JP2014169147A - 仕分システム及び仕分システムでの荷物の投入制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な制御で搬送経路への荷物の投入量を増す。
【構成】 仕分システムでは、荷物を一方通行で搬送する搬送経路に接して、荷物を搬送経路へ投入する投入ステーションと、荷物を搬送経路から搬出する搬出ステーションとが設けられ、コントローラからの指示により荷物を投入及び搬出し、搬送経路上での荷物１個分のスペースを１ピッチとして、投入ステーションは、荷物を投入した位置から複数ピッチ以上、上流側の位置から荷物の投入が自在で、複数個の投入ステーションが上流側から下流側へと搬送経路に沿って設けられている。コントローラにより、搬送経路上の荷物がある位置と荷物を投入可能な位置との管理データを管理し、かつ、下流側の投入ステーションのために、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を禁止する位置を、複数ピッチ以上の間隔を置いて、複数個指定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は仕分システムでの荷物の投入制御に関し、特に荷物の投入量を増加させるための制御に関する。

仕分システムでは、搬送経路へ荷物を投入する投入ステーションと搬送経路から荷物を搬出する搬出ステーションとを設けて、コントローラによりこれらを制御する。搬送経路としては、ローラコンベヤにより荷物を載せたトレイを搬送すること（特許文献１ 特許3586640）、搬送経路での搬送方向とは直角な方向に荷物を移動させるシューにより仕分を行うこと、搬送経路と直角な方向へ荷物を移動させるトレイに荷物を載せて搬送すること（いずれも特許文献２ 特開2009-280359）等が知られている。

ところで投入ステーションが連続して荷物を搬送経路へ投入できず、例えば搬送経路での荷物のピッチに換算して４ピッチ以上に１個の割合でしか荷物を投入できないことがある。この場合、搬送経路での空のスペースを空、他の荷物が占めているスペースを実とすると、
「空・空」、「空・実・実・空」、「空・実・空」等の場合は、最初の空スペースに荷物を投入すると、次の空スペースには荷物を投入できない。この例では、最初の空スペースと次の空スペースとに荷物を投入するためには、「空・実・実・実・空」、「空・実・実・実・実・空」等の順序が必要である。

発明者は空スペースと実スペースとがランダムに生じるものとして、投入ステーションの上流側から搬送経路を流れる荷物の数に対して、投入ステーションからの荷物の投入量がどのように変化するかをシミュレーションした。図７に結果を示し、上流からの荷物の通過量が搬送経路の搬送能力の60%程度では、可能な投入量の2/3程度しか投入できていない。荷物の通過量が増すと、実スペースが増す上に、空のスペースがあっても荷物を投入できない場合が増す。これは空スペースと空スペースとの間隔が、荷物を連続して投入するための間隔よりも短いことが生じるためである。

特許3586640 特開2009-280359

この発明の課題は、簡単な制御で搬送経路への荷物の投入量を増すことにある。

この発明は、荷物を一方通行で搬送する搬送経路に接して、荷物を搬送経路へ投入する投入ステーションと、荷物を搬送経路から搬出する搬出ステーションとが設けられ、コントローラからの指示により荷物を投入及び搬出する仕分システムであって、
搬送経路上での荷物１個分のスペースを１ピッチとして、前記投入ステーションは、荷物を投入した位置から複数ピッチ以上、上流側の位置から荷物の投入が自在で、
複数個の投入ステーションが上流側から下流側へと搬送経路に沿って設けられ、
前記コントローラは、搬送経路上の荷物がある位置と荷物を投入可能な位置との管理データを管理し、かつ、下流側の投入ステーションのために、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を禁止する位置を、前記複数ピッチ以上の間隔を置いて、複数個指定するように構成されていることを特徴とする。

またこの発明の仕分システムでの荷物の投入制御方法は、荷物を一方通行で搬送する搬送経路に接して、荷物を搬送経路へ投入する投入ステーションと、荷物を搬送経路から搬出する搬出ステーションとが設けられ、コントローラからの指示により荷物を投入及び搬出し、搬送経路上での荷物１個分のスペースを１ピッチとして、前記投入ステーションは、荷物を投入した位置から複数ピッチ以上、上流側の位置から荷物の投入が自在で、複数個の投入ステーションが上流側から下流側へと搬送経路に沿って設けられている仕分システムに対して、
前記コントローラにより、搬送経路上の荷物がある位置と荷物を投入可能な位置との管理データを管理し、かつ、下流側の投入ステーションのために、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を禁止する位置を、前記複数ピッチ以上の間隔を置いて、複数個指定することを特徴とする。

