JP2019172446A

JP2019172446A - 物流システム

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Publication number: JP2019172446A
Application number: JP2018063991A
Authority: JP
Inventors: 俊臣星; Toshiomi Hoshi; 啓樹篠原; Hiroki Shinohara
Original assignee: Toyo Kanetsu Solutions KK
Current assignee: Toyo Kanetsu Solutions KK
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP7247435B2

Abstract

【課題】立体自動倉庫を用いた物流システムにおいて、仕分け、出庫、荷合せ、及び、出荷の作業を集約して行うことができ、入庫から出荷までの物流が自動化されたシステムを提供することである。【解決方法】本発明は、碁盤目状に配列してなる物品等の格納棚が、移載手段を配設する所定の空間を隔てて対峙して配置され、その空間に、水平方向に往復移動が可能であって、格納棚との間で物品等の移載が可能である走行台車が各段に設けられると共に、垂直方向に物品等の往復移動が可能である物品等載置搬送台を備えた昇降手段が配設され、物品等の入出庫部を備えた立体自動倉庫において、入出庫部に物品等の収納容器提示機構を連接し、収納容器提示機構に連設するように出荷容器提示機構と集品容器提示機構を兼ねた容器提示機構を内設した出荷容器搬送機構を配備すると共に、出荷容器搬送機構に集品容器搬送機構を接続した物流システムを提供するものである。【選択図】図１２

Description

本発明は、入出庫部と、格納部と、移載手段とから構成され、物品又は物品収納容器（以下、「物品等」という。）を、格納部に保管、整理、又は、仕分けすることができる立体倉庫において、この立体自動倉庫に付設され、物品等の効率的な注文先への出荷処理が行える物流システムに関する。

物流における近代化・合理化は、生産・販売面のそれに比較すると立ち遅れていたが、
近年、必要な時に必要な物品を手にしたいという要望が、産業界だけでなく一般消費者でも強くなり、急速な物流合理化、すなわち、物流革命が起こりつつある。このため、パレチゼーション、コンテナリゼーションによるユニット・ロード・システム、立体倉庫の自動化等が推進されている。

特に、コンピュータを用いて集約された膨大な入出荷及び在庫情報等に基づいて、様々な制御システムが、コンベヤ、リフト、周辺装置等を効率的に連動させ、物品等を整理、保管すると共に、仕分けすることができる立体自動倉庫は、収容量、空間利用効率、人員削減、作業環境改善等の総合的な物流効率という観点から注目され、日夜進歩している。

このような立体自動倉庫は、一般的に、入出庫部と、格納部と、移載手段から構成され、各種移載手段によって、格納部及び入出庫部における物品等の自在な往復移動が可能であり、物品等が、格納部に搬入、保管、整理、仕分けされ、搬出される。

格納部における物品等の自在な往復移動は、物品等を移載可能な伸縮アーム等を備えたクレーンや走行台車等の様々な機構により行われる。また、入出庫部における物品等の自在な往復移動は、コンベヤ等が主体で行われ、そのコンベヤ等には、方向変換、一時貯留（アキュムレーション）、速度制御、正逆搬送、及び、停止等の様々な機構が、必要に応じて備えられている。そして、入出庫部と格納部との物品等の往復移動も、これらの移載手段を介して行われるが、新たな移載手段が設けられる場合もある。

格納部は、碁盤目状に区画された格納棚が（物品等の出し入れ可能な）格納面の反対面で隣接して１組の格納棚を形成し、この一組の格納棚が格納面で所定の空間を隔てて並置されており、その空間に物品等の移載手段が配置された格納設備が構成単位となり所定の数だけ配設されている場合が、空間の利用効率が高く一般的であるが、限定されるものではない。例えば、碁盤目状に区画された格納棚が格納面で所定の空間を隔てて並置されており、その空間に物品等の移載手段が配置された格納設備が構成単位となって所定の数だけ配設されているような場合もある（特許文献３）。また、格納部が、必ずしも碁盤目状に区画された格納棚に限定されることはなく、コンベヤ、リフト、周辺装置等を効率的に連動させ、物品等を整理、保管すると共に、仕分けすることができる構造となっていればよい。

