JP2002053206A

JP2002053206A - 配送計画支援装置

Info

Publication number: JP2002053206A
Application number: JP2000237982A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 康治佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2002-02-19

Abstract

(57)【要約】【課題】単なる作業時間ではなく、作業内容を含めて運
転手間の作業負荷の格差を低減することのできる配送計
画支援装置を提供する。【解決手段】配送用トラックを用いて複数の顧客を巡回
配送する配送順序を決定する配送計画支援装置であっ
て、配送先のデータを記憶した顧客データベースと配送
に用いるトラック毎の属性を記憶したトラックデータベ
ースとに基づいて配送順序を演算し、かつ、納入形態と
納入荷姿と納入場所環境とに対応した単位時間当りの値
に作業時間を乗算することによって各顧客先での作業負
荷量を推定し、各顧客先での作業負荷量の合計値が予め
定めた作業負荷許容最大値を超えないような配送順序を
選択する演算手段を備えた配送計画支援装置。単なる作
業時間ではなく、作業内容に応じた実際の作業負荷が許
容値を超えないように配送順序を決定できるので、運転
手毎の作業負荷量の総和を平準化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラックを用いて
複数の顧客に配送する際における最適な配送順序の決定
を支援する装置に関し、特にトラック毎（運転手毎）の
作業負荷量の総和を平準化する技術に関する。なお、本
発明における配送とは、荷物を配達する意味の外に、荷
物を集めたり、空の容器を回収したりするような総合的
な集配業務を総称している。

【０００２】

【従来の技術】配送計画支援装置は、トラックによる巡
回集荷や配達といった複数の顧客への集配計画の最適化
を図るために用いられるものであり、そのアルゴリズム
について近年の高度化はめざましく、さまざまな方式が
用いられるようになってきている。たとえば特開平８−
１５３０８５号公報に記載のようなシミュレーテッドア
ニーリング法を用いた解法や特開平１０−１３４０２０
号公報に記載のような遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）を用
いたものなどが、その代表例である。これらの装置は効
率的な巡回配送計画を立案することを目的しており、
（１）総稼働時間の短縮、（２）業務の平準化、を主な
狙いとしている。これらのプログラムにおいては、１日
の稼動時間合計値を基準として業務の平準化を行ってい
る。また、特開平１０−６９５９６号公報では、配送業
務の要素作業である「走行時間」、「待ち時間」、「荷
おろし時間」などについて、過去の経験に基づき各作業
の所要時間データを作成し、これらのデータおよび納入
荷量データから作業所要時間を求め、配送計画立案に利
用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の配送計画支援装
置では、前述したように配送計画の効率化と平準化は所
要時間を基準として行っていた。しかしこの方法では時
間的な平準化は可能であるが、運転手の業務負荷の平準
化は困難であるという問題点があった。すなわち、トラ
ック配送において、運転手の業務は（１）運転、（２）
事務手続き作業、（３）荷の積み下ろし作業に分類でき
る。（１）および（２）については作業形態は基本的に
一様であり、作業時間と作業負荷はほぼ比例すると考え
られる。しかし、（３）の荷おろし作業（荷物を降ろし
て必要な位置まで運ぶ作業）については、フォークリフ
トを利用して指定納入エリアヘ商品を移動する比較的軽
作業のものから、手作業による積み下ろしが必要で高負
荷作業の場合もある。さらに納入場所が倉庫の２階であ
ることなど作業環境による負荷の格差が大きい場合もあ
る。このように、作業時間と作業負荷は必ずしも比例し
ていないというのが実態であり、総稼働時間に基づいて
業務の平準化を行っている現状の配送計画支援装置で
は、実際には運転手間の作業負荷格差が発生するという
問題点があった。

