JP2008059021A - 搬送台車システム - Google Patents

Abstract

【構成】 ロードポート間通信により、各ロードポートは、他のロードポートでの搬送要求タイマの設定値Ｔと目標搬送量からの変位ΔＨとを学習する。そして（Ｔ，ΔＨ）の平面を適宜の評価関数で評価し、自己よりも効率の高いロードポートを発見すると、自己の搬送要求タイマの値を高効率のロードポートでの値に近づける。
【効果】 自律的に搬送要求タイマを更新でき、しかもシステムの効率を極大化できる。
【選択図】 図７

Description

この発明は、天井走行車、無人搬送車、地上走行の有軌道台車などの搬送台車のシステムに関し、特にシステムの搬送効率を自律的に極大化することに関する。

搬送台車のシステムでは、ステーションやロードポートからの搬出作業を、どの搬送台車に割り付けるかが搬送効率に影響する。この点に付いて特許文献１は、ステーション側から搬送要求を搬送台車に一斉同報通信し、搬送台車からステーションへ回答することにより、自律的に搬送要求を搬送台車に割り付けることを提案している。例えば割り付く（搬送作業を実行する）ことを回答した搬送台車が１台で有れば、その時点で割付が確定する。２台以上の搬送台車が割り付くことを返信した場合、ステーションやシステムコントローラの裁定により、１台の搬送台車に搬送作業（搬送指令）を割り付ける。

以下では、ロードポートとステーションは同義語とし、単にコントローラという場合、搬送台車システム全体のコントローラを意味するものとする。また搬送量は時間当たりでの物品の搬送回数とし、システムの効率は搬送量で評価するものとする。発明者らは、搬送要求を割り付ける範囲に付いて検討し、搬送指令に搬送台車が割り付くまでの待ち時間に応じて、徐々に割り付け範囲を拡大することを検討した。割り付け範囲の拡大はタイマで行い、割り付け範囲を拡大するまでの待ち時間が短いと、ステーションから離れた搬送台車に搬送作業に割り付けることになり、システム全体の効率が低下する。待ち時間が長いと、ステーションからの搬出が遅れ効率が低下する。

待ち時間を定めるタイマを搬送要求タイマと呼ぶと、ステーションは各々目標とする搬送量Ｑが異なるので、タイマの最適値はステーション毎に異なる。そこでステーション毎に搬送要求タイマを人手で設定することになるが、これは大変である。また初期的に最適設定ができたとしても、その後状況が変化すれば、設定を再度行う必要がある。
特開平１１−３０５８３６号公報

この発明の課題は、自律的に各ステーションでのデータを定めて、搬送台車システムの効率を極大化することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、ステーションのデータを更新するための具体的な構成を提供することにある。
請求項３の発明での追加の課題は、各ステーションからの搬出回数が目標搬出回数付近となるように、データを更新することにある。

この発明は、所定の走行路に沿って、複数のステーション間で、複数の搬送台車を走行させる搬送台車システムにおいて、ステーションと搬送台車との通信手段と、ステーション間の通信手段と、ステーションと搬送台車との通信手段を介して、ステーションの上流側の割り付け範囲内の搬送台車に対して、搬送作業を割り付けるための割付手段と、ステーションでの搬送作業の待ち時間と共に、前記割り付け範囲を増加させるためのデータの設定手段と、ステーション間の通信手段を介して、前記データと時間当たりの搬出回数、もしくはこれらと等価な情報からなるステーションのパーフォーマンスを、ステーション間で交換するためのデータ交換手段と、他ステーションでのパーフォーマンスに基づいて、自ステーションでのデータを更新するための更新手段、とを設けたことを特徴とする。

搬送台車との通信手段やステーション間の通信手段、及び割り付け手段は、例えば各ステーションに設ける。またデータの設定手段やデータ交換手段、更新手段も例えば各ステーションに設けるが、例えば補助ステーションと主ステーションとを設けて、補助ステーション用のデータの設定手段やデータ交換手段や更新手段を主ステーションに設けても良い。
この発明で用いる種々の情報は、一方から他方を求めもしくは推定できる場合は等価であり、複数の情報が等価で有れば何れを用いても良い。またこの明細書での演算や評価の程度は、搬送台車の効率を高めるのに必要な精度であり、数学的な意味での厳密な演算や評価を意味しない。

好ましくは、他ステーションでのパーフォーマンスを評価するための評価手段を設けて、自ステーションのパーフォーマンスよりも評価の高いステーションのデータに近づけるように、前記更新手段で自ステーションのデータを更新する。
また好ましくは、前記パーフォーマンスの評価では、ステーションからの時間当たりの搬出回数が目標値以上となるように、データを更新する。

