线2：{(7，18)，(14，23)}

作为上述连接方法以外的连接方法，可以考虑取决于在制品的种类，不同地按顺序进行限制。备选地，也可以利用与障碍物相关的地图信息来准备路线，具体如下。

-基于工厂布局CAD给定的地图信息(障碍物的位置等)

-从运输车辆等接收到的突然无法通行的位置信息。

随后，作业计划计算单元20基于准备好的新路线和各群集中在制品的空间分布情况，确定每个路线的循环频率。在本实施例中，如前所述，将各单元的在制品的密度分为六级。在此，根据群集中密度最高的单元格的密度来确定循环频率。在此，假设每个密度需要的循环频率如下。

-包括具有第一高密度的单元格的群集：15分钟循环一次

-包括具有第二高密度的单元格的群集：20分钟循环一次

-包括具有第三高密度的单元格的群集：25分钟循环一次

-包括具有第四高密度的单元格的群集：30分钟循环一次

-包括具有第五高密度的单元格的群集：35分钟循环一次

-包括具有第六高密度的单元格的群集：不定期地循环

在这个示例中，群集1中具有最高密度的单元格的密度对应于“具有第一高密度的单元格”，因此，循环频率是“15分钟循环一次”。另一方面，在群集2中具有最高密度的单元格的密度对应于“具有第四高密度的单元格”，因此，循环频率为“30分钟一次循环”。根据上述情况，准备以下新作业计划。

-作业计划1：{(5，5)，(10，6)，(15，12)，(20，16)，(29，10)：每15分钟一次}

-作业计划2：{(7，18)，(14，23)：每30分钟一次}

图13表示新准备的作业计划。与初始作业计划相比(图10)，减少了在制品较少的工作站的循环频率，以节省运输成本。此外，通过消除非工作站的拥挤点，可以提高运输效率。

在上述情况下，选择按密度初步确定的循环频率。作为另一种方法，可以准备作业计划，从而使得基于给定的运输费用限制(例如，每小时允许运输车辆总共循环8次)来执行运输车辆的分配。在这种情况下，运输车辆例如基于每条路线的最大密度的比率而被分配。假设路线1与路线2的最大密度之比为3比1，则路线1的循环频率为10分钟一次，路线2的循环频率为30分钟一次。在这种情况下，新准备的运行时刻表如下。

-作业计划1：{(5，5)，(10，6)，(15，12)，(20，16)，(29，10)：每10分钟一次}

-作业计划2：{(7，18)，(14，23)：每30分钟一次}

如上所述，应用本发明的运输作业控制设备，即使在使用运输车辆的多产品可变数量型工厂中，也能通过工作站间网络高效地运输大量在制品的运输作业控制来提高整个工厂的生产效率。

运输作业控制设备的每个单元可以通过使用图14中所示的计算机系统的硬件和软件的组合而被实现。该计算机系统包括一个或多个处理器和符合所需模式的存储器。在该计算机系统的模式中，各单元可以通过在存储器中准备运输作业控制程序，并在该程序的基础上通过一组执行指令和一组代码来操作一个或多个处理器等硬件而被实现。在这种情况下，根据需要，该程序可以与操作系统、微程序和驱动程序等软件提供的功能配合实现各单元。

在存储器中开发的程序数据适当地包括执行指令组和用于上述一个或多个单元操作处理器的代码组、表格文件、内容数据等。

计算机系统不一定要构造成单个设备，而是可以通过多个服务器/计算机/虚拟机的组合构造成所谓的瘦客户机、分布式计算或云计算。计算机系统的一部分或全部部分可以由硬件或固件(例如，一个或多个LSI：大规模集成，FPGA：现场可编程门阵列，电子元件的组合))。类似地，每个单元中只有一部分可以被硬件或固件替换。

该程序可以被非临时性地记录在要分发的记录介质中。记录在记录介质的程序通过有线、无线或记录介质本身被读取到存储器中，以操作处理器等。

在本说明中，记录介质包括存储介质、存储设备、存储设备等类似术语。记录介质以光盘、磁盘、半导体存储设备、硬盘设备、磁带介质等为例。记录介质最好是非暂时性的。记录介质可以包括易失性模块(例如，RAM：随机存取存储器)和非暂时性模块(例如，ROM：只读存储器)的组合。

用另一种表达方式描述上述模式，处理器基于存储器中开发的运输作业控制程序，作为空间分布测量设备、作业计划计算设备、运输车辆控制设备、作业计划呈现设备、循环点选择设备、流速测量设备和作业计划评价设备进行操作。由此，可以实现运输作业控制设备。

