JP2011225337A - 荷役システム - Google Patents

Abstract

【課題】荷役位置にかかわらず、荷役作業を荷役開始予定時刻に開始させることができる荷役システムを提供する。
【解決手段】荷役システム１は、コンテナを搬送する複数の無人搬送車４と、この無人搬送車４とコンテナ船との間でコンテナの荷役を行うガントリークレーン５と、コントローラ６とを備えている。コントローラ６は、コンテナ船におけるコンテナ積載位置の情報から荷役作業の目標荷役時間を設定し、その目標荷役時間に基づいて無人搬送車４からガントリークレーン５への移載開始予定時刻を計算する荷役計画設定部１３と、荷役作業が実施されたときに、実際に荷役にかかった荷役実績時間を取得し、上記の目標荷役時間と荷役実績時間との差異に応じて、以降に実施される荷役作業における上記の移載開始予定時刻を再計算する荷役計画補正部１４とを有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、荷役装置を用いて荷役作業を行う荷役システムに関するものである。

従来の荷役システムとしては、例えば特許文献１に記載されているように、走行路に沿って移動可能な無人搬送車と、この無人搬送車とコンテナ船との間で荷役作業を行うガントリークレーン（荷役装置）とを備えたものが知られている。

特開２００７−３２０３６４号公報

上記のような荷役装置により荷役作業を行う場合には、例えばコンテナ船における荷物を積載する位置（荷役位置）によって作業時間のばらつきが大きくなるため、荷役開始予定時刻に荷役作業を開始できないことがある。

本発明の目的は、荷役位置にかかわらず、荷役作業を荷役開始予定時刻に開始させることができる荷役システムを提供することである。

本発明は、荷役装置により荷物搬送車と荷物積載庫との間で荷役作業を行う荷役システムにおいて、荷物積載庫における荷役位置に基づいて、荷役装置による荷役作業の目標荷役時間を設定する目標荷役時間設定手段と、目標荷役時間に基づいて、荷役装置が荷役作業を開始する荷役開始予定時刻を求める荷役予定時刻決定手段と、荷役装置により実際に荷役作業を行った時の荷役実績時間を取得する荷役実績時間取得手段と、目標荷役時間と荷役実績時間との差異に応じて、その後に実施される荷役作業の荷役開始予定時刻を変更する荷役予定時刻変更手段とを備えることを特徴とするものである。

このような本発明の荷役システムにおいては、荷物積載庫における荷役位置に基づいて目標荷役時間を設定し、その目標荷役時間に基づいて荷役開始予定時刻を求め、荷役装置により実際に荷役作業を行った時の荷役実績時間を取得し、目標荷役時間と荷役実績時間との差異に応じて、その後に実施される荷役作業の荷役開始予定時刻を変更する。例えば、荷役実績時間が目標荷役時間よりも短い場合には、目標荷役時間に基づいて求めた荷役開始予定時刻を、その後に実施される荷役作業の荷役開始予定時刻としてそのまま用い、荷役実績時間が目標荷役時間よりも長くなった場合には、その長くなった時間分だけ、その後に実施される荷役作業の荷役開始予定時刻を遅らせるようにする。これにより、荷物積載庫における荷役位置がどこであっても、荷役作業を荷役開始予定時刻に開始させることができる。

好ましくは、目標荷役時間設定手段は、荷役装置を駆動操作するオペレータの習熟度及び荷役装置が駆動される時の環境条件の少なくても一方に基づいて、目標荷役時間を変更する。

荷役装置により荷役作業を行う場合には、荷物積載庫における荷役位置に加え、荷役装置を駆動操作するオペレータの習熟度や、荷役装置が駆動される時の環境条件（天候等）によっても作業時間がばらつく。従って、荷役装置を駆動操作するオペレータの習熟度及び荷役装置が駆動される時の環境条件の少なくても一方に基づいて、荷物積載庫における荷役位置から設定された目標荷役時間を変更することにより、荷役作業を荷役開始予定時刻に確実に開始させることができる。

本発明によれば、荷役位置にかかわらず、荷役作業を荷役開始予定時刻に開始させることができる。これにより、精度の高い荷役計画を立てることが可能となる。

本発明に係わる荷役システムの一実施形態を示す概略図である。 図１に示した無人搬送車が走行する走行経路の一例を示す図である。 図１に示したコントローラの機能ブロックを含む荷役システムの構成図である。 図２に示した走行経路の一部分を複数のブロックに分割してなる走行経路ブロックデータを示す図である。 図３に示したＡＧＶ制御部により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図３に示した荷役計画設定部により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図１に示したガントリークレーンにより荷役作業を行う様子を示す概略図である。 荷役計画の一例を示す表である。 図３に示した荷役計画補正部により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明に係わる荷役システムの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる荷役システムの一実施形態を示す概略図である。同図において、本実施形態の荷役システム１は、例えば港湾ターミナルにおいてコンテナ船２にコンテナ（荷物）３を積載するシステムである。

