JP2009208868A - 搬送システムにおける搬送経路の決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送開始位置から目的位置まで複数ある搬送経路のうち、最小時間で搬送可能な搬送経路を選択して複数の搬送物を短時間内に搬送するようにした搬送システムにおける搬送経路の決定方法を提供すること。
【解決手段】搬送開始位置Ｘから目的位置Ｚまで複数ある搬送経路Ａ，Ｂのうちその１つの搬送経路Ａ，Ｂを選択して複数の搬送物を搬送するようにした搬送システムにおいて、各搬送経路Ａ，Ｂにおける搬送時間と待機位置１４，１５，２４，２５で待機している待機時間により搬送開始位置Ｘから目的位置Ｚに到着するまでの搬送所要時間を計算で求め、各搬送経路Ａ，Ｂの搬送所要時間を比較して最小時間で搬送可能な搬送経路Ａ，Ｂを決定して搬送するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送システムにおける搬送経路の決定方法に関し、特に、工場内で材料等の搬送物を搬送するシステムで、複数ある搬送経路から最小時間で搬送可能な搬送経路を決定して所要の搬送物を搬送し、目的位置における待ち時間を減少して工場の生産性を向上するようにした搬送経路の決定方法を提供するものである。

従来、製造工場内で複数の部品等の材料（以下「搬送物」という。）を、複数ある搬送物経路のうち、その１つを用いて搬送する場合、各搬送物経路において先行する搬送物が停滞していない状態での搬送時間を予め測定し、目的位置における製造装置等から搬送物の搬送要求があった場合、搬送開始位置から目的位置まで最も搬送時間の短い搬送経路を用いて、すなわち、短時間内で搬送できる搬送経路から搬送するようにしている。

しかしながら、各搬送経路における搬送時間は、当該搬送経路に搬送物が停滞していない状態で計測しているため、その搬送経路に先行する搬送物が停滞していると、この停滞搬送物が当該搬送経路から搬出されるまで次の搬送物を搬送開始位置から搬送することができず、このため目的位置における製造装置等に待ち時間が発生するものとなり、結果的には短時間内で行える搬送経路からの搬送が難しくなるという問題があった。

本発明は、工場内での材料搬送システムの有する問題点に鑑み、搬送開始位置から目的位置まで複数ある搬送経路のうち、最小時間で搬送可能な搬送経路を選択して複数の搬送物を短時間内に搬送するようにした搬送システムにおける搬送経路の決定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の搬送システムにおける搬送経路の決定方法は、搬送開始位置から目的位置まで複数ある搬送経路のうちその１つの搬送経路を選択して複数の搬送物を搬送するようにした搬送システムにおいて、各搬送経路における搬送時間と待機位置で待機している待機時間により搬送開始位置から目的位置に到着するまでの搬送所要時間を計算で求め、各搬送経路の搬送所要時間を比較して最小時間で搬送可能な搬送経路を決定して搬送するようにしたことを特徴とする。

この場合において、搬送開始位置から目的位置までの各搬送経路を、複数の搬送装置と複数の待機位置を直列的に配設して構成することができる。

本発明の搬送システムにおける搬送経路の決定方法によれば、搬送開始位置から目的位置まで複数ある搬送経路のうちその１つの搬送経路を選択して複数の搬送物を搬送するようにした搬送システムにおいて、各搬送経路における搬送時間と待機位置で待機している待機時間により搬送開始位置から目的位置に到着するまでの搬送所要時間を計算で求め、各搬送経路の搬送所要時間を比較して最小時間で搬送可能な経路を決定して搬送するようにすることにより、搬送経路に先行する搬送物が停滞しているような場合でも、搬送開始位置から目的位置までの最小時間で搬送できる搬送経路を決定することができるので、目的位置における待ち時間を減少して工場の生産性を向上させることができる。

また、搬送開始位置から目的位置までの各搬送経路を、複数の搬送装置と複数の待機位置を直列的に配設して構成することにより、搬送経路のレイアウトを搬送方法などに合わせて簡易に構成することができる。