この発明では、下流側の投入ステーションに荷物を連続して投入可能なピッチで空スペースが到着するので、荷物の投入機会が確保される。空スペースは荷物を連続投入可能なピッチで到着するので、空スペースが無駄にならない。また複数個の投入ステーションが設けられているため、荷物の投入機会が少なくなりやすい下流側の投入ステーションに対して、投入機会を確保できる。さらに上流側のステーションに対し荷物の投入を禁止するだけなので、制御が単純である。これらのため、簡単な制御で搬送経路への投入量を増すことができる。

なおこの明細書において、仕分システムに関する記載はそのまま仕分システムでの荷物の投入制御方法にも当てはまり、逆に仕分システムでの荷物の投入制御方法に関する記載はそのまま仕分システムにも当てはまる。また投入を禁止する位置は複数個指定すれば良く、搬送経路上に同時に複数個の位置で投入が禁止されている必要はない。

好ましくは、前記コントローラは、前記管理データ上で仮想荷物を投入することにより、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を禁止し、かつ前記下流側の投入ステーションの上流側で仮想荷物を管理データ上で搬出することにより、下流側の投入ステーションから荷物を投入できるようにするように構成されている。このようにすると、管理データ上での仮想荷物の投入と搬出とにより、簡単に上流側の投入ステーションに対し荷物の投入を禁止し、下流側の投入ステーションが荷物を投入できるようにすることができる。

また好ましくは、前記コントローラは、前記下流側の投入ステーションで投入を待っている荷物の数が所定値以上の際に、仮想荷物の投入を開始するように構成されている。このようにすると仮想荷物を過剰に投入することにより、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を妨げることがない。

あるいはまた、前記コントローラを、時間当たり所定数の仮想荷物を投入するように構成しても良い。このようにすると仮想荷物の投入が簡単になる。なお所定数は、目標値に対し±30%程度、好ましくは±20%程度の変動を許すものとする。

実施例の仕分システムの要部平面図 仮想荷物の投入アルゴリズムを示すフローチャート 仮想荷物の搬出アルゴリズムを示すフローチャート 仮想荷物の投入量の制御アルゴリズムを示すフローチャート 仮想荷物の投入を模式的に示す図 仮想荷物を投入した際の、シミュレーションでの荷物の投入可能量を示す図 仮想荷物を投入しなかった際の、シミュレーションでの荷物の投入可能量を示す図

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

図１〜図６に実施例とその特性とを示す。各図において、２は仕分システムで、搬送経路として周回路を形成している主コンベヤ４と、主コンベヤ４へ荷物を投入する投入ステーション６，７，８等と、荷物を主コンベヤ４から搬出する搬出ステーション９，１０等を備えている。ステーション６〜１０には荷物センサS1,S2を設けて、ステーション６〜１０内へ到着した荷物の数と、ステーション６〜１０から投入あるいは搬出した荷物の数をカウントする。これらの荷物の数の差は、ステーション６〜１０にバッファされている荷物の数である。またIDリーダS3を設けるか、投入ステーション６〜８の上流側の他のシステムのコントローラから通知する等により、投入ステーション６〜８にバッファされている荷物のIDが判明するようにする。搬出ステーション９，１０にもIDリーダS3を設けることが好ましい。

１２は仮想荷物投入ステーションで、３個の投入ステーション６〜８のいずれよりも上流側に設けて、仮想荷物を主コンベヤ４の空トレイ３４へ投入し、仮想荷物トレイ３２とする。１４は仮想荷物搬出ステーションで、３個の投入ステーション６〜８中の下流側の投入ステーション６とその上流側の投入ステーション７との間に設けて、仮想荷物トレイ３２から仮想荷物を搬出し、空トレイ３４とする。図１の３０は荷物を搭載した実トレイ、３２は仮想の荷物を搭載した空のトレイで、この明細書では仮想荷物トレイ３２と呼ぶ。また３４は空トレイで、３６は投入ステーション６〜８で主コンベヤ４への投入を待っている投入待荷物である。図１の左下に示すように、トレイは、主コンベヤ４の搬送方向に直角な方向へ荷物を搬送する、駆動コンベヤ３５を備えている。また投入ステーション６〜８，搬出ステーション９，１０は、例えば駆動コンベヤにより荷物を投入あるいは搬出する。