同样地，以另一种表达方式描述上述模式，记录介质包括在存储器中开发的运输作业控制程序，以与信息处理资源一起操作，并使信息处理资源适当地执行空间分布测量步骤、作业计划计算步骤、运输车辆控制步骤等。由此，构建了运输作业控制设备。

已经参考实施例对本发明进行了描述。然而，本发明的具体结构并不限于上述实施例，但本发明包括在不脱离本发明要点范围内的任何修改。例如，在满足本发明要点和所述功能的前提下，可以自由地对前述实施例的块状结构进行分离和组合、更换步骤等修改。本发明不受上述描述的限制。

上述实施例的一部分或全部的描述如下。需要说明的是，以下补充说明完全不是对本发明的限制。

【补充说明1】

一种运输作业控制设备，包括：

作业计划计算单元，该作业计划计算单元被配置为基于由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布计算作业计划，该作业计划定义由一个或多个运输车辆中的每个运输车辆执行的运输作业的路线和频率；

作业计划计算单元被配置为基于从在制品的空间分布获得的生产力指数中的变化来确定更新作业计划的时序。

【补充说明2】

根据补充说明1所述的运输作业控制设备，其中运输作业控制设备还包括运输车辆控制单元，该运输车辆控制单元被配置为基于由该作业计划计算单元计算出的作业计划，来与真实环境或反映真实环境的特征的模拟相符合地操作每个运输车辆。

【补充说明3】

根据补充说明1或2所述的运输作业控制设备，还包括被配置为向用户呈现计算出的作业计划的作业计划呈现单元。

【补充说明4】

根据补充说明1至3的任一项所述的运输作业控制设备，其中：

该运输作业控制设备被配置为保持工厂生产力退化指数的阈值，该工厂生产力退化指数是表示工厂的生产力的退化的指数；

该作业计划计算单元被配置为计算从在制品的测量出的空间分布获得的工厂生产力退化指数，并且基于工厂生产力退化指数的计算值和工厂生产力退化指数的阈值来确定更新作业计划的时间。

【补充说明5】

根据补充说明4所述的运输作业控制设备，其中工厂生产力退化指数是基于以下至少一项而被计算出的：在制品的密度为预定或较高密度的位置的数目、在制品的密度为预定或较高密度的位置的面积的绝对值或面积关于整个区域的比率、以及表示在制品的具有预定或较高密度的位置的空间偏差的量级的值。

【补充说明6】

根据补充说明4或5所述的运输作业控制设备，其中工厂生产力退化指数通过引用在制产品组在特定的时间瞬间的空间分布而被计算，或者通过在特定的时间窗口的范围内对在制产品组的空间分布积分而被计算，该时间窗口响应于作业的模式可切换。

【补充说明7】

根据补充说明1至6中的任一项所述的运输作业控制设备，其中作业计划计算单元被配置为通过连接高密度部分来准备作业计划，该高密度部分是由空间分布测量单元测量出的在制品的空间分布中的高密度部分。

【补充说明8】

根据补充说明7所述的运输作业控制设备，其中作业计划计算单元被配置为通过从多个指数选择至少一个指数来确定在制品的密度的高度，该至少一个指数对于正在被运输的在制产品的数量指示在特定时间瞬间的绝对值，或在特定时间窗口中的积分值或平均值大于预定值，该数量以预定或更高的比率大于整个测量目标区域的平均值。

【补充说明9】

根据补充说明7或8所述的输送操作控制设备，其中作业计划计算单元被配置为连接在制品的密度高的部分，以便在最短的距离或最短的时间内进行循环。

【补充说明10】

根据补充说明7至9中的任一项所述的运输作业控制设备，其中作业计划计算单元被配置为按密度对在制品的空间分布进行聚类，并以最短的距离连接群集的中心点。

【补充说明11】

根据补充说明7至10中的任一项所述的运输作业控制设备，其中作业计划计算单元被配置为通过在连接时选择在制品的空间分布中仅有那些彼此接近且其间距离为预定或较小的部分作为连接对象，来准备作业计划，从而使得仅将在制品的空间分布中彼此接近的运输车辆包含在同一路线中。

【补充说明12】

根据补充说明7至11中的任一项所述的运输作业控制设备，其中作业计划计算单元被配置为通过按预定密度范围对连接对象进行分类，来准备作业计划。

【补充说明13】

根据补充说明1至12中的任一项所述的运输作业控制设备，其中作业计划计算单元被配置为按照作为循环对象的部分在制品的密度的平均值或最大值的量级的比例确定循环频率。

【补充说明14】

根据补充说明1至13中的任一项所述的运输作业控制设备，还包括循环点选择单元，该循环点选择单元被配置为将一个或多个运输车辆的每个所进行运输作业的路线限制在工作站附近。