【０００４】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、単なる作業時間で
はなく、作業内容を含めて運転手間の作業負荷の格差を
低減することのできる配送計画支援装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては特許請求の範囲に記載するように
構成している。すなわち、請求項１に記載の発明におい
ては、配送用トラックを用いて複数の顧客を巡回配送す
る配送順序を決定する配送計画支援装置であって、配送
先のデータを記憶した顧客データベースと配送に用いる
トラック毎の属性を記憶したトラックデータベースとに
基づいて配送順序を演算し、かつ、各顧客先での作業負
荷量を推定し、各顧客先での作業負荷量の合計値が予め
定めた作業負荷許容最大値を超えないような配送順序を
選択するように構成している。上記のように構成したこ
とにより、単なる作業時間ではなく、作業内容に応じた
実際の作業負荷が許容値を超えないように配送順序を決
定することが出来るので、トラック毎（運転手ごと）の
作業負荷量の総和を平準化することができる。

【０００６】また、請求項２に記載の発明においては、
請求項１の構成に加えて、配送順序で連続した２軒の配
送先で発生する作業負荷量の合計値が予め定めた作業負
荷連続許容最大値を超えないような配送順序を選択する
ように構成している。上記のように構成したことによ
り、高作業負荷顧客への納入が連続することによって運
転手の疲労が蓄積するのを抑制することが可能となる。

【０００７】また、上記の作業負荷量は、例えば請求項
３に記載のように、納入形態と納入荷姿と納入場所環境
とに対応した単位時間当りの値に作業時間を乗算するこ
とによって求める。なお、納入形態は例えばフォークリ
フト使用と手作業、納入荷姿は例えばカートとポリ容
器、納入場所環境は例えば階段の昇降あり（納入場所が
２階または地階）と昇降なし（１階）の区別があり、そ
れぞれの組み合わせで作業負荷量が異なっている。

【０００８】

【発明の効果】本発明においては、作業負荷量を考慮す
ることにより、従来の稼働時間に基づく方法と比較し
て、より精度の高い作業負荷の平準化を実現することが
可能となる。また、請求項２においては、高作業負荷顧
客への連続配送を行わないように配送順序を設定するの
で、運転手の１日の業務の中での作業負荷の分散が可能
となり、運転手の疲労蓄積の低減を図ることが可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の配送計画支援装置
の全体構成を示すブロック図である。本発明は制御部
１、入力部２、データベース生成部３、データベース格
納部４、配送計画決定部５、計算結果出力部６からな
り、また、入力部２にはデータ入力部７とパラメータ設
定部８があり、配送計画決定部５には作業負荷量計算部
９、トラック台数決定部１０、配送順序決定部１１があ
る。実際の構成は、ＣＰＵ、メモリ、キーボード、表示
装置等からなるコンピュータ装置で構成することが出来
る。

【００１０】図２は、処理のメインフローチャートであ
る。以下、図２に従って処理のフローを説明する。ま
ず、ステップＳ１ではデータ入力を行う。入力するデー
タベースは、（１）顧客データベース、（２）トラック
データベースの２種類がある。この工程では図１のデー
タ入力部２を用いて顧客データベースおよびトラックデ
ータベースの入力を行う。

【００１１】図３は顧客データの入力項目とその内容を
示した図表である。顧客データに入力する項目は（１）
顧客ＩＤ、（２）顧客名、（３）顧客緯度、（４）顧客
経度、（５）納入指定時刻開始時間、（６）納入指定時
刻終了時間、（７）納入荷量（容積）、（８）納入荷量
（重量）、（９）納入形態（機器の利用の有無）、（１
０）納入荷姿、（１１）納入場所環境、（１２）納入作
業時間、（１３）納入事務時間、（１４）納入作業負荷
量の１４項目である。ただし、ステップＳ１で入力する
のは（１）〜（１１）の各項目であり、（１２）〜（１
４）はステップＳ２で計算で求める。なお、図３におい
ては上記（１）等の括弧で囲んだ数字をのような丸で
囲んだ数字で示している。