投入ステーション６〜８の上流側には、図示しない自動倉庫あるいはピッキングエリア等がある。搬出ステーション９，１０の下流側にはトラックステーション等があり、搬出ステーション９，１０は配送先等に応じて設けられて、投入ステーション６〜８よりも多数設けられているものとする。仕分システム２は、自動倉庫あるいはピッキングエリア等、トラックステーション等との間で、配送先等に応じて荷物を仕分けるシステムである。そして自動倉庫等からの多量の投入物品を処理するため、投入ステーション６〜８が例えば３個連続して設けられている。

主コンベヤ４等での荷物の搬送形態は、駆動コンベヤ付きのトレイに限らず、例えばスチールベルトコンベヤに対して、ダイバータにより荷物を投入及び搬出するもの、ターンテーブルを備えたローラコンベヤを用いるもの、傾動トレイを用いるもの等でも良い。これらの内で、投入ステーション６〜８からの時間当たりの荷物の投入量よりも、主コンベヤ４での荷物の搬送量の方が大きく、投入ステーション６〜８では連続した空スペースに荷物を投入できないものに、本発明の意味がある。

ステーション６〜１０，センサS1〜S3等はLAN１８を介して、コントローラ２０の通信部２２に接続されている。コントローラ２０には、トレイ管理部２４が設けられて、主コンベヤ４上の各トレイの状態（空、実；実の場合は荷物のIDと搬出ステーションのID）を管理し、仮想荷物トレイ３２も実トレイとして扱う。ステーション管理部２６は投入ステーション６〜８毎に設けられて、投入ステーション６〜８により投入待荷物３６を空トレイ３４へ投入させ、投入結果をトレイ管理部２４へ通知して、トレイの状態を更新させる。言い換えると、ステーション管理部２６は、投入ステーションに投入待荷物３６が存在する場合、上流側の各トレイの状態をトレイ管理部２４から受け取り、空トレイ３４に投入待荷物３６を投入する。ステーション管理部２７は搬出ステーション９，１０毎に設けられて、搬出ステーション９，１０から荷物を搬出させる。仮想荷物管理部２８は、下流側の投入ステーション６での投入待荷物３６の数が所定数以上の際に、仮想荷物を仮想荷物投入ステーション１２から空トレイ３４上へ投入して、空トレイ３４を仮想荷物トレイ３２に変更させる。そしてトレイ管理部２４で、そのトレイの状態を「実」に変更する。また投入ステーション６の直上流側の仮想荷物搬出ステーション１４で仮想荷物トレイ３２から仮想荷物を搬出させて、仮想荷物３２を空トレイ３４に変更し、トレイ管理部２４でそのトレイの状態を「空」に変更する。なおトレイ管理部２４は、「空」、「実」、「仮想荷物」の３状態でトレイを管理しても良い。

仮想荷物の投入と搬出は、トレイ管理部２４でのトレイの管理データ上の処理であり、実際の荷物の動きを伴うものではない。仮想荷物が存在することは、その位置に投入ステーション６〜８は荷物を投入できないことを意味し、どのステーションから荷物を投入するための仮想荷物であるか、どの荷物を搬送するための仮想荷物であるか等の補助的なデータは伴わない。また仮想荷物は、連続した投入ステーション６〜８中の最下流側の投入ステーション６のためのもので、中間の投入ステーション７のために投入しても良いが、最上流側の投入ステーション８のためには投入しない。なお仮想荷物を搬出した空トレイに対し、投入ステーション６で必ず荷物を投入しなければならないものでもない。

図２に、仮想荷物の投入アルゴリズムを示す。ステップ１で最下流側のステーション６での荷物のバッファ量を調べ、その値が１，２，３等の所定値以上で、仮想荷物の投入を実行し、所定値未満では仮想荷物を投入しない。投入済みの仮想荷物が有る場合（ステップ２）、その仮想荷物から所定ピッチ以上上流側の空トレイに仮想荷物を投入する（ステップ３）。ここで所定のピッチとは、投入ステーション６から連続して荷物を投入可能な主コンベヤ上でのトレイのピッチであり、主コンベヤ４の速度と投入ステーション６〜８の投入速度から定まり、例えばトレイ４個分のピッチである。所定のピッチ上流側の位置が実トレイ３０である場合、例えばその直上流側の空トレイ３４に仮想荷物を投入する。投入済みの仮想荷物が無い場合、投入ステーション６よりも上流側の空トレイに仮想荷物を投入する（ステップ４）。