荷役システム１は、コンテナ３を搬送する複数台の無人搬送車（ＡＧＶ）４と、この無人搬送車４とコンテナ船２との間でコンテナ３の荷役を行うガントリークレーン（ＧＣ）５と、無人搬送車４の走行制御を含むシステム全体を制御するコントローラ６とを備えている。

無人搬送車４は、図２に示すように、合流点７ａ及び分岐点７ｂを有する周回状の走行経路７に沿って一方向に走行可能であり、コンテナ保管場所８に保管されたコンテナ３をガントリークレーン５まで搬送する。無人搬送車４は、特に図示はしないが、車輪を回転させる走行モータと、車輪を旋回させる旋回モータと、これらの走行モータ及び旋回モータを制御する制御ユニットと、コントローラ６と無線通信を行う無線通信機とを有している。

ガントリークレーン５は、オペレータの手動操作によりコンテナ３の荷役作業を行う荷役装置である。ガントリークレーン５は、自立走行可能な１対の脚部５ａと、これらの脚部５ａの上端に結合されたブーム５ｂとを有している。ブーム５ｂの一端側はコンテナ船２の上方まで延在し、ブーム５ｂの他端側は走行経路７の上方まで延在している。ブーム５ｂには、コンテナ３を吊り上げて保持するクレーン部５ｃがワイヤロープ５ｄを介してブーム５ｂの延在方向に移動可能に取り付けられている。ガントリークレーン５には、自身の位置を検出するためのエンコーダ（図示せず）が設けられている。

図３は、コントローラ６の機能ブロックを含む荷役システム１の構成図である。同図において、コントローラ６には、複数台の無人搬送車４と無線通信を行う無線装置９が接続されている。

コントローラ６は、走行経路ブロックデータ記憶部１０と、荷役計画データベース（ＤＢ）１１と、ＡＧＶ制御部１２と、荷役計画設定部１３と、荷役計画補正部１４とを有している。

走行経路ブロックデータ記憶部１０には、無人搬送車４が走行する走行経路７を複数のブロックに分割してなる走行経路ブロックデータが設定記憶されている。各ブロックには、無人搬送車４の通過時刻（進入・退出時刻）の予約を記録することができる。

走行経路ブロックデータの一例として、図２中の領域Ａの走行経路７を複数のブロックに分割したものを図４に示す。走行経路７の合流点７ａ及び分岐点７ｂは、１つのブロックＢに含まれるように構成される。

荷役計画データベース１１には、荷役計画に関する情報が登録されている。荷役計画に関する情報としては、コンテナ保管場所８におけるコンテナ３の保管位置、コンテナ船２のコンテナ積載庫２ａにおけるコンテナ３の積載位置（荷役位置）、コンテナ３の総重量、ガントリークレーン５により実施される荷役作業の目標荷役時間及び荷役開始予定時刻等の情報がある。

ＡＧＶ制御部１２は、走行経路ブロックデータ記憶部１０に登録された走行経路ブロックデータと荷役計画データベース１１に登録された荷役計画に関する情報とを入力し、所定の処理を行い、各無人搬送車４を走行させるための制御信号を無線装置９を介して各無人搬送車４に送信する。

荷役計画設定部１３は、ガントリークレーン５により実施される荷役作業の目標荷役時間及び荷役開始予定時刻を荷役計画として初期設定する。

荷役計画補正部１４は、ガントリークレーン５により実施された荷役作業の実荷役時間（荷役実績時間）の情報を取得し、その荷役実績時間に基づいて荷役作業の荷役開始予定時刻を変更することで荷役計画を補正する。

図５は、ＡＧＶ制御部１２により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。

同図において、まず荷役計画データベース１１に登録された荷役計画に関する情報から、無人搬送車４により搬送されるコンテナ３がガントリークレーン５に到着する予定時刻（到着予定時刻）を計算する（手順Ｓ５１）。具体的には、例えばコンテナ３の荷役開始予定時刻の３０秒前の時刻を、当該コンテナ３の到着予定時刻に決定する。

