JP2017095225A - 自動倉庫の保管棚割付システム - Google Patents

Abstract

【課題】重量が極端に異なる物品を保管棚に保管する際の当該保管棚の割付を適正化することで自動倉庫の耐久性と耐震性を向上させ、クレーンマスターの移動に要する電力（移動エネルギー）を低減可能とする。【解決手段】空ボトル又は実ボトルを保管するための空棚を多数の棚のうちの空棚に割付ける空棚割付装置１００を備え、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとに仮想的に分割されて空棚対応した棚配列情報を格納する棚テーブルメモリ１０４と、入庫リクエストと出庫リクエストの内容と棚テーブルメモリ１０４の棚に設定された属性情報とに基づいて適正な棚を割り付けると共に割り付けた内容に従って当該棚テーブルメモリの内容を更新する演算器１０５と、入力インターフェースから入力した入庫リクエストが実ボトルの入庫で、かつ前記棚テーブルメモリの前記実ボトル用棚ゾーンの棚が満杯である条件の基に前記空ボトル用棚ゾーンの最下層の空棚から優先的に実ボトル用臨時棚として割り当てるゾーンバウンダリー変更手段１０９を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、同一形状の複数ボトルを一つのパレットに収納したものを荷役単位として入庫・保管・出庫する自動倉庫に係り、特に前記パレットに収納された内容物が充填された実ボトルと内容物が充填されていない空ボトルとで区分けして保管するための自動倉庫の保管棚割付システムに関する。

液体の配送には通常はプラスチック製の容器（ボトル）が用いられる。ここでは液体が浄水であり、浄水工場と需要者間での配送にこのようなボトルを用いるものとして説明する。浄水工場から需要者、あるいは中継センターを介した需要者への浄水の配送に用いるボトルは、ガロンボトルとも称されるように、１乃至数ガロンの容量を持つ。浄水を充填したボトルでは重量が大きいが、空になったボトルは桁違いに軽量である。浄水製造工場に限らず、製品のボトルと空のボトルをそれぞれ別個の倉庫に保管するよりも、同じ倉庫で保管するのが効率的である。

この種のボトルは、所謂リターナブルボトルであり、使用済みのボトルは浄水工場に返却されて再利用される。返却された空ボトルは、そのまま浄水の製造ラインに回される場合と、返却数量が多い場合には自動倉庫に保管され、浄水プロセスの状況に合わせて製造ラインに出庫される。製造ラインに投入された空ボトルは破損などの有無が検査され、検査が合格したボトルは洗浄工程を経て浄水の充填がなされる。ボトルは複数本（例えば１０本）を単位として所謂パレットに載置されて自動倉庫に対して入庫、出庫が行われる。

また、ボトル製造元から入荷した空ボトルも一旦は自動倉庫に保管され、浄水製造システムからの出庫要求に応じて出庫されて製造ラインに投入され、上記の回収ボトルと同様の検査工程、洗浄工程を経て浄水の充填がなされる。充填済みのボトルは、複数本ずつパレットに載置されて、一旦は自動倉庫に入庫して保管され、需要に応じて出庫される。

製造ラインでは、ボトルはコンベヤで移動される。充填済みのボトルは移載ロボットでパレットに載置され、ボトルを載置したパレットは自動走行台車に載せられてクレーンマスターに移載される。入庫される空ボトルも同様に搬入ステーションでコンベヤ、自動走行台車でクレーンマスターに移載される。クレーンマスターは自動倉庫の指定されたアイルを移動し、割付けられた棚にパレットを格納する。なお、この種の従来技術を開示したものとしては特許文献１を上げることができる。

特開平０８−８１００９号公報 特開２０１３−９１５５５号公報

自動倉庫は３次元に組み立てられたラックに多数の保管棚を設けたものを複数個配列して構成される。これらの多数の保管棚に物品を載置したパレットを入庫し、出庫するためのクレーンマスター（スタカークレーン）は３次元（縦Ｘ−横Ｙ−高さＺ）の区間を移動して割り付けられた保管棚にパレットを収納（入庫）し、指定された保管棚から取り出して（ピッキング）出庫ステーションに移送し、専用のトラックなどに移載して出庫を行なうものである。

一般的に、３次元構成された自動倉庫では、重量のある物品は出来るだけ設置床に近い棚（下層の保管棚）に保管し、軽量物品は空のある保管棚であればその位置に関係なく、空のある保管棚に保管するようにしている。浄水を取り扱うボトルは、形状が同じでも浄水の充填の有無で重量が大きく異なる。このようなボトルを同一の自動倉庫に入庫して保管し、需要に応じて出庫する場合、単に、充填済みボトルを下層の保管棚に保管するやり方のみでは、ラックの重量バランスに偏りが生じ、耐久性が阻害され、地震などの災害に対して脆弱になってしまう。