図３に仮想荷物の搬出アルゴリズムを示し、仮想荷物トレイ３２が投入ステーション６の直上流に達すると、即ち投入ステーション６の上流側で投入ステーション６との間に他のステーション７，８，９，１０が無い位置に達すると（ステップ１１）、仮想荷物を搬出する（ステップ１２）。

図４に仮想荷物の投入量を制御する際のアルゴリズムを示し、図４のアルゴリズムは実行しなくても良い。ステップ２１で上流側の投入ステーション７，８のバッファ量、あるいは時間当たりの投入量、投入までの荷物の平均待時間等を調べ、これらが多い場合、仮想荷物の投入数を減らすように制御する。なお投入ステーション７，８を特定ステーションと呼ぶことがある。例えば仮想荷物の投入を開始するための、投入ステーション６でのバッファ量の閾値を増す、あるいは仮想荷物を投入する間隔（ピッチ）を増加させる（ステップ２２）。上流側の投入ステーション７，８のバッファ量、時間当たりの投入量、投入までの平均待時間等が少ない場合、逆に投入ステーション６でのバッファ量の閾値を小さくし、あるいは仮想荷物を投入する間隔を減少させる（ステップ２３）。ただし荷物を連続して投入可能なピッチ未満にすることはない。

図５に仮想荷物の投入パターンの例を示し、例えば投入ステーション６〜８の上流側では主コンベヤ４上に荷物がないとすると、投入ステーション８の上流側で仮想荷物を所定のピッチで投入し、次いで投入ステーション７，８で実際の荷物を投入する。そして投入ステーション６の直上流側で仮想荷物を搬出すると、投入ステーション６では所定のピッチ毎に空トレイが到着し、その空トレイに荷物を投入することにより、理想的な条件で荷物を投入できる。図５の仮想荷物を投入するトレイが実トレイ３０の場合、その実トレイ３０の直上流側等に仮想荷物を投入する。

図６，図７に、図１のシステムでの投入ステーション６からの投入数に対する、シミュレーション結果を示す。横軸は上流側から投入ステーション６を通過する実トレイの数で、主コンベヤ４の搬送能力の上限付近までシミュレーションした。縦軸は投入ステーション６からの投入数で、上流からの通過量が少ない場合は上限値になる。上流側から荷物はランダムに到着し、投入する荷物もランダムに発生するものとしてシミュレーションした。仮想荷物を投入する実施例では、理想的な状態での投入可能数と、実際の投入可能数の差は少ない。これに対し、仮想荷物を投入しない従来例では、理想的な状態での投入可能数よりも実際の投入可能数は小さく、この差が仕分システムの仕分数の差となる。

実施例では、下流側のステーション６での荷物のバッファ量が所定値以上の際に仮想荷物を投入したが、バッファ量が０でも仮想荷物を投入しても良い。例えば時間当たり一定数だけ、例えば投入ステーション６からの投入能力の80%〜90%程度の、仮想荷物を投入しても良い。ステーション６からの荷物の投入量が少ない場合、過剰の仮想荷物を投入することになるが、ステーション６〜８での投入量がほぼ等しい場合、ステーション６からの投入量が少ない場合はステーション７，８からの投入量も少なく、ステーション７，８からの投入を妨げる可能性は低い。そしてこのような制御は単純で好ましい。あるいはまた荷物を連続して投入可能なピッチ以上のピッチで、バッファ量に係わらずに、空スペースに仮想荷物を投入しても良い。

実施例では、仮想荷物投入ステーション１２を投入ステーション７，８の上流側に、仮想荷物搬出ステーション１４を投入ステーション６の直上流側に配置したが、仮想荷物投入ステーション１２と仮想荷物搬出ステーション１４の位置を可変にしても良い。例えば、投入待荷物が多いステーションの直上流側に、仮想荷物搬出ステーション１４を設け、あるいは仮想荷物搬出ステーション１４を他の位置から移動させても良い。仮想荷物トレイを通過させる特定ステーションの数は１〜複数個の任意である。さらに実施例では仮想荷物の投入と搬出とにより、荷物の投入の禁止と禁止の解除とを行った。しかし単に、トレイ管理部において、空トレイを特定して実施例での投入ステーション７，８に相当する特定ステーションからの荷物の投入を禁止すると共に、特定ステーションを通過した後に、そのトレイへの投入の禁止を解除しても良い。