【００１２】以下、各データの内容を説明する。（１）顧客ＩＤは、配送先顧客の通し番号である。（２）顧客名は、配送顧客の名称である。（３）顧客緯度は、配送顧客の位置の緯度データであ
る。（４）顧客経度は、配送顧客の位置の経度データであ
る。（５）納入指定時刻開始時間は、顧客の指定する納入時
間のうち最も早い時刻である。（６）納入指定時刻終了時間は、顧客の指定する納入時
間のうち最も遅い時刻である。（７）納入荷量（容積）は、当該顧客に納入する荷量を
容積（ｍ^３）で表したものである。（８）納入荷量（重量）は、当該顧客に納入する荷量を
重量（例えばトン）で表したものである。（９）納入形態は、納入作業時における機器（例えばフ
ォークリフト）の利用の有無を表すものであり、例え
ば、機器利用「無し：０」、「利用あり：１」で表す。（１０）納入荷姿は、納入品の荷姿形状を表すものであ
り、例えば「カート利用：０」、「ポリ容器：１」に分
類される。（１１）納入場所環境は、納入場所の階数を表すもので
あり、例えば「１階：１」、「２階：２」と表記され
る。（１２）納入作業時間は、顧客先での業務のうち納入作
業に関わる所要時間である。（１３）納入事務時間は、顧客先での業務のうち事務作
業に関わる所要時間である。（１４）納入作業負荷量は、当該顧客における納入業務
における作業負荷量である。これには納入実作業に伴う
負荷と事務に伴う負荷が含まれる。ステップＳ１で入力を行うのは（１）〜（１１）の項目
であり、１２）納入作業時間、（１３）納入事務時間、
（１４）納入作業負荷量については、図２のステップＳ
２のデータベースの生成において計算によって求める。

【００１３】図４はトラックデータの入力項目を示した
図表である。入力項目は、（１）車両ＩＤ、（２）車
格、（３）最大積載容積（ｍ^３）、（４）最大積載重量
（トン）、（５）最大稼働時間、（６）最大走行距離、
（７）最大配送件数、（８）作業負荷量の許容最大値
（全体）、（９）作業負荷量の許容最大値（連続）であ
る。なお、図４においては上記（１）等の括弧で囲んだ
数字をのような丸で囲んだ数字で示している。

【００１４】次に各入力項目について説明する。（１）車両ＩＤは保有する使用可能な車両の通し番号で
ある。（２）車格は前記車両の車格を車両総重量（２トン、４
トン等）で表したものである。（３）最大積載容積（ｍ^３）は当該車両の荷の最大積載
量を容積（ｍ^３）で表したものである。（４）最大積載重量（トン）は当該車両の荷の最大積載
量を重量（トン）で表したものである。（５）最大稼働時間は当該車両の１日の最大稼働時間を
表したものである。（６）最大走行距離は当該車両の１日の最大走行距離を
表したものである。（７）最大配送件数は当該車両の１日の最大配送件数を
表したものである。（８）作業負荷量許容最大値（全体）は当該車両の許容
される１日の最大作業負荷量である。（９）作業負荷量許容最大値（連続）は、配送順序で連
続した２軒の顧客に配送する際における合計作業負荷量
の許容される最大値である。

【００１５】図５は納入作業負荷別の作業分類を示した
図表である。納入作業の方法は一般的に「１」納入形
態、「２」納入荷姿および「３」納入場所環境によって
分類される。すなわち「１」納入形態については機器
（フォークリフト）使用か、手作業か、「２」荷姿につ
いてはカートか、ポリ容器か、「３」納入場所環境につ
いては階段の昇降ありか、階段の昇降なしか、に分類す
ることができ、これらの組み合わせで納入作業を作業負
荷量別に４段階に分類できる。作業負荷量を定量的に表
すためには、作業別の単位時間あたりのカロリー消費量
を用いる。例えば、フォークリフトを運転した場合の単
位時間あたりのカロリー消費量を１とした場合、各作業
別の単位時間あたりのカロリー消費量は図５中の数字
（括弧書きの１〜５の数字）のようになる。この値を原
単位として必要作業時間を乗じることにより納入顧客先
での納入作業負荷量を求める。なお、図５において、二
重丸印は作業負荷が低い、丸印は比較的作業負荷が低
い、三角印は比較的作業負荷が高い、バツ印は作業負荷
が高い、ことを示す。