以下、本発明の搬送システムにおける搬送経路の決定方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明の搬送システムにおける搬送経路の決定方法の一実施例を示す。
本発明の搬送システムは、特に限定されるものではないが、例えば、図１に示すように、搬送開始位置Ｘより次の目的位置Ｚまでを、搬送装置及び該搬送装置が作業中の間、搬送物を待たせるように構成した待機位置とより構成する搬送経路Ａ、Ｂを２以上（本実施例では、２つの搬送経路としたが、これは限定されるものではない。）を並列的或いは任意的に配設接続して構成し、各搬送経路の始端側に同一の搬送開始位置Ｘを、また終端側にも同一の目的位置Ｚを接続し、これにより該複数の搬送経路より最小時間で搬送可能な搬送経路を決定して複数の搬送物を迅速効率的に搬送するようにする。

また、各搬送経路Ａ、Ｂには、その途中に１又は２以上の待機位置１４、１５を配設し、かつ搬送開始位置Ｘと待機位置１４間、隣接する待機位置１４、１５間、及び待機位置１５と目的位置Ｚ間にそれぞれ搬送装置１１、１２、１３を配設し、これにより各搬送経路Ａ、Ｂは搬送装置、待機位置を直列的に接続配設して構成するようにする。
なお、この搬送装置としては、特に限定されるものではないが、例えば、無人搬送車、ストッカー・クルーン或いはコンべヤーなどを採用することができる。

このように搬送システムを製造工場内等に配設する場合、搬送開始位置Ｘを第１の製造装置とし、また目的位置Ｚを次の工程の製造装置等とすることができ、第１の製造装置から複数の搬送物を、搬送経路Ａ、Ｂのいずれか最小時間で搬送可能となる搬送経路を選定して迅速に搬送するようにする。

したがって、搬送開始位置Ｘの製造装置で所定の処理が終了して出てくる搬送物（材料）を、搬送経路Ａ又はＢの第１搬送装置１１を介して第１待機位置１４へ送り、該第１待機位置１４で次の第２搬送装置１２が作業中の間搬送物を待たせた後、第２搬送装置１２が空になったとき、第１待機位置１４より搬送物を第２搬送装置１２を経て次の第２待機位置１５へ送り、その後、同様にして第２待機位置１５より第３搬送装置１３を経て次の目的位置Ｚまで送るようにする。
この場合、搬送経路Ａでは、第１搬送装置１１、第２搬送装置１２、第３搬送装置１３を介して搬送開始位置Ｘより目的位置Ｚまでを順次搬送し、また同様に、搬送経路Ｂでも第１搬送装置２１、第１待機位置２４、第２搬送装置２２、第２待機位置２５、第３搬送装置２３を介して搬送開始位置Ｘより目的位置Ｚまでを搬送するようにする。

ところで、搬送経路Ａにおける搬送物の搬送時間Ａｔは、第１搬送装置１１、第２搬送装置１２、第３搬送装置１３の搬送時間の和で求めることができ、各搬送装置１１,１２,１３での搬送時間を、それぞれｔ１、ｔ２、ｔ３とすれば、
Ａｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３ ・・・（式１）
となる。

同様に、搬送経路Ｂにおける搬送物の搬送時間Ｂｔは、第１搬送装置２１、第２搬送装置２２、第３搬送装置２３の搬送時間の和で求めることができ、各搬送装置２１,２２,２３での搬送時間を、それぞれｔ４、ｔ５、ｔ６とすれば、
Ｂｔ＝ｔ４＋ｔ５＋ｔ６ ・・・（式２）
となる。

そして、搬送物の搬送経路を決定するには、搬送経路Ａにおける搬送時間Ａｔと搬送経路Ｂの搬送時間Ｂｔとを比較することにより行う。
すなわち、ｔ１＋ｔ２＋ｔ３≦ｔ４＋ｔ５＋ｔ６であれば、搬送時間の短い搬送経路Ａと決定し、また、ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＞ｔ４＋ｔ５＋ｔ６であれば搬送時間の短い搬送経路Ｂと決定する。
しかし、この方法では複数の搬送物を同一搬送経路で搬送する場合の各待機位置での待機時間が考慮されていない。そこで、本発明は、待機時間をも含めて最小時間となる搬送経路を決定するために、各搬送経路Ａ、Ｂにおける搬送時間を算出するようにする。

次に、各搬送経路Ａ、Ｂにおける搬送開始位置Ｘより目的位置Ｚまでの搬送時間を算出する。
ただし、この場合は、第１待機位置、第２待機位置において搬送物を無限に受け入れが可能な状態とする。
図２は、搬送経路Ａにおいて、３つの搬送物１６、１７、１８を搬送する場合を示し、該図を用いて搬送経路Ａにおける搬送時間の算出方法を説明する。