そして、上記移載手段の違いによって様々な立体自動倉庫が開発されている。例えば、図１に示す立体自動倉庫おいては、移載手段（１）４がスタッカクレーンで、空間３に配置されたレール４５、４６、その上を走行するクレーンマスト４１が備えられたクレーン台車４２、及び、そのクレーンマスト４１に付設された物品等を出し入れ可能な伸縮アーム４４を備えた物品載置台４３から構成され、格納面の反対面で隣接する１組の格納棚が所定の空間３を隔てて並置された格納部１に配備されている（特許文献１）。この移載手段（１）４により、格納棚の水平（Ｘ軸）方向及び垂直（Ｙ軸）方向に物品等の自在な往復移動が可能となっている。

また、図２に示す立体自動倉庫おいては、移載手段（２）５が、Ｙ軸方向の各段に設けられた走行レール５２、その上を往復運動する物品等を出し入れ可能な（図示していない）伸縮アームを備えた走行台車５１、物品等を移載可能な物品等載置搬送台５４を昇降自在に付設した昇降機５３、昇降機５３の近傍の格納棚に付設される仮置き搬送台５５から構成され、図１と同様の格納部１に配備されている（特許文献２）。この場合、走行台車５１が格納棚のＸ軸方向への物品等の自在な往復移動を、物品等載置搬送台５４を付設した昇降機５３がＹ軸方向の物品等の自在な往復移動をそれぞれ担い、仮置き搬送台５５が走行台車５１と物品等載置搬送台５４との間に介在し、ＸＹ軸方向への物品等の自在な往復移動を可能としている。

立体自動倉庫は、図１及び２の構成に限定されず、コンピュータを用いて集約された膨大な入出荷及び在庫情報等に基づいて、様々な制御システムが、コンベヤ、リフト、周辺装置等を効率的に連動させ、物品等を整理、保管すると共に、仕分けすることができる様々な構成が稼働している。

特に、図２に示した立体自動倉庫は、その他の立体自動倉庫と比較すれば、収納量、物流効率、空間利用効率、設備コスト、人員削減、作業環境改善等を含めた総合的な物流効率に優れているため、更なる改良が施されつつある。例えば、設備費用及び設置空間を抑制したまま収納量を増大させるため、昇降機構を対称の中心として格納棚を直列に配備したタンデム方式の立体倉庫（特許文献４）や、格納面の反対側で隣接する格納棚間の横断（Ｚ軸）方向への物品等の移載を可能とした横断搬送方式の立体自動倉庫（特許文献５）等が提案されている。

特に、横断搬送方式の立体自動倉庫では、格納部内において、極めて短い経路で物品等を整理、仕分けして保管できるので、予め設定された順序通りに出庫させることが可能となり、物品等の入出庫作業の自動化が促進される。例えば、図２において、格納棚Ｌ_ｎと隣り合う格納棚Ｒ_ｎ−１との間に段差等の物品が移動するための障害を設けなければ、通路３_ｎを走行している走行台車５１ｎの伸縮アームを利用したＰＬ_ｎからＰＲ_ｎ−１への物品等のＺ軸方向への水平移動が可能である。この動作を用いて、格納棚Ｒ_ｎ−１のＰＲ_ｎ−１の位置に移動してきた物品等は、左側の通路３_ｎ−１を走行する走行台車５１_ｎ−１の伸縮アームを介して、その通路３_ｎ−１の反対側の格納棚Ｌ_ｎ−１のＰＬ_ｎ−１の位置に移され、格納棚Ｌ_ｎのＰＬ_ｎは、格納棚Ｌ_ｎ−１のＰＬ_ｎ−１の位置まで配置が変更され得る。これは、走行台車５１以外の移載手段（２）５を用いることなく、ＸＺ軸方向への物品等の自在な移動が可能であることを意味し、例えば、ＰＬ_ｎの位置にある物品が注文されて出庫処理を行う場合、予め物品等をＰＬ_ｎの位置からＰＬ_ｎ−１の位置まで移動させておけるので、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫の集約作業を容易に行なえる。