本発明の目的は、重量が極端に異なる同一荷姿の物品を共通に自動倉庫を構成するラックの保管棚に保管する際の当該保管棚の割付を適正化することで自動倉庫の耐久性と耐震性を向上させると共に、クレーンマスターの移動に要する電力（移動エネルギー）を低減可能とした自動倉庫の保管棚割付システムを提供することにある。

本発明は、ボトルの重量の違いを考慮して３次元に構成されたラックの保管棚の割付を包括的に最適化することで当該ラックへの機械的負荷を軽減し、クレーンマスターの移動に要する電力を節約するようにした。すなわち、上記目的を達成するため、本発明は以下に記述する構成とした。

（１）浄水製造ラインに併設され、浄水を充填するための空ボトル及び浄水が充填された実ボトルを複数個ごとに共通のパレットに収容し、前記パレット単位で保管する自動倉庫における保管棚割付システムであって、
前記自動倉庫は、ボトル製造元から納入された新ボトルと浄水消費元から返戻された使用済みボトルを含む空ボトルと前記浄水製造ラインで浄水が充填された実ボトルを保管するための３次元配列された多数の棚を有する１又は複数のラックと、
前記浄水製造ラインと前記複数のラックとの間で前記空ボトル又は実ボトルを前記パレット単位で移送する自動走行台車と、
前記自動走行台車で移送される前記パレットを前記ラックの指定された空棚に保管し、あるいは前記棚に保管されている前記パレットをピックして前記自動走行台車に受け渡すクレーンマスターと、
前記空ボトル又は前記実ボトルを保管するための空棚を前記多数の棚のうちの空棚に割付ける空棚割付装置を備え、
前記空棚割付装置は前記ラックの空棚対応した棚配列情報を格納する棚テーブルメモリと、入庫リクエストと出庫リクエストを受け付ける入力インターフェースと、前記リクエストの内容と前記棚テーブルメモリの棚に設定された属性情報とに基づいて適正な棚を割り付けると共に割り付けた内容に従って当該棚テーブルメモリの内容を更新する演算器と、
前記入力インターフェース、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとに仮想的に分割されており、前記入力インターフェースから入力した入庫リクエストが実ボトルの入庫で、かつ前記棚テーブルメモリの前記実ボトル用棚ゾーンの棚が満杯である条件の基に前記空ボトル用棚ゾーンの最下層の空棚から優先的に実ボトル用臨時棚として割り当てるゾーンバウンダリー変更手段と、
前記割付された棚の情報に基づいた駆動信号を前記自動走行台車と前記クレーンマスターに出力する出力インターフェースとを備えたことを特徴とする。

（２）上記（１）の入庫リクエストの属性が空ボトルの場合、前記棚割付手段は前記棚テーブルメモリの上層にある空棚に優先割り当てすることを特徴とする。

（３）上記（１）又は（２）のゾーンバウンダリー変更手段は、前記実ボトル用棚ゾーンに空棚が発生し、かつ前記臨時棚に保管されていた実ボトルが出庫された条件で当該臨時棚に戻すことを特徴とする。

（４）上記（１）乃至（３）における前記実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとの仮想的分割の初期値として、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンに過去の入庫と出庫のデータに基づいて設定することを特徴とする。

（５）上記（１）乃至（３）における前記実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとの仮想的分割の初期値として、空ボトル用棚ゾーンを大きく設定することを特徴とする。

本発明は、上記の構成及び後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能である。

本発明によれば、重量が極端に異なる同一荷姿の物品を共通に自動倉庫を構成するラックの保管棚に保管する際の当該保管棚の割付が適正化される。これにより、自動倉庫の耐久性と耐震性が向上し、クレーンマスターの移動に要する電力（移動エネルギー）を低減することが可能となる。

本発明に係る自動倉庫の保管棚割付システムの要部を構成する空棚割付装置の一実施例を説明するブロック図である。 本発明に係る自動倉庫の保管棚割付システムの要部を構成する空棚割付装置の棚割付処理操作の一例を説明する流れ図である。 本発明に係る自動倉庫の保管棚割付システムの要部を構成する空棚割付装置の棚割付処理操作の一例を説明する図２の分岐処理を示す流れ図である。

以下、本発明に係る自動倉庫の保管棚割付システムの実施形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る自動倉庫の保管棚割付システムの要部を構成する空棚割付装置の一実施例を説明するブロック図である。この空棚割付装置１００は、入力インターフェース１０３、棚テーブルメモリ１０４、ＣＰＵ１０５、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０７、棚割付手段１０８、ゾーンバウンダリー変更手段１０９、出力インターフェース１１０で構成される。これらはバス（データ／コントロール）２００で相互に接続されている。

