JP2014141313A

JP2014141313A - 商品自動ピッキングシステム

Info

Publication number: JP2014141313A
Application number: JP2013009135A
Authority: JP
Inventors: Juro Yamagishi; 十郎山岸
Original assignee: JB Create Co Ltd
Current assignee: JB Create Co Ltd
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-08-07

Abstract

【課題】ピッキングから箱詰めまでの自動化を可能とし、これにより、生産性の向上と、物流コストダウンを可能とする商品自動ピッキングシステムの提供。
【解決手段】受注データに基づき、該当する商品が収納されている商品ケースをケース保管棚からピックし、第１の搬送手段へと積み流す商品ケースピックステップと、商品トレーを第２の搬送手段へと積み流す商品受け箱積み流しステップと、商品トレーの情報を読み取り、情報に基づいた商品を商品ケースからピックし、前記商品トレーに収納していく商品収納ステップと、商品トレーに関連付けられた出荷先情報に従って、前記第２の搬送手段から前記出荷先情報に対応する位置へと移動仕分けさせる商品トレー仕分けステップと、前記商品トレー仕分けステップにおいて仕分けされた商品トレーに収納されている商品をピックし、前記出荷先へと搬送する搬送用ケースに収納していく商品搬送ステップとを含むものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、倉庫に保管してある小物・少量・多品種の商品を店舗からの受注に基づいて自動ピッキングし、当該ピッキングした商品を出荷先単位に自動箱詰めし、搬送する出荷先別の商品自動ピッキングシステムに関するものである。

従来から、店舗から受注を受けた商品は、作業者が情報端末を装備したカートを操作して、倉庫の保管棚の指示された保管場所へと移動し、商品を探し、受注した数だけその商品をピッキングして、通箱などに収納し、さらに、収納後に、出荷ホームへ移動し、各店舗へと配送するといった方法が一般的とされている。

しかし、上記のピッキング作業は、商品種類が多くなると（多品種）、作業者の歩行距離が伸び、作業効率が悪く、ピッキングミスも発生し、その結果、物流コスト増大と、物流品質の低下をもたらしてしまっていた。これに対して、近年では、自動倉庫や、ロボットを活用したピッキングシステムが現れるようになっている。

例えば、特許文献１のように、複数の同一品種物品を収容したケースをパレットに積載し、多段多列をなす複数の保管棚を備えた保管庫のいずれかの保管棚にパレットを入庫保管し、保管庫より自動出庫されたパレットを搬送手段により搬送し、当該搬送手段は、出荷場を移動し、パレットに積載してある物品をピッキング可能にする複数のピッキングゾーンを形成し、各ピッキングゾーンにおいて制御コンピュータが制御するピッキング表示器が表示する物品取り出し数に基づいて作業者がピッキングを行うといった技術が用いられている。

そして、詳しくは、制御コンピュータが、パレットに積載している物品の品種に基づいて、ピッキング表示器にピッキング必要数を表示させ、それを作業者が読み、その必要数分を出荷ゾーンに搬送されている該当ロールボックス（搬送用の通箱）に収納していくといったことが行われる。なお、作業者に代わり、これをピッキングロボットで行う場合についても開示されている。

特開２００９−１９６８１８号公報

しかしながら、上記特許文献に開示されている技術では、パレットに積載している物品を多数の作業者が必要個数ピッキングし、それを搬送用の通箱にそれぞれ収納していくため、例えば、多店舗による多数の受注があると、ピッキング作業者の負担が特に大きくなってしまい、その結果、物流コストも大きなものとなってしまう。また、小物の少量・多品種で受注数が異なるピッキングと出荷先搬送前の箱詰めにおいては、色々な方式・システムが、開発されてきているが、何れも全自動化することは難しく、人間作業無しでは運用をすることはできなかった。

また、商品のピッキングでは、通箱に必要個数収納していくため、予め十分な大きさの通箱を準備しておかなくてはならず、物流コストや搬送効率という面で、非常に無駄があるとされてきている。これは、上記で挙げた特許文献に限らず、一般的な商品ピッキングシステムにおいても同様な問題とされている。