この発明では、ステーションから搬送台車への搬送作業の割付は、待ち時間に伴って割り付け範囲を増加させるためのデータで定まる。このデータは、データ交換手段でステーション間のパーフォーマンスを交換することにより自律的に更新され、データをマニュアルで設定する必要がない。また搬送台車システムの運用開始後に状況が変化し、あるいは搬送台車システムに様々な想定外の要因が加わると、データが自律的に更新される。従って、前記のデータをマニュアルで設定する必要がない。

最適なデータは、短い待ち時間で割り付け範囲を拡大して、自ステーションに搬送台車を呼び寄せようとすることと、割り付け範囲の拡大をなるべく遅らせて、他のステーションから搬送台車を取り上げないようにすること、との兼ね合いで定まる。ここで他のステーションのパーフォーマンスを評価すると、例えば効率の良いステーションに合わせて自ステーションのデータを更新する、もしくはその逆に自ステーションの効率を低下させて、他ステーションの効率を増加させるなどにより、システム全体としての効率を極大化することができる。なおここでステーションの効率は時間当たりの搬出回数であり、これは時間当たりに搬送台車をステーションに呼び寄せた回数である。

割り付け範囲を拡大するためのデータと、ステーションの時間当たりの搬出回数などからなるパーフォーマンスを、評価手段で評価することにより、どのステーションのもしくはどのステーションのグループのデータを参考にすべきかを判別できる。そして自ステーションのパーフォーマンスよりも評価の高いステーションのデータに近づけるように、自ステーションのデータを更新すると、自ステーションのパーフォーマンスを自律的に増すことができる。

ステーションの効率は目標値以上に高くなる必要はない。そこでパーフォーマンスの評価において、時間当たりの搬出回数が目標値付近のステーションに対して高い評価を与え、パーフォーマンスが高いこと自体よりも、目標値付近であることを高く評価するようにしても良い。また自ステーションの搬出回数が目標値以下の場合に限って、データを更新するようにしても良い。このようにすると、各ステーションのパーフォーマンスを目標値に近づけるようにデーが更新され、各ステーションの時間当たりの搬出回数を目標値付近に収束させることができる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図７に、実施例の搬送台車システム２を示す。４は走行路で、有軌道でも無軌道でもよく、６は搬送台車で、天井走行車や有軌道台車あるいは地上を無軌道で走行する無人搬送車などとする。走行路４は予め定まっているものとし、ここでは簡単のため分岐や合流のない単純な周回軌道を走行路４とする。走行路４に沿って複数のロードポート８があり、この明細書でロードポートとステーションは同義語である。１０は通信路で、ロードポート８は搬送台車６と通信路１０を介して通信し、またロードポート８間でも通信路１０を介して通信する。１２はシステムコントローラで、搬送台車システム２の全体を制御し、ロードポート８や搬送台車６と通信する。

図２に搬送台車６の構成を示すと、１４は通信インターフェースで、１５は自己割り付け部で、自己をロードポートからロードポートへの物品の搬送作業（搬送指令）に割り付ける。搬送指令は荷積み元となるロードポートから搬送台車へ通信される。自己割り付け部１５はロードポート８から通信路１０へ送出される搬送指令に対して回答することにより割付を行い、１６はメモりで、搬送台車６の現在の状態や割付済みの搬送指令などを記憶する。１７は走行機構で、１８は物品の移載機構である。

図３にロードポート８の構造を示すと、通信インターフェース２０を介して、ロードポート８，８間や搬送台車６あるいはシステムコントローラ１２と通信する。台車通信部２１は搬送台車６との通信を処理し、システムコントローラ通信部２２はシステムコントローラとの通信を処理し、ロードポート間通信部２３はロードポート間の通信を処理する。台車通信部２１は、搬送台車６へ搬送指令を割り付け、搬送台車６からの回答を得る。ロードポート間通信部２３は、ロードポート間でそれぞれのパーフォーマンスを交換し、パーフォーマンスはこの場合、目標搬送量Ｑに対する実際の搬送量の差ΔＨと、搬送要求タイマの状態Ｔ、並びに各ステーションの目標搬送量Ｑから成る。なお他のステーションの目標搬送量Ｑは予め既知であり、通信する必要はない。

搬送要求タイマ２４は、ロードポート８から物品の搬出が可能になった後の、搬送台車６への搬送指令の割付を制御するタイマである。ロードポート状態評価部２５は、自ロードポート並びに他ロードポートのロードポートの状態を記憶し評価する。自己効率評価部２６は、自ロードポートについて、搬送量の差ΔＨに従って、自己の効率を評価する。搬送要求タイマ更新部２７は、ロードポート状態評価部２５及び自己効率評価部２６での評価に基づき、搬送要求タイマ２４のパラメータを更新する。なお自己効率評価部２６は設けなくても良い。