入力インターフェース１０３は自動倉庫への入庫リクエストあるいは出庫リクエスト１０１を受け付ける。出力インターフェース１１０は前記入庫リクエストあるいは出庫リクエスト１０１に応じて決定された入庫あるいは出庫情報を自動走行台車（ＳＴＶ）制御ユニット１１２とクレーンマスター制御ユニット１１４に出力する。なお、自動倉庫の棚配置、現況情報などはモニター１１１の画面上に表示され、オペレータに提供される。

棚テーブルメモリ１０４は自動倉庫の全ての保管棚の保管状況が格納され、前記モニター１１１に反映される。棚割付け手段１０８は入庫ボトルが実ボトルか空ボトルかの情報、数量等の属性情報に基づいて自動倉庫のラックの空棚を検索し、決定した結果で棚テーブルメモリ１０４の内容を更新する。

自動倉庫の実際の棚は棚テーブルメモリ１０４上で実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとに仮想的に分割されている。例えば、入力インターフェース１０１から入力した入庫リクエストが実ボトルの入庫で、かつ棚テーブルメモリ１０４の実ボトル用棚ゾーンの棚が満杯である条件の基に、ゾーンバウンダリー変更手段１０９は、当該空ボトル用棚ゾーンの最下層の空棚から優先的に実ボトル用臨時棚として割り当てる。割付された棚の情報に基づいた駆動信号は自動走行台車制御ユニット１１２とクレーンマスター制御ユニット１１４に出力する。

入庫リクエストが実ボトルであるか空ボトルであるかの判断結果、ボトル内容属性が「空ボトル」の場合、棚割付手段１０８は棚テーブルメモリ１０４の下層（自動倉庫のラックの下部領域）にある空棚から臨時の実ボトルゾーンの棚として優先的に割り当てる。

ゾーンバウンダリー変更手段１０９は、実ボトル用棚ゾーンに空棚が発生し、かつ臨時棚に保管されていた実ボトルが出庫された条件で当該臨時棚を元の空ボトル用棚ゾーンに戻す。

設定端子１０２は、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとの仮想的分割の初期値を入力する。この初期値は、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンにおける過去の入庫と出庫のデータに基づいて設定する。一般的にはラックの下層領域と上層領域の各半分を割り当て、その後の入庫／出庫の実績で実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとの仮想的分割率が変更される。

なお、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとの仮想的分割の初期値としては、実ボトル用棚ゾーンを空ボトル用棚ゾーンよりも若干大きく設定することで、実ボトル入庫量の急激な増加に対して迅速に対応することができる。

上記の入庫リクエストに対する空棚の割り当てに関するデータ処理は、ＲＯＭに格納された処理プログラムに従ってＣＰＵ１０５がＲＡＭを用いて実行する。なお、これらのメモリは棚テーブルメモリ１０４の一部領域を用いる構成とすることもできる。

図２と図３は、本発明に係る自動倉庫の保管棚割付システムの要部を構成する空棚割付装置の棚割付処理操作の一例を説明する流れ図である。図２と図３において、空棚割付装置がスタートすると、先ず、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンの設定を確認する（ステップ１、以下Ｓ−１のように記載する）。ＣＰＵ１０５は入力インターフェース１０３へ入庫／出庫リクエストの有無を監視し（Ｓ−２）、入庫リクエストがあると、そのリクエストが実ボトルか否かを判断する（Ｓ−３）。

実ボトルである場合、自動倉庫の実ボトル用棚ゾーンに空棚があるか否かを判断し（Ｓ−４）、空棚があれば当該実ボトル用棚ゾーンの空棚にその入庫リクエストを割り当て（Ｓ−５）、棚テーブルメモリ１０４の内容を更新する（Ｓ−６）。割り当てられた棚に上記の実ボトルを保管するよう、自動走行台車制御ユニット１１２とクレーンマスター制御ユニット１１４に指令を出し、実ボトルを保管する（Ｓ−７）。

図２の（Ｓ−３）において、前記リクエストが空ボトルの場合、図３の（Ｓ−３１）に行き、空ボトル用棚ゾーンの空棚の上層に優先的に割り当てる。その結果は棚テーブルメモリに反映され（Ｓ−３２）、割り当てられた棚に上記の空ボトルを保管するよう、自動走行台車制御ユニット１１２とクレーンマスター制御ユニット１１４に指令を出し、実ボトルを保管する（Ｓ−７）。その後、入庫リクエストの有無の監視（図２のＳ−２）に戻る。