【补充说明15】

根据补充说明14所述的运输作业控制设备，其中循环点选择单元将工作站的附近识别为从工作站的中心部分在预定距离或预定时间间隔内可到达的范围。

【补充说明16】

根据补充说明1至15中的任一项所述的运输作业控制设备，还包括：

流速测量单元，该流速测量单元被配置为测量包括在制品的测量空间分布的在制品的流速；

作业计划计算单元被配置为在更新作业计划时准备新作业计划，从而使得新作业计划包括在制品流速高的现有路线的一部分。

【补充说明17】

根据补充说明1至16的任一项所述的运输作业控制设备，其中：

作业计划计算单元还被配置为计算多个作业计划作为候选；

运输作业控制设备还包括:

作业计划评价单元，该作业计划评价单元被配置为评价由作业计划计算单元计算出的多个作业计划，以选择最佳计划。

【补充说明18】

根据补充说明17所述的运输作业控制设备，其中作业计划评价单元被配置为通过使用整个工厂或其生产线的一部分的吞吐量、运输车辆的行驶成本、运输车辆的作业率和每个工作站的制造设备的作业率的至少一个作为指标来评价作业计划。

【补充说明19】

一种运输系统，包括：

一个或多个运输车辆；以及

运输作业控制设备，具有：

空间分布测量功能，用于测量由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布；以及

作业计划计算功能，该功能在基于从在制品的测量空间分布获得的生产力指数中的变化的时序更新作业计划，该作业计划基于在制品的测量空间分布定义由一个或多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率。

【补充说明20】

一种运输系统控制方法，包括：

测量由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布；

根据从在制品的测量出的空间分布中获得的生产力指数中的变化，在一个时间更新一个作业计划，该作业计划根据在制品的测量出的空间分布定义一个或多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率。

【补充说明21】

一种记录介质，记录运输作业控制程序，该运输作业控制程序使得计算机的控制单元操作为：

空间分布测量单元，该空间分布测量单元被配置为测量由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布；以及

作业计划计算单元，该作业计划计算单元被配置为在基于从在制品的测量出的空间分布获得的生产力指数中的变化的时序更新作业计划，该作业计划定义了由一个或多个运输车辆根据在制品的测量出的空间分布进行的运输作业的路线和频率。

【补充说明22】

一种记录介质，非临时性地记录程序，所述程序使得作为运输作业控制系统中包括的一个或多个运输车辆的运输作业控制设备的计算机的处理器被操作为；

空间分布测量单元，被配置为检测由一个或多个运输车辆运输的每个在制品的位置，并测量检测到的在制品的空间分布；

作业计划计算单元，被配置为，基于从由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布获得的生产力指数中的变化的时序更新作业计划，该作业计划基于在制品的空间分布定义由一个或多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率；以及

运输车辆控制单元，该运输车辆控制单元被配置为基于由作业计划计算单元计算出的作业计划，通过无线电通信来与真实环境或反映真实环境的特征的模拟相符合地操作每个运输车辆。

【补充说明23】

一种记录介质，该记录介质非临时性地记录程序，该程序使得计算机的处理器作为一种运输操作控制设备运行，该设备控制多产品可变数量型工厂所使用的运输系统中所包含的一个或多个运输车辆，其操作如下：

空间分布测量单元，该空间分布测量单元被配置为检测由一个或多个运输车辆运输的每个在制品的位置，并连续测量检测到的在制品的空间分布；

作业计划计算单元，该作业计划计算单元被配置为基于参考空间分布测量单元测量出的在制品的空间分布，在作业空间的每一段在制品的密度差异，计算定义工作站间网络的作业计划和通过工作站间网络进行运输作业的频率；工作站间网络是指一个或多个运输车辆行驶的路线，以及通过网络路径连接安装在多产品可变数量型工厂的某一工作站和另一工作站，并且基于从在制品的测量出的空间分布中获得的生产力指数中的变化，确定更新作业计划的时序；以及

运输车辆控制单元，该运输车辆控制单元被配置为通过无线电通信，基于由作业计划计算单元计算出的作业计划，来与真实环境或反映真实环境的特征的模拟相符合地操作每个运输车辆。

符号说明

1 运输作业控制设备

10 空间分布测量单元

20 作业计划计算单位

30 运输车辆控制单元

40 运行计划呈现单元

50 循环点选择设备

60 流速测量单元

70 作业计划评价单元

Claims

1.一种运输作业控制设备，包括：

其中，多产品可变数量型工厂的内部被提前划分为多个区域，

其中，所述运输作业控制设备被配置为提前至少保持工厂生产力退化指数的阈值作为一个或多个生产力指数的允许量中的一个允许量，所述工厂生产力退化指数是表示所述多产品可变数量型工厂的生产力中的不可接受退化的指数；