本発明は、上述の問題を解決するためのもので、多品種・小物・少量の複雑な受注に対して、ピッキングから箱詰めまでの自動化を可能とし、これにより、生産性の向上と、物流コストダウンを可能とし、また、全てコンピュータ制御された仕組みと、自動化により、商品のピッキングミスや、数量のミス等が無くなり、物流品質が格段に向上する商品自動ピッキングシステムを提供することを目的としている。

上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。即ち、請求項１記載の発明は、受注データに基づいてピッキングした商品を出荷先単位で搬送する商品自動ピッキングシステムにおいて、前記受注データに基づき、該当する商品が収納されている商品ケースをケース保管棚からピックし、当該商品ケースを第１の搬送手段へと積み流す商品ケースピックステップと、予め、前記受注データに基づき、少なくとも、出荷先情報と、該当する商品情報とが関連付けられた商品トレーを第２の搬送手段へと積み流す商品トレー積み流しステップと、前記第２の搬送手段に積み流されている商品トレーに関連付けられている情報を読み取り、当該読み取られた情報に基づいた商品を前記第１の搬送手段に積み流された商品ケースから１つピックするとともに、当該ピックした商品を前記商品トレーに１つ収納していく商品収納ステップと、前記第２の搬送手段に積み流されている前記商品トレーのうち、前記商品収納ステップにおいて前記商品が収納された商品トレーを当該商品トレーに関連付けられた出荷先情報に従って、前記第２の搬送手段から前記出荷先情報に対応する位置へと移動仕分けさせる商品トレー仕分けステップと、前記商品トレー仕分けステップにおいて仕分けされた商品トレーに収納されている商品をピックし、前記出荷先へと搬送する搬送用ケースに収納していく商品搬送ステップとを含むことを特徴とする商品自動ピッキングシステムである。

本発明によると、受注商品を自動的に出荷先単位にて搬送させることができるため、多数の作業者を倉庫内に配置する必要がなく、物流コストを下げることができ、また、商品搬送効率や物流品質の向上も図ることができる。またさらに、長時間に渡るシステム稼働（例えば、２４時間稼働）にも耐えることが可能となる。

そして、商品のピッキング工程において、商品ケースから該当商品を１つだけピックし、それを商品受け箱（通箱）に１つだけ収納していくため、商品受け箱（通箱）の容量サイズを小さくすることができ、物流コストの削減及び搬送効率や物流品質の向上が図れ、また、システム全体の省スペース化も望める。

本発明に係る商品自動ピッキングシステムの実施形態を示した簡略フローである。本発明に係る商品自動ピッキングシステムの実施形態を示した概略図である。本発明に係る商品自動ピッキングシステムの実施形態のうち、ピッキングロボットが、商品ケースから商品を１つピックし、それを商品トレーに収納していくステップを表した概略図である。

本発明に係る商品自動ピッキングシステムの実施形態について図１を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る商品自動ピッキングシステムを示した簡略フローである。本実施形態では、まず、入荷した商品を商品ケース単位で自動倉庫に保管しておく。なお、この保管作業の前に、ピッキングロボットが商品をピックしやすいよう、予め、商品ケースの上部をそれぞれ切り取っておくようにする。

続いて、多店舗からきた受注を一定の単位でまとめ、さらに、これらを同じ商品毎に集計（バッチ集計）しておく。そして、商品の受注データの集計（バッチ集計）結果に基づき、該当商品が収納されている商品ケースをケースごと倉庫内の棚からクレーン等により自動で出荷（ピック）していく。

例えば、商品ケースに商品が２０個収納されている場合に、バッチ集計結果による出荷必要個数が１０個とすると、商品ケース１つをピックし、後述の商品ピックの後、残りの１０個は、そのまま商品ケースに収納した状態で、再びケース棚へと自動的に戻されていくようにする。

続いて、出荷（ピック）された商品ケースは、ベルトコンベア（搬送手段）により、ピッキングエリアへと搬送されていく。なお、ピッキングエリアでは、上記商品ケースが搬送されてくるベルトコンベア（第１の搬送手段）と、所定の範囲において並走する他のベルトコンベア（第２の搬送手段）が設置されており、このベルトコンベア（第２の搬送手段）の上には、予め、商品トレー（通箱）が積み流されている。

商品ピッキング作業は、ピッキングロボットが、商品ケースから該当商品を「１つ」ピックし、それを該当する商品トレー（通箱）に収納していく。例えば、Ａという商品が、得意先「イ」から２個、得意先「ロ」から３個、得意先「ハ」から４個の合計９個の受注があったとすると、９つの商品トレー（通箱）にそれぞれ収納していくことになる。