【００１６】上記のようにして入力したデータは、図１
のデータベース格納部４に保存される。

【００１７】次に図２のステップＳ２でデータベースの
生成を行う。前記データの保存時に、顧客データベース
の（１２）納入作業時間、（１３）納入事務時間、（１
４）納入作業負荷量、および距離データベースについて
計算を行う。計算結果は図１のデータベース格納部４に
保存される。

【００１８】図６は距離データベースを表す図表であ
る。距離データベースは顧客データベース上の顧客から
２点を選ぶ全ての組み合わせについて、２地点間の距離
を求めたものである。図６において、ａ〜ｐはそれぞれ
顧客であり、数値は相互の距離（ｋｍ）である。このよ
うな距離データベースは２地点間の直線距離を顧客デー
タベースの緯度経度データを用いて求めるか、もしくは
直線距離に経験的に求めた一定の係数を乗じて実際の距
離に近い値を求めても良い。また地図データベースを利
用して実際の経路距離を計算することも可能である。

【００１９】次に、図２のステップＳ３ではトラック台
数の計算を行う。図７はトラック台数の計算フローを示
す図である。トラック台数の計算はセービング法を用い
て行い、必要なトラック台数およびトラック毎の配送顧
客グループを結果として出力する。図７において、ま
ず、ステップＳ１１では、距離データベースから全ての
２点間の組み合わせに対する距離データを読み込む。次
に、ステップＳ１２では、セービング値を計算し、セー
ビング表を作成する。すなわち、出発地から２地点に各
々往復する場合と、出発値から２点を巡回して出発地に
戻る場合の距離（もしくは距離から導出される時間な
ど）の差を計算する。この値をセービング値と呼ぶ。こ
の値は、２点の全ての組み合わせについて計算を行な
う。また、距離データベースのマトリックスと同様に計
算した全ての組み合わせのセービング値をマトリックス
にして保存する。このマトリックスをセービング表と呼
ぶ。

【００２０】次に、ステップＳ１３では、ルートの生成
を行なう。すなわち、セービング表の中で値が最大のも
のを選びノードとして連結しルートを作成する。たとえ
ば拠点ｉ、拠点ｊをそれぞれノードｉ、ノードｊと表し
た場合、セービング値としてＳｉｊ（ノードｉとノード
ｊ間のセービング値）が最大であった場合は、ノードｉ
とノードｊを一つのルートに連結する。ノードｉとノー
ドｊの何れも未だルートに割り当てられていない場合
は、新たにルートを生成してトラックを割り当てる。一
方がすでに割り当てられている場合は、他方をそのルー
トに組み込む。両方がすでに割り当てられている場合は
両ルートを合併する。ただし、連結の際に一つのルート
の条件を満たさない場合（例えば最大積載量を超過する
場合など）は連結しない。

【００２１】次に、ステップＳ１４では、セービング値
の書き換えとルートの保存を行なう。すなわち、上記の
計算したルートを保存し、かつ、ルートを生成した２地
点の組み合わせについて、そのセービング値を０に置き
換える。

【００２２】次に、ステップＳ１５では、セービング表
のチェックを行なう。すなわち、セービング表上のセー
ビング値が全て０になったか否かの確認を行なう。全て
０であれば次のステップに進む。０でなかった場合には
未割り当てのルートが存在するので、前記ステップＳ１
３に戻り、ルートの生成を継続する。