このモデルでは、搬送開始位置Ｘに目的位置Ｚへの搬送物が不定期に発生するものとし、また、各搬送装置１１、１２、１３には無人搬送車を採用し、この搬送時間ｔ１、ｔ２、ｔ３には搬送物をハンドリングする時間、すなわち、無人搬送車が待機位置に戻って来る時間を含むようにする。
そして、搬送物が次の待機位置及び目的位置に到着した時間は搬送装置がセットした時間に位置決めなどの時間を加えた時間であり、それはｔ１、ｔ２、ｔ３と等しいものとする。
また、第１待機位置１４、第２待機位置１５の待機点では無限に搬送物を受け入れる能力があるものとし、さらに目的位置Ｚは搬送された搬送物を待たせる事なく処理する能力があるものとする。そして搬送物１６、１７が第１待機位置１４と第２待機位置１５に存在し、搬送物１８が搬送開始位置Ｘに発生したものとする。また、計算開始時に第１搬送装置１１、第２搬送装置１２、第３搬送装置１３は搬送中状態ではなく、搬送可能状態であるものとする。

したがって、搬送経路Ａにおける搬送物の目的位置Ｚに到着する時間を、目的位置Ｚに近い搬送物１６から計算する。この搬送物１６が目的位置Ｚに到着する時間はｔ３である。
それから、次に目的位置Ｚに近い搬送物１７の搬送時間を算出するが、これは先ず搬送物１７が第２待機位置１５に到着する時間ｔ２を算出して行う。

次に、搬送物１６が第２待機位置１５で待たされるか否かを判断するが、この判断方法は、次の関係で求められる。
・t３≦t２であれば、目的位置Ｚでの待ちは発生しない。
・t３＞t２であれば、目的位置Ｚでの待ちが発生する。
この判定理由は、ｔ３≦t２であれば、t２に搬送装置の戻り時間まで含まれているので第３搬送装置１３は搬送可能状態であり、搬送物１７は待ち無しで搬送開始される。また、t３＞t２であれば第３搬送装置１３は搬送物１６を搬送中か、第２待機位置１５に戻る途中であり搬送物１７は待たされる。

この場合、待ちが発生せずに搬送物１７が目的位置Ｚに到着する時間は、第２待機位置１５に到着するまでに要した時間と第２待機位置１５から目的位置Ｚへの搬送時間の和となり、次の式で求められる。
t２＋t３ ・・・（式３）
また、待ちが発生した場合、搬送物１７が搬送開始される時間は、搬送物１６が目的位置Ｚに到着し、さらに第３搬送装置１３が第２待機位置１５に戻るまでの時間ｔ３である。
すなわち、搬送物１７が第２待機位置１５に到着するまでに要した時間ｔ２はｔ３に置き換えられる。これを「待ちによる搬送時間置換」と呼ぶことにする。その結果、待ちが発生した場合、搬送物１７の目的位置Ｚの到着時間は次の式となる。
t３＋t３ ・・・（式４）
式４の第１項は「待ちによる搬送時間置換」によるｔ３であり、第２項のｔ３は搬送物１７が第３搬送装置１３で搬送される時間である。

次に、搬送開始位置Ｘに発生した搬送物１８が搬送経路Ａを通って目的位置Ｚに到着する時間を求める。搬送物１８が第１待機位置１４に到着する時間はｔ１である。
搬送物１８が第１待機位置１４に到着したときに待ちが発生しなかった場合と、待ちが発生した場合とでは、第１待機位置１４から搬送物１８が搬送開始される時間は次のとおりとなる。
・待ちが発生しない場合：t１
・待ちが発生する場合：t２
ここで、待ちが発生する場合は、搬送物１７による「待ちによる搬送時間置換」である。

また、搬送物１８が第２待機位置１５に到着する時間は、搬送物１８が第１待機位置１４から搬送開始される時間と第２搬送装置１２によって搬送される時間の和となり、これを式で表すと次のとおりとなる。
・第１待機位置１４で待ちが発生しない場合：t１＋t２
・第１待機位置１４で待ちが発生した場合：t２＋t２

なお、搬送物１８が第２待機位置１５で待ちが発生するか否かの判断は、t３とt２との関係で判断し、上記と同様に、t３≦t２であれば待ちは発生せず、t３＞t２であれば待ちが発生するものとなる。また、搬送物１８が目的位置Ｚに到着する時刻も式３、式４で同様に求めることができる。