このような立体自動倉庫内の集約作業が行えるようになると、予め設定された順序通りに出庫させる順出し機能を活用して、注文先に出庫する際の時間調整や仕分けするためのコンベヤが不要となると共に、出庫処理能力が大幅に向上する。そのため、立体自動倉庫の付帯設備として、立体自動倉庫の入出庫部の近くに、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分け作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことができるシステムが必要となってきた。

このようなシステムとして、出庫部に供給されてきた物品等の仕分け作業及び処理作業を、作業者又はロボット等（以下、「作業者」という。）が実質的に移動することなく効率的に行うことができる具体例を図３に示す。

図３は、（図示されていない）格納部に物品等を入出庫する搬送コンベヤ２４、入庫コンベヤ２１、及び、出庫コンベヤ２２から構成される入出庫部２に、収納容器提示コンベヤ２３を設置すると共に、集品空容器搬送コンベヤ８１及び集品空容器供給コンベヤ８２から成る集品空容器搬入部８と集品容器搬出コンベヤ１０１及び集品容器搬送コンベヤ１０２から成る集品容器搬出部１０との間に、集品空容器提示部９を設置し、収納容器提示コンベヤ２３と集品空容器提示部９とに隣接するように作業者１１を配置したシステムである。このシステムにより、作業者１１が移動することなく、出庫コンベヤ２２から収納容器提示コンベヤ２３に搬送されてきた収納容器６１に入っている物品等を集品空容器７に仕分けし、集品容器７１として集品容器搬出部１０から出庫することができるようになる。一方、収納容器６１は、物品等が残っている場合は、入庫コンベヤ２１を経由して、格納部に再配置され、物品等が残っていない場合は、入庫コンベヤ２１及び（図示されていない）格納部に物品等を入出庫する搬送コンベヤ２４を経由して処分される。

更に、このシステムを、図４に示す平面図、及び、図５に示す図４の切断線Ｉで紙面に垂直に切断した断面図を用いて具体的に説明する。入出庫物品等搬送コンベヤ２４から入庫された物品等は、格納部１における格納棚Ｌ及びＲに保管される。注文が入ると、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように、例えば、格納棚Ｒ_ｎ+１の指定された場所に整理された後、走行台車５１_ｎ＋１、仮置き搬送台５５Ｒ_ｎ＋１、及び、昇降機５３_ｎ＋１に付設されている物品等載置搬送台５４_ｎ＋１を経由して、物品等が入った収納容器６１_ｎ＋１が、出庫コンベヤ２２_ｎ＋１から収納容器提示コンベヤ２３_ｎ＋１に搬送される。それと同時に、集品空容器７_ｎ＋１が集品空容器搬送コンベヤ８１から集品空容器供給コンベヤ８２_ｎ＋１を経由して集品空容器提示部９_ｎ＋１に搬送され、そこで、作業者１１_ｎ＋１によって、収納容器６１_ｎ＋１の物品Ｅが集品空容器７_ｎ＋１に移載される。そして、物品Ｅが入った集品容器７１_ｎ＋１が、集品容器搬出コンベヤ１０１_ｎ＋１を経由して集品容器搬送コンベヤ１０２で搬出される。一方、物品Ｅが集品空容器７_ｎ＋１に移載されて空となった収納空容器６_ｎ＋１は、入出庫物品等搬送コンベヤ２４を経由して搬出されるが、物品Ｅが残っている収納容器６１_ｎ＋１は、入庫コンベヤ２１_ｎ＋１を経由して格納部に再配置される。図５では、ｎ列とｎ＋１列に関連するコンベヤ及び物品等が重なっているため、上記集品空容器提示部９_ｎ＋１で行われていることが、集品空容器提示部９_ｎとして描かれているが、図４と照らし合わせて見ることによって、立体的に物流を理解することができる。