続いて、コンテナ３を搬送する無人搬送車４を選定する（手順Ｓ５２）。このとき、搬送すべきコンテナ３の保管位置に最も近い位置で停止（待機）している無人搬送車４を選定する。

続いて、選定された無人搬送車４の性能データ（加速度や最高速度）等に基づいて、無人搬送車４の停止位置（出発地）からガントリークレーン５のある位置（目的地）までの間に存在する各ブロック（図４参照）を無人搬送車４が通過するのに要する時間（通過時間）を計算する（手順Ｓ５３）。ここで、無人搬送車４の加速度及び最高速度は、コンテナ３の総重量によって変わってくる。また、コンテナ３の保管位置に対応するブロックでは、コンテナ保管場所８から無人搬送車４にコンテナ３を移載する時間を考慮して、各ブロックにおける無人搬送車４の通過時間を求める。

例えば図４に示すような走行経路ブロックデータでは、無人搬送車４の停止位置に対応するブロック（出発地ブロック）Ｂ_１からガントリークレーン５のある位置に対応するブロック（目的地ブロック）Ｂ_８までの各ブロックＢ（ブロックＢ_１〜Ｂ_８）の通過時間を求める。

続いて、手順Ｓ５１で得られたコンテナ３の到着予定時刻と手順Ｓ５３で得られた各ブロックにおける無人搬送車４の通過時間とに基づいて、目的地ブロックにおける無人搬送車４の通過時刻（進入時刻）を予約する（手順Ｓ５４）。

続いて、出発地ブロック側に１つ手前のブロックにおける無人搬送車４の通過時刻（進入・退出時刻）を予約する（手順Ｓ５５）。

続いて、当該ブロックにおいて既に予約された他の無人搬送車４の通過時刻との重複が発生していないかどうかを判断する（手順Ｓ５６）。他の無人搬送車４の通過時刻との重複が発生していると判断されたときは、今回通過時刻を予約した無人搬送車４により搬送されるコンテナ３の到着予定時刻を遅らせる（手順Ｓ５７）。そして、手順Ｓ５４に戻り、手順Ｓ５４，Ｓ５５を繰り返し実行する。

他の無人搬送車の通過時刻との重複が発生していないと判断されたときは、出発地ブロックにおける無人搬送車４の通過時刻（退出時刻）の予約が完了したかどうかを判断する（手順Ｓ５８）。出発地ブロックにおける無人搬送車４の通過時刻の予約が完了していないと判断されたときは、手順Ｓ５５に戻り、手順Ｓ５５，Ｓ５６を繰り返し実行する。

出発地ブロックにおける無人搬送車４の通過時刻（退出時刻）の予約が完了したと判断されたときは、その退出時刻から無人搬送車４が走行を開始する時刻（走行開始時刻）を求め、その走行開始時刻データを無線装置９を介して当該無人搬送車４に送信する（手順Ｓ５９）。

このような処理を実行することによって、出発地ブロックから目的地ブロックまでの各ブロックにおける無人搬送車４の通過時刻が、無人搬送車４の走行方向とは逆向きに目的地ブロックから出発地ブロックに向かって順次予約されていくこととなる（図４の矢印参照）。

例えば図４に示すような走行経路ブロックデータでは、ブロックＢ_８〜Ｂ_１における無人搬送車４の通過時刻が順次予約されていき、無人搬送車４に対して走行開始時刻が指示される。そして、無人搬送車４の走行開始時刻になると、無人搬送車４は、出発地から目的地に向かって、予約されたブロックＢ_１〜Ｂ_８の通過時刻に従って走行するようになる。

また、任意のブロックにおける通過時刻が他の無人搬送車４の通過時刻と重複したときは、当該コンテナ３の到着予定時刻を遅らせて、無人搬送車４が通る各ブロックの通過時刻を予約し直すようにする。

従って、無人搬送車４が出発地からガントリークレーン５のある目的地に向かって走行経路７上を走行するときに、途中の合流点７ａにおいて無人搬送車４が待ち合わせのために停止することが無くなるため、無人搬送車４の渋滞の発生を防止することができる。従って、無人搬送車４の平均走行速度が下がることが防止されるため、コンテナ３の搬送能力の低下を抑制することが可能となる。また、ガントリークレーン５に対するコンテナ３の到着順序を入れ替えなくて済むため、当初予定された荷役計画通りの順番で荷役作業を実施することができる。

図６は、上記の荷役計画設定部１３により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。

同図において、まず荷役計画データベース１１に登録されたコンテナ船２のコンテナ積載庫２ａにおけるコンテナ３の積載位置の情報から、各荷役作業の目標荷役時間を設定する（手順Ｓ６１）。ここで、図７に示すようにコンテナ３の積載位置が異なる場合には、ガントリークレーン５のクレーン部５ｃの移動量が変わるため、荷役作業の荷役時間も変わってくる。