【００２３】次に、ステップＳ１６では、トラック台数
の表示を行なう。すなわち、ステップＳ１３で計算し、
ステップＳ１４で保存したルートにそれぞれ１台のトラ
ックが必要なので、上記のルート（トラック毎の配送顧
客グループ分け）と、その数に対応したトラック台数を
表示し、次の配送順序計算のルーチンへ移る。

【００２４】次に、図１の配送順序決定部１１において
配送順序の計算（図２のステップＳ４）を行う。図８は
配送順序決定のフローを示す図である。配送順序の決定
は以下のような手順で行う。まず、ステップＳ２１で
は、配送顧客グループ内の顧客を顧客ＩＤの小さい順に
並べ初期値とする。次に、ステップＳ２２では、この配
送順序における指標値の計算を行う。指標となる項目
は、作業負荷量の合計値、顧客の指定時刻に対する遅れ
時間の合計値、帰着時刻、走行距離である。次に、ステ
ップＳ２３では、全ての２リンク（或るノードからノー
ドヘの連結）の組み合わせに対して、それを交換した場
合の改善値を計算する。図９はリンク交換のイメージを
表す図であり、最初、配送センター１→顧客２→３→４
→５→６→配送センター１と巡回する順序であったもの
を、顧客３と４のリンク、および顧客５と６のリンクを
変更して、顧客３→５→４→６の順に巡回するように変
更した例を示す。このような交換によって生じる改善値
を計算する。改善値を計算する項目は、作業負荷量、顧
客の指定時刻に対する遅れ時間、帰着時刻、走行距離で
ある。

【００２５】次に、ステップＳ２４では、例えば図１０
に示すようなルールに基づいて交換すべきリンクを選択
し、リンクの入れ替えを行なう。図１０はリンク交換フ
ローの第１の実施例を示す図である。図１０において、
まず、ステップＳ３０では、その時点の配送順序で顧客
の指定時刻に対する遅れが発生しているか否かを判断す
る。そして遅れ時間が発生している場合には、遅れ時間
の解消を第一優先とし最も遅れ時間を改善できるリンク
の交換を行なう（ステップＳ３１）。遅れが発生してい
ない場合にはステップＳ３２へ行き、１日の作業負荷量
が前記トラックデータベースに入力された作業負荷量の
許容最大値〔トラックデータベースの（８）〕を超えて
いないか否かを確認する。超えている場合は作業負荷量
を最も改善するリンクの交換を行う。作業負荷量が最大
値を超えていない場合にはステップＳ３４へ行き、帰着
時刻が早くなるリンク交換があるか否かを確認する。あ
る場合には最も帰着時刻の改善値が大きいリンクを交換
する（ステップＳ３５）。帰着時刻がそれ以上早くなる
リンクがない場合は、ステップＳ３６へ行き、走行距離
を短縮できるリンク交換があるか否かを確認する。ある
場合にはもっとも走行距離が短くなるリンクを交換する
（ステップＳ３７）。無い場合には図１０のフローを終
了する。

【００２６】ここで図８のフローへ戻り、ステップＳ２
５では、改善効果の有無を判断し、改善効果がある場合
はステップＳ２２へ戻って処理を繰り返す。このように
して改善効果がなくなるまで、もしくは予め決められた
回数まで行なう。以上のような操作を行なって配送順序
の決定を行なう。

【００２７】上記図１０の実施例のおける効果を説明す
る。運転手の作業負荷の平準化は、従来のような作業時
間だけでは正確に表すことが出来ない。本発明を用いて
配送計画立案を行なった場合、各運転手の作業時間に加
えて作業方法別の作業負荷量を考慮することが可能とな
る。これにより従来の稼働時間に基づく方法と比較し
て、運転手毎により精度の高い作業負荷の平準化を実現
することが可能となる。

【００２８】次に、図１１は、リンク交換フローの第２
の実施例を示す図である。これは作業負荷の高い顧客を
連続して配送することを防止して運転手の疲労の増大を
抑制することを目的としている。