空间分布测量单元，所述空间分布测量单元被配置为：

测量每个在制品位于所述多产品可变数量型工厂中的区域，并且创建在制品分布数据，所述在制品分布数据在分布和密度中指示每个在制品位于所述多产品可变数量型工厂中的所述区域；以及

基于所述在制品分布数据来计算由多个在制品的所述分布和所述密度确定的所述工厂生产力退化指数；

作业计划计算单元，所述作业计划计算单元被配置为：

基于所述在制品分布数据中的所述多个在制品的所述分布和所述密度、从所述在制品分布数据计算出的所述工厂生产力指数，以及所述工厂生产力退化指数的不可接受的所述阈值来得出新作业计划，其中随着所有作业计划定义由多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率，所述在制品的所述分布的高密度区域与低密度区域相比被更频繁地按路线发送，所述多个运输车辆沿着所述多产品可变数量型工厂上的定期周期固定路线作业。

2.根据权利要求1所述的运输作业控制设备，其中所述运输作业控制设备还包括运输车辆控制单元，所述运输车辆控制单元被配置为基于由所述作业计划计算单元计算出的所述作业计划，来与真实环境或与反映所述真实环境的特征的模拟相符合地操作每个运输车辆。

3.根据权利要求1所述的运输作业控制设备，其中所述工厂生产力退化指数基于以下至少一项而被计算出的：所述在制品的密度为预定或较高密度的位置的数目、所述在制品的所述密度为所述预定或较高密度的所述位置的面积的绝对值或所述面积关于整个面积的比率、以及表示所述在制品的具有所述预定或较高密度的所述位置的空间偏差的量级的值。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的运输作业控制设备，还包括循环点选择单元，所述循环点选择单元被配置为将由所述一个或多个运输车辆中的每个运输车辆执行的所述运输作业的所述路线限制到工作站附近。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的运输作业控制设备，还包括：

流速测量单元，所述流速测量单元被配置为测量被包括在所述在制品的测量出的所述空间分布中的所述在制品的流速；

所述作业计划计算单元被配置为在更新所述作业计划时准备新作业计划，从而使得所述新作业计划包括现有路线的一部分，所述在制品的所述流速在所述一部分处为高。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的运输作业控制设备，其中：

所述作业计划计算单元还被配置为计算多个作业计划作为候选；

所述运输作业控制设备还包括：

作业计划评价单元，所述作业计划评价单元被配置为评价由所述作业计划计算单元计算出的所述多个作业计划，以选择最佳的作业计划。

7.一种运输系统，包括：

一个或多个运输车辆；以及

运输作业控制设备，所述运输作业控制设备具有：

空间分布测量功能，所述空间分布测量功能：

作业计划计算功能，所述作业计划计算功能基于所述在制品分布数据中的所述多个在制品的所述分布和所述密度、从所述在制品分布数据计算出的所述工厂生产力指数，以及所述工厂生产力退化指数的不可接受的所述阈值来得出新作业计划，其中随着所有作业计划定义由多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率，所述在制品的所述分布的高密度区域与低密度区域相比被更频繁地按路线发送，所述多个运输车辆沿着所述多产品可变数量型工厂上的定期周期固定路线作业。

8.一种运输系统控制方法，包括：

将多产品可变数量型工厂的内部提前划分为多个区域，

提前至少保持工厂生产力退化指数的阈值作为一个或多个生产力指数的允许量中的一个允许量，所述工厂生产力退化指数是表示所述多产品可变数量型工厂的生产力中的不可接受退化的指数；

基于所述在制品分布数据中的所述多个在制品的所述分布和所述密度、从所述在制品分布数据计算出的所述工厂生产力指数，以及所述工厂生产力退化指数的不可接受的所述阈值来得出新作业计划，其中随着所有作业计划定义由多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率，所述在制品的所述分布的高密度区域与低密度区域相比被更频繁地按路线发送，所述多个运输车辆沿着所述多产品可变数量型工厂上的定期周期固定路线作业；以及

以基于从由一个或多个运输车辆运输的在制品的空间分布获得的生产力指数中的变化的时序更新作业计划，所述作业计划基于所述在制品的所述空间分布，来定义由所述一个或多个运输车辆执行的运输作业的路线和频率。

9.一种记录介质，所述记录介质记录运输作业控制程序，所述运输作业控制程序使得计算机的控制单元操作为：

运输作业控制设备，所述运输作业控制设备提前至少保持工厂生产力退化指数的阈值作为一个或多个生产力指数的允许量中的一个允许量，所述工厂生产力退化指数是表示所述多产品可变数量型工厂的生产力中的不可接受退化的指数；

空间分布测量单元，所述空间分布测量单元被配置为：

作业计划计算单元，所述作业计划计算单元：