図２の（Ｓ−４）において、実ボトル用棚ゾーンに空き棚が無いと判断された場合、図３の（Ｓ−４１）に行き、空ボトル用棚ゾーンの最下層に実ボトル棚を割り当てる（臨時的に設定）。割り当てた棚データで棚テーブルを更新する（Ｓ−４２）。このときゾーンバウンダリー（実ボトル用棚ゾーンの領域と空ボトル用棚ゾーンの境界）が変更され、実ボトル用棚ゾーンの領域が空ボトル棚ゾーンの一部領域を臨時的に占拠したことになる。臨時に割り当てられた棚（新たに設定した空棚）に実ボトルを保管するように自動走行台車制御ユニット１１２とクレーンマスター制御ユニット１１４に指令を出し、実ボトルを保管する（Ｓ−４３）。その後、入庫リクエストの有無の監視（図２のＳ−２）に戻る。

以上のように入庫リクエストを処理することで、実ボトルを優先した効率のよい自動倉庫の運営が可能となる。そして、このような運用により、重量が極端に異なる同一荷姿の物品を共通に、自動倉庫を構成するラックの保管棚に保管する際の当該保管棚の割付が適正化される。これにより、自動倉庫の耐久性と耐震性が向上し、クレーンマスターの移動に要する電力（移動エネルギー）を低減することが可能となる。

上記の説明では浄水用のボトルの保管処理を例としたが、本発明はこれに限らず、重量が極端に異なる物品による倉庫構造の耐震性と機械的耐久性を向上する様々な自動倉庫に適用できる。

１００・・・空棚割付装置
１０３・・・入力インターフェース
１０４・・・棚テーブルメモリ
１０５・・・ＣＰＵ
１０６・・・ＲＯＭ
１０７・・・ＲＡＭ
１０８・・・棚割付手段
１０９・・・ゾーンバウンダリー変更手段
１１０・・・出力インターフェース
２００・・・バス（データ／コントロール）
１１１・・・モニター
１１２・・・自動走行台車（ＳＴＶ）制御ユニット
１１４・・・クレーンマスター制御ユニット

Claims (5)

1. 浄水製造ラインに併設され、浄水を充填するための空ボトルおよび浄水が充填された実ボトルを複数個ごとに共通のパレットに収容し、前記パレット単位で保管する自動倉庫における保管棚割付システムであって、
   前記自動倉庫は、ボトル製造元から納入された新ボトルと浄水消費元から返戻された使用済みボトルを含む空ボトルと前記浄水製造ラインで浄水が充填された実ボトルを保管するための３次元配列された多数の棚を有する１又は複数のラックと、
   前記浄水製造ラインと前記複数のラックとの間で前記空ボトル又は実ボトルを前記パレット単位で移送する自動走行台車と、
   前記自動走行台車で移送される前記パレットを前記ラックの指定された空棚に保管し、あるいは前記棚に保管されている前記パレットをピックして前記自動走行台車に受け渡すクレーンマスターと、
   前記空ボトル又は前記実ボトルを保管するための空棚を前記多数の棚のうちの空棚に割付ける空棚割付装置を備え、
   前記空棚割付装置は前記ラックの空棚対応した棚配列情報を格納する棚テーブルメモリと、入庫リクエストと出庫リクエストを受け付ける入力インターフェースと、前記リクエストの内容と前記棚テーブルメモリの棚に設定された属性情報とに基づいて適正な棚を割り付けると共に割り付けた内容に従って当該棚テーブルメモリの内容を更新する演算器と、
   前記入力インターフェース、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとに仮想的に分割されており、前記入力インターフェースから入力した入庫リクエストが実ボトルの入庫で、かつ前記棚テーブルメモリの前記実ボトル用棚ゾーンの棚が満杯である条件の基に前記空ボトル用棚ゾーンの最下層の空棚から優先的に実ボトル用臨時棚として割り当てるゾーンバウンダリー変更手段と、
   前記割付された棚の情報に基づいた駆動信号を前記自動走行台車と前記クレーンマスターに出力する出力インターフェースとを備えたことを特徴とする自動倉庫における保管棚割付システム。
2. 請求項１において、
   前記入庫リクエストの属性が空ボトルの場合、前記棚割付手段は前記棚テーブルメモリの上層にある空棚に優先割り当てすることを特徴とする自動倉庫における保管棚割付システム。
3. 請求項１又は２において、
   前記ゾーンバウンダリー変更手段は、前記実ボトル用棚ゾーンに空棚が発生し、かつ前記臨時棚に保管されていた実ボトルが出庫された条件で当該臨時棚に戻すことを特徴とする自動倉庫における保管棚割付システム。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、
   前記実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとの仮想的分割の初期値として、実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンに過去の入庫と出庫のデータに基づいて設定することを特徴とする自動倉庫における保管棚割付システム。
5. 請求項１乃至３の何れかにおいて、
   前記実ボトル用棚ゾーンと空ボトル用棚ゾーンとの仮想的分割の初期値として、空ボトル用棚ゾーンを大きく設定することを特徴とする自動倉庫における保管棚割付システム。

Images