【００２９】この場合には、図１１のフローの前に、前
記トラックデータベースに記憶する作業負荷量最大許容
値（連続）〔トラックデータベースの（９）〕に、連続
して納入する２軒の顧客における作業負荷量の合計値の
許容最大値を入力する。そして配送順序決定部１１にお
ける指標値の計算項目として、連続して配送する２軒の
顧客の作業負荷合計値を計算する。すなわち、算出され
た配送順序について、連続する２軒の顧客での作業負荷
量合計値を全組合せについて計算する。作業負荷量合計
は下記の計算式で求める。作業負荷量合計（連続）＝第
１の顧客における納入作業負荷量＋第１と第２の顧客間
の走行での作業負荷量＋第２の顧客における納入作業負
荷量図１１に示す計算フローにおいて、ステップＳ３０
〜Ｓ３７は前記図１０と同じであり、ステップＳ４０と
Ｓ４１が追加されている。以下、追加した部分のみを説
明する。ステップＳ４０では、上記の計算した作業負荷
量合計（連続）がトラックデータベースに入力された作
業負荷量合計値の最大許容値（連続）を超えているか否
かを計算する。そして超えている場合にはステップＳ４
１で、作業負荷量を最も改善するリンクの交換を行う。

【００３０】次に、上記第２の実施例の作用を説明す
る。顧客での荷卸業務は配送業務において最も負荷の大
きい作業である。たとえ１日の業務全体で作業負荷量が
一定値以下であろうとも、作業負荷の高い納入が連続す
る場合、運転手の疲労度が高くなる。本実施例では高作
業負荷顧客への連続納入を回避することにより、運転手
への疲労の蓄積を抑制することが可能である。１日の総
作業負荷量が低い場合でも、作業負荷の高い顧客が連続
すると運転手にとっては疲労度が大きい。疲労は筋肉に
対する負荷が連続することによって蓄積される。肉体に
蓄積される疲労は、適度な運動によって回復されること
が知られている。１日の配送業務のなかで高負荷作業と
低負荷作業を繰り返すことにより、疲労の蓄積を最小限
に押さえることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配送計画支援装置の全体構成を示すブ
ロック図。

【図２】処理のメインフローチャート。

【図３】顧客データの入力項目とその内容を示した図
表。

【図４】トラックデータの入力項目を示した図表。

【図５】納入作業負荷別の作業分類を示した図表。

【図６】距離データベースを表す図表。

【図７】トラック台数の計算フローを示す図。

【図８】配送順序決定のフローを示す図。

【図９】リンク交換のイメージを表す図。

【図１０】リンク交換フローの第１の実施例を示す図。

【図１１】リンク交換フローの第２の実施例を示す図。

【符号の説明】

１…制御部２…入力部３…データベース生成部４…データベ
ース格納部５…配送計画決定部６…計算結果
出力部７…データ入力部８…パラメー
タ設定部９…作業負荷量計算部１０…トラック
台数決定部１１…配送順序決定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配送用トラックを用いて複数の顧客を巡回
配送する配送順序を決定する配送計画支援装置であっ
て、配送先のデータを記憶した顧客データベースと配送に用
いるトラック毎の属性を記憶したトラックデータベース
とに基づいて配送順序を演算し、かつ、各顧客先での作
業負荷量を推定し、各顧客先での作業負荷量の合計値が
予め定めた作業負荷許容最大値を超えないような配送順
序を選択する演算手段を備えたことを特徴とする配送計
画支援装置。
【請求項２】請求項１の構成に加えて、配送順序で連続
した２軒の配送先で発生する作業負荷量の合計値が予め
定めた作業負荷連続許容最大値を超えないような配送順
序を選択することを特徴とする配送計画支援装置。
【請求項３】前記作業負荷量は、納入形態と納入荷姿と
納入場所環境とに対応した単位時間当りの値に作業時間
を乗算することによって求めることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の配送計画支援装置。