このように、該当商品を「１つ」だけピックし、それを商品トレー（通箱）に収納する仕組みなため、商品トレー（通箱）自体を小さくすることが可能となってくるわけである（例えば、全ての取扱商品のうち、最も大きいサイズの商品が１つ入るだけの容量にすれば良い）。つまり、物流コストや、搬送効率、省スペース化の面で大きな貢献を果たすことになる。

ここで、一般的なピッキングシステムでは、商品トレー（通箱）は、商品が２個入る大きさ、３個入る大きさ、４個入る大きさと、３パターンサイズのものを準備することがよく行われているが、こういった場合、商品トレー（通箱）のサイズをどのようにするか、また、商品トレー（通箱）を搬送する搬送コンベアのサイズや能力も問題となってくる。

また、複数の受注を寄せて商品を箱詰めしようとすると、大きくなった商品トレー（通箱）から、商品を１個単位でピックし、出荷先別の搬送用ケースへと収納していくピッキングロボットの生産性が問題となり、システムの自動化は、極めて困難なものとなってしまう。

本発明は、これを全て「１個」に分解することが最大のポイントであり、全ての受注を１単位に分解することにより、トレーのサイズも小さくなり、複数品種の受注品を合わせ、ピッキングロボットで箱詰め（出荷先別の搬送用ケースへと収納）することも容易となるわけである。

なお、ロボットにより商品をピッキングする仕組み（システム）は、一般的に多く見られるが、本発明の仕組み（システム）は、受注数が複数あったとしても、小さい商品トレー（通箱）に１個単位でピッキングロボットが収納していくことに大きな意味があり、この仕組みにより、箱詰めもロボットにより自動化することが可能となってくる。

なお、商品トレー（通箱）の外側には、出荷先や出荷該当商品の品種情報等が含まれたバーコードが印刷されており（バーコードに代わり、例えば、ＩＣタグによっても良い）、これをベルトコンベア（第２の搬送手段）の所定位置に取り付けられている読み取り装置によって読み取り、その情報をピッキングロボットが認識し、それぞれの商品のピッキング作業を行っていくようになっている。このようにすることで、ピッキングミスを無くすことが可能となる。

続いて、商品ピッキング作業後は、該当商品が１つ収納されている商品トレー（通箱）を出荷先（店舗）別にソートしていく。これは、商品トレー（通箱）に印刷されているバーコード（或いは、ＩＣタグ）から読み取られた情報に基づいて行われていく。

ソートされた商品トレー（通箱）に収納されている商品は、所定の位置において、ピッキングロボットによりピックされ、それぞれ出荷先へと搬送する搬送用ケースに収納されていく。なお、このピッキングロボットには、カメラが搭載されており、該当商品の搬送用ケースへの収納精度を高めるようになっている。

ここで、本発明に係る商品自動ピッキングシステムの実施形態について、より詳細に説明していく。図２は、本発明に係る商品自動ピッキングシステムの概略図で、図３は、ピッキングロボットが、商品ケースから商品を１つピックし、それを商品トレー（通箱）に収納していくステップを表している。

なお、符号については、１０はケース棚、１２は商品ケース、１４はクレーン、１６はベルトコンベア（第１の搬送手段）、１８はベルトコンベア（第２の搬送手段）、２０は商品トレー（通箱）、２２はバーコード、２４はバーコードリーダー、２６はピッキングロボット、２８は商品、３０は箱詰め用アイランド、３２はコンベアソーター、３４はピッキングロボット、３６は搬送用ケースを表している。

本実施形態では、まず、図２に表すように、受注データ集計（バッチ集計）結果に基づいて、自動倉庫のケース棚１０に格納されている商品ケース１２をクレーン１４によって払い出していく。なお、ここでいうバッチ集計とは、複数の得意先（多店舗）から受けた受注内容を所定の単位（例えば、時間で切る）でまとめ、商品別に並び替えることによって行うものである。そして、商品別にまとめられたデータに基づいて、クレーン１４が、自動倉庫から商品ケース単位で払い出すという仕組みである。