荷役時間は、図７及び図８に示すように、無人搬送車４からガントリークレーン５への移載時間と、ガントリークレーン５による単独作業時間との合計である。無人搬送車４からガントリークレーン５への移載時間は、ガントリークレーン５のクレーン部５ｃを初期位置から下降させて、無人搬送車４からクレーン部５ｃにコンテナ３を移載する時間である。

ガントリークレーン５による単独作業時間は、無人搬送車４に係わる作業以外の作業に要する時間のことであり、基本的には、クレーン部５ｃを動かして、クレーン部５ｃに移載されたコンテナ３をコンテナ船２のコンテナ積載庫２ａにおける積載位置に積載し、その後クレーン部５ｃを初期位置に戻すまでの時間である。このとき、コンテナ船２のハッチカバーを取り外す必要がある場合には、ハッチカバーの取り外し時間及び取り付け時間も単独作業時間に含まれる。

コンテナ船２のコンテナ積載庫２ａにおけるコンテナ３の積載位置としては、例えばコンテナ積載庫２ａの下部左側領域、下部中央領域、下部右側領域、上部左側領域、上部中央領域、上部右側領域のように領域毎に区分けされていても良い。ここで、コンテナ船２の左側を陸側とすると、例えば図７及び図８に示すように、コンテナ積載庫２ａの下部右側領域にコンテナ３を積載する場合には、コンテナ積載庫の上部左側領域にコンテナ３を積載する場合に比べて、クレーン部５ｃの移動距離が長くなるため、ガントリークレーン５による単独作業時間が長くなる。

また、目標荷役時間は、同じ積載位置であってもコンテナ船２の種類により変えても良いし、またガントリークレーン５を駆動操作するオペレータの習熟度や、ガントリークレーン５が駆動される時の風雨等の環境条件により変えても良い。

続いて、各荷役作業について、手順Ｓ６１で得られた目標荷役時間に基づいて、ガントリークレーン５による荷役開始予定時刻（前述）、つまり無人搬送車４からガントリークレーン５への移載を開始する予定時刻（移載開始予定時刻）を計算する（手順Ｓ６２）。

例えば図８に示すように、荷役作業Ａを実施した後に荷役作業Ｂを実施する場合には、荷役作業Ａの目標荷役時間は７０秒であるため、荷役作業Ａの移載開始予定時刻に７０秒を加算した時間を荷役作業Ｂの移載開始予定時刻とする。

続いて、手順Ｓ６１で得られた目標荷役時間と手順Ｓ６２で得られた移載開始予定時刻とを、当初荷役計画として荷役計画データベース１１に登録する（手順Ｓ６３）。

図９は、上記の荷役計画補正部１４により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。

同図において、まずガントリークレーン５により荷役作業が実施されたかどうかを判断し（手順Ｓ７１）、荷役作業が実施されたと判断されたときは、実際に荷役にかかった荷役実績時間を取得する（手順Ｓ７２）。荷役作業が実施されたかどうかについては、例えば無人搬送車４に搭載された在荷センサの出力から判断可能である。荷役実績時間は、例えばガントリークレーン５が駆動している時間や荷役操作レバーが操作されている時間から取得可能である。

続いて、荷役計画設定部１３により設定された目標荷役時間（図６の手順Ｓ６１参照）と荷役実績時間との差異に応じて、以降に実施される荷役作業における無人搬送車４からガントリークレーン５への移載開始予定時刻を再計算する（手順Ｓ７３）。例えば図８に示すような荷役計画において、荷役作業Ａの荷役実績時間が目標荷役時間よりも１５秒遅れた場合には、荷役作業Ｂの移載開始予定時刻を１５秒遅らせるようにする。

続いて、その変更した移載開始予定時刻を、変更後荷役計画として荷役計画データベース１１に更新登録する（手順Ｓ７４）。

以上において、荷役計画データベース１１と荷役計画設定部１３の上記手順Ｓ６１とは、荷物積載庫２ａにおける荷役位置に基づいて、荷役装置５による荷役作業の目標荷役時間を設定する目標荷役時間設定手段を構成する。荷役計画設定部１３の上記手順Ｓ６２は、目標荷役時間に基づいて、荷役装置５が荷役作業を開始する荷役開始予定時刻を求める荷役予定時刻決定手段を構成する。荷役計画補正部１４の上記手順Ｓ７１，Ｓ７２は、荷役装置５により実際に荷役作業を行った時の荷役実績時間を取得する荷役実績時間取得手段を構成する。荷役計画補正部１４の上記手順Ｓ７３は、目標荷役時間と荷役実績時間との差異に応じて、その後に実施される荷役作業の荷役開始予定時刻を変更する荷役予定時刻変更手段を構成する。