また、搬送経路Ｂを通過した場合の搬送時間も同様にして求めることができるとともに、搬送経路が３以上ある場合でも、同様にして各搬送経路毎の搬送時間を計算し、かつこれらの計算値を比較して最小時間で搬送できる搬送経路を簡易に決定することができる。
さらには各搬送経路に配設される搬送装置及び待機位置の数や搬送経路上の搬送物の数量が変化しても同様にして使用することができる。

次に、搬送経路の待機位置に搬送物の受け入れ制限がある場合、特に限定されるものではないが、本実施例においては、各搬送経路に配設される第１待機位置１４、第２待機位置１５にてその搬送物の受入数（待機可能数）が３つの場合について説明する。

図３に示すように、搬送開始位置Ｘと目的位置Ｚ間を接続するようにして複数配設した１つの搬送経路Ａの搬送開始位置Ｘに１つの搬送物１９ｅが、また第２待機位置１５には３つの搬送物１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、また第１待機位置１４には１つの搬送物１９ｄがそれぞれ存在する場合、先頭の搬送物１９ａが目的位置Ｚに到着する時間は、搬送装置１３で搬送される時間t３となる。
また、搬送物１９ａが目的位置Ｚに到着し、搬送装置１３が第２待機位置１５に戻ったときに、該第２待機位置１５は第１待機位置１４で待機している搬送物１９ｄを受け入れ可能になるものとする。

第１待機位置１４で待機していた搬送物１９ｄの搬送開始時間は搬送物１９ａによる「待ちによる搬送時間置換」が発生しｔ３となる。
すなわち、前方の待機位置に空きがなく待ちが発生した場合、前方の待機位置の先頭の搬送物と「待ちによる搬送時間置換」が生じる。

このようにして、搬送開始位置Ｘにある搬送物１９ｅが、搬送経路Ａの第１搬送装置１１、第１待機位置１４、第２搬送装置１２、第２待機位置１５、第３搬送装置１３を経て目的位置Ｚに達する搬送時間を計算する。
この場合においても、各搬送経路毎の搬送時間を計算し、かつこれらの計算値を比較して最小時間で搬送できる搬送経路を決定して最小時間で搬送物の搬送を行うとともに、各搬送経路に配設する搬送装置及び待機位置の数が変化しても、さらには搬送経路上の搬送物の数量が変化しても使用できる。

以上、本発明の搬送システムにおける搬送経路の決定方法について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の搬送システムにおける搬送経路の決定方法は、搬送開始位置から目的位置まで複数ある搬送経路のうち、最小時間で搬送可能な搬送経路を選択して複数の搬送物を短時間内にて搬送するという特性を有していることから、目的位置における待ち時間を減少して工場の生産性を向上させるようにした製造工場の搬送システムの用途に好適に用いることができるほか、例えば、自動倉庫の用途にも用いることができる。

本発明の搬送システムにおける搬送経路の決定方法の一実施例を示す説明図である。 搬送経路の待機位置に搬送物が存在する場合の説明図である。 搬送経路の待機位置に搬送物の受入数に制限がある場合の説明図である。

符号の説明

Ａ 搬送経路
Ｂ 搬送経路
Ａｔ 搬送経路Ａにおける搬送時間
Ｂｔ 搬送経路Ｂの搬送時間
Ｘ 搬送開始位置
Ｚ 目的位置
１１ 第１搬送装置
１２ 第２搬送装置
１３ 第３搬送装置
１４ 第１待機位置
１５ 第２待機位置
１６ 搬送物
１７ 搬送物
１８ 搬送物
１９ 搬送物
２１ 第１搬送装置
２２ 第２搬送装置
２３ 第３搬送装置
２４ 第１待機位置
２５ 第２待機位置

Claims (2)

1. 搬送開始位置から目的位置まで複数ある搬送経路のうちその１つの搬送経路を選択して複数の搬送物を搬送するようにした搬送システムにおいて、各搬送経路における搬送時間と待機位置で待機している待機時間により搬送開始位置から目的位置に到着するまでの搬送所要時間を計算で求め、各搬送経路の搬送所要時間を比較して最小時間で搬送可能な搬送経路を決定して搬送するようにしたことを特徴とする搬送システムにおける搬送経路の決定方法。
2. 搬送開始位置から目的位置までの各搬送経路を、複数の搬送装置と複数の待機位置を直列的に配設して構成したことを特徴とする請求項１記載の搬送システムにおける搬送経路の決定方法。

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