実施例では以下の効果が得られる。
1) 空トレイ３４が近接しているため、ステーション６から荷物を投入できないことを減らし、仕分システム２の仕分能力を高めることができる。
2) 仮想荷物を投入して搬出するだけの処理なので、制御が簡単である。仮に仮想荷物の位置を投入ステーション６のために投入を予約した位置とすると、投入しない場合は予約の取り消しが必要になる、などの付帯的な処理が伴う。
3) 投入ステーション６でのバッファ量、投入数等が増すと、仮想荷物の投入を開始し、バッファ量、投入数等が減少すると、投入を停止する。簡単な制御で、投入ステーション６から荷物を投入する機会を確保できる。
4) 時間当たりに一定の数、例えば投入ステーション６からの投入能力の80%〜90%程度の仮想荷物を投入しても良い。簡単な制御で投入ステーション６からの投入機会を確保できる。
5) 上流側の投入ステーション７，８でのバッファ量、投入までの平均待時間等の状況に応じて、仮想荷物の投入量を制御すると、上流側の投入ステーション７，８と投入ステーション６とで、投入機会をバランスさせることができる。

２ 仕分システム
４ 主コンベヤ
６〜８ 投入ステーション
９，１０ 搬出ステーション
１２ 仮想荷物投入ステーション
１４ 仮想荷物搬出ステーション
１８ LAN
２０ コントローラ
２２ 通信部
２４ トレイ管理部
２６，２７ ステーション管理部
２８ 仮想荷物管理部
３０ 実トレイ
３２ 仮想荷物トレイ
３４ 空トレイ
３５ 駆動コンベヤ
３６ 投入待荷物

S1，S2 荷物センサ
S3 IDリーダ

Claims (5)

1. 荷物を一方通行で搬送する搬送経路に接して、荷物を搬送経路へ投入する投入ステーションと、荷物を搬送経路から搬出する搬出ステーションとが設けられ、コントローラからの指示により荷物を投入及び搬出する仕分システムであって、
   搬送経路上での荷物１個分のスペースを１ピッチとして、前記投入ステーションは、荷物を投入した位置から複数ピッチ以上、上流側の位置から荷物の投入が自在で、
   複数個の投入ステーションが上流側から下流側へと搬送経路に沿って設けられ、
   前記コントローラは、搬送経路上の荷物がある位置と荷物を投入可能な位置との管理データを管理し、かつ、下流側の投入ステーションのために、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を禁止する位置を、前記複数ピッチ以上の間隔を置いて、複数個指定するように構成されていることを特徴とする、仕分システム。
2. 前記コントローラは、前記管理データ上で仮想荷物を投入することにより、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を禁止し、かつ前記下流側の投入ステーションの上流側で仮想荷物を管理データ上で搬出することにより、下流側の投入ステーションから荷物を投入できるようにするように構成されていることを特徴とする、請求項１の仕分システム。
3. 前記コントローラは、前記下流側の投入ステーションで投入を待っている荷物の数が所定値以上の際に、仮想荷物の投入を開始するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２の仕分システム。
4. 前記コントローラは、時間当たり所定数の仮想荷物を投入するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２の仕分システム。
5. 荷物を一方通行で搬送する搬送経路に接して、荷物を搬送経路へ投入する投入ステーションと、荷物を搬送経路から搬出する搬出ステーションとが設けられ、コントローラからの指示により荷物を投入及び搬出し、搬送経路上での荷物１個分のスペースを１ピッチとして、前記投入ステーションは、荷物を投入した位置から複数ピッチ以上、上流側の位置から荷物の投入が自在で、複数個の投入ステーションが上流側から下流側へと搬送経路に沿って設けられている仕分システムに対して、
   前記コントローラにより、搬送経路上の荷物がある位置と荷物を投入可能な位置との管理データを管理し、かつ、下流側の投入ステーションのために、上流側の投入ステーションからの荷物の投入を禁止する位置を、前記複数ピッチ以上の間隔を置いて、複数個指定することを特徴とする、仕分システムでの荷物の投入制御方法。