ところで、ガントリークレーン５はオペレータの手動操作により駆動されるため、以下の不具合が発生する。即ち、図７及び図８に示すように、コンテナ船２のコンテナ積載庫２ａにおけるコンテナ３の積載位置により作業時間のばらつきが大きくなる。また、オペレータの習熟度、風雨等の環境条件、コンテナ船２のタイプ等によっても作業時間のばらつきが大きくなる。このため、当初の荷役計画として設定された荷役開始予定時刻に荷役作業が実施されなくなることがある。

これに対し本実施形態では、ガントリークレーン５により荷役作業が実施された時の荷役実績時間を取得し、予め設定された目標荷役時間と荷役実績時間との差異に応じて、荷役計画を補正し、以降に実施される荷役作業の移載開始予定時刻を変更するようにしたので、コンテナ３の積載位置やオペレータの習熟度等にかかわらず、常に荷役開始予定時刻に荷役作業を開始させることができる。その結果、精度の高い荷役計画を得ることが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、所定期間（例えば１日や１週間）毎に、各荷役作業の目標荷役時間と荷役実績時間との差異に基づいて荷役計画の学習を行っても良い。具体的には、各荷役作業の目標荷役時間を再設定し、更に無人搬送車４からガントリークレーン５への移載開始予定時刻を再計算し、これらの目標荷役時間及び移載開始予定時刻を荷役計画データベース１１に更新登録する。この場合には、荷役計画の精度を一層向上させることができる。

また、上記実施形態では、ＡＧＶ制御部１２、荷役計画設定部１３及び荷役計画補正部１４を同じ１つのコントローラ６に設けたが、ＡＧＶ制御部１２と荷役計画設定部１３及び荷役計画補正部１４とを別々のコントローラに設けるようにしても良い。

また、上記実施形態では、コンテナ３を有人トレーラに対して荷役する作業については特に考慮されていないが、例えばコンテナ３をコンテナ船２に積載した後、ガントリークレーン５により別のコンテナ３を無人搬送車４から受け取って有人トレーラに積載するような場合には、そのコンテナ３の受け取り及び積載に要する時間が上記のガントリークレーン５による単独作業時間（前述）に加算されることになる。

さらに、上記実施形態は、コンテナ保管場所８に保管されたコンテナ３を搬送してコンテナ船２に積載するものであるが、本発明は、コンテナ船２に積載されたコンテナ３をコンテナ船２から降ろしてコンテナ保管場所８に搬送するシステムにも適用可能である。

また、本発明の荷役システムは、コンテナ以外の荷物に対して荷役を行うものにも適用可能であることは言うまでもない。

１…荷役システム、２ａ…コンテナ積載庫（荷物積載庫）、３…コンテナ（荷物）、４…無人搬送車（荷物搬送車）、５…ガントリークレーン（荷役装置）、６…コントローラ、１１…荷役計画データベース（目標荷役時間設定手段）、１３…荷役計画設定部（目標荷役時間設定手段、荷役予定時刻決定手段）、１４…荷役計画補正部（荷役実績時間取得手段、荷役予定時刻変更手段）。

Claims (2)

1. 荷役装置により荷物搬送車と荷物積載庫との間で荷役作業を行う荷役システムにおいて、
   前記荷物積載庫における荷役位置に基づいて、前記荷役装置による荷役作業の目標荷役時間を設定する目標荷役時間設定手段と、
   前記目標荷役時間に基づいて、前記荷役装置が荷役作業を開始する荷役開始予定時刻を求める荷役予定時刻決定手段と、
   前記荷役装置により実際に荷役作業を行った時の荷役実績時間を取得する荷役実績時間取得手段と、
   前記目標荷役時間と前記荷役実績時間との差異に応じて、その後に実施される荷役作業の前記荷役開始予定時刻を変更する荷役予定時刻変更手段とを備えることを特徴とする荷役システム。
2. 前記目標荷役時間設定手段は、前記荷役装置を駆動操作するオペレータの習熟度及び前記荷役装置が駆動される時の環境条件の少なくとも一方に基づいて、前記目標荷役時間を変更することを特徴とする請求項１記載の荷役システム。
   
   

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