図４に搬送要求タイマ２４の動作を示すと、ロードポート８が物品を搬出可能になることによってタイマ２４が動作を開始し、ロードポートの上流側の第１レベルの範囲内の搬送台車に搬送指令を割り付ける。時間ｔ1を経過しても割付に成功しないと、割り付け範囲を例えば第２レベルに拡張し、時間ｔ2を経過しても割付に成功しない場合、割り付け範囲を第３レベルに拡張し、時間ｔ3を経過しても割付に成功しない場合、割り付け範囲を第４レベルへと拡張する。タイマ２４のパラメータは、３つのパラメータｔ1，ｔ2，ｔ3の他に、搬送台車に対し搬送指令の存在をアナウンス（通知）するアナウンス周期ｔ0から成る。これらの４つのパラメータｔ0〜ｔ3は独立に制御可能であるが、ここでは簡単のため、基本となるパラメータｔ0が存在し、これをパラメータｋ倍することにより、実際のパラメータＴとするものとする。このためパラメータＴをスカラ量のように扱うが、実際は４次元のベクトル量である。

図５に、ロードポート状態評価部２５による、他ロードポートのパーフォーマンスの評価を示す。実際の搬送量Ｈと目標搬送量Ｑとの搬送量の差ΔＨは、０付近にあることが好ましく、ΔＨが負となることは特に好ましくない。パラメータＴが大きい程、アナウンス範囲を広げるまでの待ち時間が長くなるものとすると、パラメータＴが大きい程、システム全体に対する負担が小さい。次に目標搬送量Ｑが大きい程、呼び寄せるべき搬送台車の台数が多い。パラメータＴと目標搬送量Ｑとの積を求めることを、パラメータＴを目標搬送量により正規化するという。なおＴ・Ｑにより正規化する代わりに、ＴとＱの任意の関数により正規化を行うことができる。

搬送台車システム２での各ロードポートについて、ΔＨとＴ・Ｑの２次元平面での位置をマップして、図５に示す。この場合、自ステーションのパラメータを、Ｔ・Ｑの値が大きくかつΔＨが０付近にあるロードポートＬ1でのパラメータに近づけることにより、他のロードポートから搬送台車を取り上げずに、かつ効率的に自ロードポートから物品を搬出できる。図５においてΔＨが正の他のロードポートＬ2〜Ｌ4が存在するが、これらは搬送要求タイマの値が短い点から、評価が低い。そこでロードポートＬ2〜Ｌ4も、パラメータＴ・Ｑの値をロードポートＬ1の値に近づける。また図５の左側に、Ｔ・Ｑの値が低くΔＨが負のロードポートＬ5が存在する。このロードポートは評価の低いロードポートで、ロードポートＬ5では、Ｔの値を更新して、Ｔ・Ｑ値をロードポートＬ1のＴ・Ｑ値に近づける。

参考とする他のロードポートの範囲は、自ロードポートの近傍のロードポート、あるいはシステムの全ロードポート、もしくは自ロードポートと利益競合関係にあるロードポートや自ロードポートと何らかの意味で類似するロードポートとする。ここで利益競合があるとは、自ロードポートからの搬出量を減らすと、対応するロードポートからの搬出量が増し、対応するロードポートからの搬出量が増すと、自ロードポートからの搬出量が減少する関係にあることをいう。

利益競合の関係にある場合、個々のロードポートからの搬出量よりも、利益競合の関係にあるロードポート全体の搬出量が重要である。そこでこのような場合、利益競合の関係にある他のロードポートが自己よりも高いパーフォーマンスを示している場合、自ロードポートでのパラメータＴを大きくし、パーフォーマンスの良い他のロードポートで集中的に搬送作業を行うようにしても良い。これは、自ロードポートのパーフォーマンスを増すようにパラメータを更新するのではない例である。

さらに他ロードポートのパーフォーマンスとして、走行路４を複数のブロックに分割し、各ブロックでのロードポートの平均的なパーフォーマンスを用いてもよい。例えばＴの値が不当に小さくなっているブロックでは、ロードポート間で搬送台車を呼び寄せようとする競合が激しいので、却って非効率になっている可能性がある。このような場合、Ｔ・Ｑの値の平均値が小さいにもかかわらずΔＨが負のブロックがあれば、非効率なブロックであり、Ｔ・Ｑの値の平均値が比較的大きく、ΔＨが０付近のブロックのＴ・Ｑ値を参照して、ロードポート間の競合を和らげると効率化できる。

ロードポート間で通信するパーフォーマンスのデータは、パラメータＴとΔＨとには限らない。例えばＴに代えてＴ・Ｑを用いてもよく、ΔＨに代えてＱが既知であることからＨを用いてもよい。さらに各ロードポートのパーフォーマンスの評価値と、ＴもしくはＴ・Ｑ等を交換しても良い。