続いて、クレーン１４により払い出された商品ケース１２は、図に表すように、ベルトコンベア（第１の搬送手段）１６に積み流され、ピッキングエリアへと搬送されていく。また、ピッキングエリアには、ベルトコンベア（第１の搬送手段）１６と所定の位置において並走する形で、ベルトコンベア（第２の搬送手段）１８が設置されており、このベルトコンベア（第２の搬送手段）１８には、商品トレー（通箱）２０が予め積み流されている。

そして、商品トレー（通箱）２０の外側には、図３に表すように、バーコード２２が印刷されており、このバーコード２２は、出荷先の情報（店舗情報）や、該当商品の品種情報等が含まれている。このバーコード２２をベルトコンベア（第２の搬送手段）１８の所定位置に取り付けられているバーコードリーダー２４が読み取り、その情報に基づいて、ピッキングロボット２６が、商品ケース１２から該当商品２８をピックし、商品受け箱（通箱）２０へと収納していく。

ここで、ピッキングロボット２６は、図３に表すように、バーコードリーダー２４からの情報に基づき、ピッキングエリアに搬送された商品ケース１２から該当商品２８を「１つ」だけピックし、商品トレー（通箱）２０へとそれを収納していくようにする。つまり、該当商品２８「１つ」につき、商品トレー（通箱）２０が「１つ」という関係にするということである。また、バーコードリーダー２４に情報が読み込まれるため、どの商品トレー（通箱）２０にどの商品２８が収納されたかをコンピュータは認識することが可能となっている。

従来のシステムでは、該当商品は、商品トレー（通箱）に複数個収納するようになっていたため、どうしても商品トレー（通箱）の容量に余裕を持たせる必要があり、予め、大きな商品トレー（通箱）を準備しなくてはならず、搬送手段の大きさの問題や、搬送効率の面において様々な不具合が生じていたが、本発明のように、該当商品２８「１つ」をピッキングし、それを「１つ」商品トレー（通箱）２０に収納するというシステムにすることで、これら諸問題を解決することができるわけである。

なお、自動倉庫からクレーン１４によって払い出された商品ケース１２に、例えば、商品２８が４０個入っていて、さらに、受注バッチ集計処理における得意先（店舗）の必要個数が１５個だとすると、ピッキングロボット２６にピッキングされた後の残りの２５個入りの商品ケース１２は、そのままベルトコンベア（第１の搬送手段）１６を流れ、自動倉庫に戻り、クレーン１４により、再び、自動的に格納されることになる。

続いて、商品２８が収納された商品トレー（通箱）２０は、図２に表すように、ベルトコンベア（第２の搬送手段）１８上に積載されたまま、下流の箱詰めラインへと流されていく。そして、ベルトコンベア（第２の搬送手段）１８の下流側では、出荷先（得意先）毎に充当された箱詰め用アイランド３０がそれぞれ設けられている。

各商品トレー（通箱）２０は、先の段階でバーコードリーダー２４によって読み取られたバーコード２２の情報に基づき、各箱詰め用アイランド３０の入り口近傍にそれぞれ設けられているコンベアソーター３２によって、該当する出荷先（得意先）の箱詰め用アイランド３０にそれぞれ仕分けされていく。

箱詰め用アイランド３０では、ピッキングロボット３４が、図２に表すように、仕分けされてきた商品トレー（通箱）２０から商品２８を「１つ」ピックし、出荷先へと搬送する際に用いる搬送用ケース３６に「１つ」箱詰めしていく。ピッキングロボット３４は、商品トレー（通箱）２０から、商品２８を「１つ」ピックし、それを搬送用ケース３６に「１つ」箱詰めする仕組みなため、箱詰めの効率が極めて良く、また、箱詰めのミスが無くなる。

なお、ピッキングロボット３４には、カメラが取り付けられているため、商品２８を搬送用ケース３６のどの位置に、どのように箱詰めするかといった情報を受けることで、正確な作業を行うことができるようになっている。つまり、搬送効率という面で大きな効果得られることに繋がり、また、商品２８の搬送ミスを無くすことができるようになる。なお、搬送用ケース３６に何をどれだけ箱詰めするかの情報は、受注処理の段階で、コンピュータにより自動計算されるものである。

なお、商品２８がピックされた空の商品トレー（通箱）２０は、バーコード情報を書き換えた後、再び、ベルトコンベア（第２の搬送手段）１８へと積み流すことで、再利用に供することが可能となっている。このようにすることで、資源の有効化が図ることができる。また、商品２８の収納を終えた搬送用ケース３６は、それぞれの出荷先へとトラック等により配送されていく。

ここで、本発明に係るピッキング商品の搬送システムの実施形態によれば、例えば、ピッキングロボット２６による商品２８のピッキング作業が、１．５ｓ／箱（商品）とすると、１時間あたり、１，８００個の商品２８を商品受け箱（通箱）２０に収納することができる。

また、例えば、箱詰め用アイランド３０が１０箇所設けられていて、それとともに、ピッキングロボット３４が１０体設置されていて、さらに、ピッキングロボット３４の処理能力が、１時間あたり１２０箱とすると、１時間あたりの総処理能力は、１時間あたり１，２００箱となる。

そして、これを２４時間（１日）稼働とすると、１日あたり２８，８００箱を処理することが可能となる。そうすると、１箱あたりの商品２８が、１５個とすると、１日あたりに４３２，０００個の商品２８を処理することができる計算になる。

このように本発明によれば、従来の、作業者によるシステムに比べ、生産性という面で、およそ３〜５倍程度の向上が望めることになる。また、システム全体においてのピッキング作業ミスが無くなる。そして、全て自動により処理を行えるため、２４時間フル稼働させても問題が無く、人件費の節約に繋がる。またさらに、商品受け箱（通箱）２０の容量を小さなものとすることができるため、出荷作業範囲の省スペース化という効果も奏するに至る。

一日で数十万個のピッキングをする物流現場では、多くの作業者が夜遅くまでピッキング作業を行っている。従って、残念ながらミスも発生し、生産性も低いことが物流コスト的に問題となっている。特に、人の命に関わる医薬品などの物流センターではミスは絶対に許されず、このような現場には、全自動化により、ミスを無くすシステムの構築が極めて高く評価されることが分かっている。

本発明の仕組みは、ピッキングと、箱詰めまでを全自動化することにより、物流センターの稼働時間を２４時間まで延ばすことができ、稼働率を高めることが可能となるものである。また、ロボットによってピッキングを行わせるため、ミスを無くすことも可能となり、生産性の低い日本の流通業界に貢献することができるものである。

本発明に係る商品自動ピッキングシステムは、ピッキング作業の効率化が図れ、さらに、ピッキング商品の搬送効率も極めて高いため、物流コストや人件費等の削減が望まれる現場や、作業ミスが許されない現場において好適に用いることができる。

１０ケース棚
１２商品ケース
１４クレーン
１６ベルトコンベア（第１の搬送手段）
１８ベルトコンベア（第２の搬送手段）
２０商品トレー（通箱）
２２バーコード
２４バーコードリーダー
２６ピッキングロボット
２８商品
３０箱詰め用アイランド
３２コンベアソーター
３４ピッキングロボット
３６搬送用ケース

Claims

受注データに基づいてピッキングした商品を出荷先単位で搬送する商品ピッキングシステムにおいて、
前記受注データに基づき、該当する商品が収納されている商品ケースをケース保管棚からピックし、当該商品ケースを第１の搬送手段へと積み流す商品ケースピックステップと、
予め、前記受注データに基づき、少なくとも、出荷先情報と、該当する商品情報とが関連付けられた商品トレーを第２の搬送手段へと積み流す商品受け箱積み流しステップと、
前記第２の搬送手段に積み流されている商品トレーに関連付けられている情報を読み取り、当該読み取られた情報に基づいた商品を前記第１の搬送手段に積み流された商品ケースから１つピックするとともに、当該ピックした商品を前記商品トレーに１つ収納していく商品収納ステップと、
前記第２の搬送手段に積み流されている前記商品トレーのうち、前記商品収納ステップにおいて前記商品が収納された商品トレーを当該商品トレーに関連付けられた出荷先情報に従って、前記第２の搬送手段から前記出荷先情報に対応する位置へと移動仕分けさせる商品トレー仕分けステップと、
前記商品トレー仕分けステップにおいて仕分けされた商品トレーに収納されている商品をピックし、前記出荷先へと搬送する搬送用ケースに収納していく商品搬送ステップと、
を含むことを特徴とするピッキング商品の搬送システム。