図６に、各ロードポートでの、自己のパーフォーマンスの評価を示す。ΔＨがほぼ０の場合、パラメータＴは適正であり、ΔＨが正になるとパラメータＴが小さすぎるので、Ｔを大きくして搬送台車を呼び寄せるまでの待ち時間を増加させる。またΔＨが負の場合、Ｔを小さくし、より広い範囲の搬送台車に対して搬送指令を割り付ける。

図７に実施例でのタイマの更新アルゴリズムを示す。各ロードポートは搬送量Ｈと目標搬送量Ｑとの差ΔＨを求め、ΔＨが負であれば、パラメータＴを小さくし、正であればＴを大きくし、０付近の場合更新しない。なおこの処理は省略しても良い。次にロードポート間でＴとΔＨを通信し、図５のようにＴ・ＱとΔＨとの２次元マップから他のロードポートのパーフォーマンスを評価する。ここでＴ・Ｑが大で、ΔＨが正または０のロードポートが効率的で、ΔＨは正の大きな値よりも０付近の値の方が好ましい。そして自己よりも効率的な、言い換えると評価の高いロードポートが他に存在するか否かをチェックし、存在すれば効率的なロードポートのＴ・Ｑ値へ自己のＴ・Ｑ値を近づける。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) パラメータＴをマニュアルで設定する必要がなく、また搬送台車システムの状態が変化すると、自律的にパラメータＴを更新できる。
(2) 自ロードポートからの搬出回数を極大化するというよりも、自ロードポートの効率とシステム全体の効率とのバランスが得られるように、パラメータＴを更新できる。
(3) 各ロードポートが目標搬送量Ｑの付近で動作し、他のロードポートから搬送台車を奪わないようにパラメータＴを更新できる。
(4) パラメータＴの更新を続けると、システム全体の搬送効率や自ステーションの搬送効率を極大化できる。

実施例の搬送台車システムでの、搬送台車とロードポートとの配置例を示す図 実施例での搬送台車のブロック図 実施例でのロードポートのブロック図 実施例での、搬送要求タイマの動作を示す図 実施例でのロードポートのパーフォーマンスマップの例を示す図 実施例での、自己のパーフォーマンスによる搬送要求タイマの更新を示す図 実施例での、搬送要求タイマの更新アルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

２ 搬送台車システム
４ 走行路
６ 搬送台車
８ ロードポート
１０ 通信路
１２ システムコントローラ
１４ 通信インターフェース
１５ 自己割り付け部
１６ メモリ
１７ 走行機構
１８ 移載機構
２０ 通信インターフェース
２１ 台車通信部
２２ システムコントローラ通信部
２３ ロードポート間通信部
２４ 搬送要求タイマ
２５ ロードポート状態評価部
２６ 自己効率評価部
２７ 搬送要求タイマ更新部

Ｔ 搬送要求タイマの状態
ｔ0 アナウンス周期
ｔ1 アナウンス範囲を第２レベルへ拡大するまでの待ち時間
ｔ2 アナウンス範囲を第３レベルへ拡大するまでの待ち時間
ｔ3 アナウンス範囲を第４レベルへ拡大するまでの待ち時間
ｋ パラメータ
Ｑ 目標搬送量（回／時間）
Ｈ 実際の搬送量（回／時間）
ΔＨ 搬送量の差： Ｈ−Ｑ

Claims (3)

1. 所定の走行路に沿って、複数のステーション間で、複数の搬送台車を走行させる搬送台車システムにおいて、
   ステーションと搬送台車との通信手段と、
   ステーション間の通信手段と、
   ステーションと搬送台車との通信手段を介して、ステーションの上流側の割り付け範囲内の搬送台車に対して、搬送作業を割り付けるための割付手段と、
   ステーションでの搬送作業の待ち時間と共に、前記割り付け範囲を増加させるためのデータの設定手段と、
   ステーション間の通信手段を介して、前記データと時間当たりの搬出回数、もしくはこれらと等価な情報からなるステーションのパーフォーマンスを、ステーション間で交換するためのデータ交換手段と、
   他ステーションでのパーフォーマンスに基づいて、自ステーションでのデータを更新するための更新手段、とを設けたことを特徴とする、搬送台車システム。
2. 他ステーションでのパーフォーマンスを評価するための評価手段を設けて、自ステーションのパーフォーマンスよりも評価の高いステーションのデータに近づけるように、前記更新手段で自ステーションのデータを更新することを特徴とする、請求項１の搬送台車システム。
3. 前記パーフォーマンスの評価では、ステーションからの時間当たりの搬出回数が目標値以上となるように、データを更新することを特徴とする、請求項１または２の搬送台車システム。
   

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