このような物流システムにより、立体自動倉庫において、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分けを伴う出庫作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことが可能となる。特に、出庫作業を迅速に行うことできるという特徴を有しているが、新たな問題も内在している。それは、図６に示すように、収納容器提示コンベヤ２３及び集品空容器提示部９とからなるピッキングステーションＧＴＰから出庫された物品等は、品種別、送付先方面別、顧客別等の分類を全て同時に出庫処理作業として行うことができないため、荷合せという仕分け作業を行った後、梱包・出荷されなければならず、格納部１からの出庫が滞りなく行われるに従い、集品容器７が荷合せ部１３に集中し、滞留するため、物流の律速段階となる場合が生じることである。

この荷合せで生じる問題は、例えば、図７に示すように、出荷空容器搬送コンベヤ１３１から送付先方面ごとの出荷空容器１２が出荷空容器提示部１３３に供給されると共に、立体自動倉庫から集品容器搬送コンベヤ１０２を経由して、品種別に分類された物品Ａ〜Ｊが入っている集品容器７１が出荷容器提示部１３３に順出しされ、送付先方面ごとに物品が集約される作業で、自動化することが困難な工程であることに起因している。その後、物品等が集約された出荷容器１２１は、出荷容器搬送コンベヤ１４２で梱包部１４３を経由して、出荷コンベヤ１４４で出荷されるが、この梱包及び出荷工程が物流システムの律速段階となることはない。

これに対し、図８に示すような自動投入装置１３４を用いたシステムが検討され始めた。例えば、出荷空容器１２が、出荷空容器搬送コンベヤ１３１により自動投入装置１３４_ｎ−３に供給されると同時に、品種別に分類された物品Ａ〜Ｃが入っている集品容器７１が搬送コンベヤ１０２から自動投入装置１３４_ｎ−３に供給され、自動的に送付先方面ごとに物品Ａ〜Ｃが集約され、出荷容器搬出コンベヤ１４１_ｎ−３から出荷容器搬送コンベヤ１４２を経由して梱包部１４３に移動された後、出荷コンベヤ１４４で出荷されるシステムである。

この自動投入装置１３４を用いた荷合せは、作業者を必要としない自動化された物流システムであるが、物品等の衝撃を緩和したり、物品等を出荷容器に隙間なく収めたりすることが困難であり、活用可能な物品等が限定されるという問題がある。また、自動投入装置１３４に求められる衝撃緩和機構及び効率的収納機構を実現することが困難であり、例え、このような機構が自動投入装置１３４に備えられたとしても、自動投入装置自体が極めて複雑で大きく、高価なものになるという問題がある。

更に、荷合せを必要としない物流システムとして、図９に示すように、ピッキングステーションＧＴＰに出荷空容器を順番に搬送し、格納棚Ｌ、Ｒから出庫された、例えば、品種別に分類された物品等が、送付先方面ごとに物品等が集約され、順次、梱包・出荷工程に出荷容器を搬出するシステムも考案されている。この物流システムにおいては、移載手段として走行台車５１を用いた場合の図１０及び１１の平面図に示すように、物品Ａ及びＢが仕分けされた出荷容器１２１の後を、物品Ｃが仕分けされた出荷容器１２１、物品Ｄ及びＥが仕分けされた出荷容器１２１等が順番に随伴して搬送されなければならない。従って、ほぼ自動化された物流システムを構築することができるが、出荷処理能力が急激に低下する場合が生じるという問題がある。

このように、立体自動倉庫において、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分けを伴う出庫作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことが可能となったが、簡便な機構で、最終的な出荷作業に至るまでの効率的な物流システムを構築するまでには至っていない。

特開２０１２−２３６６８３号公報国際公開２０１０／０２６６３３号公報特開２０１５−１６８５７３号公報特開２０１１−１７８５４９号公報特表２０１５−５２４３７４号公報

上述したように、立体自動倉庫において、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分けを伴う出庫作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことが可能となったが、簡便な機構で、最終的な出荷作業までを含めた効率的な物流システムを構築するまでには至っていない。そこで、本発明は、立体自動倉庫において、出庫から出荷までを含めた効率的な物流システムを簡便な機構で提供することを目的としている。

本発明者らは、碁盤目状に配列してなる物品等の格納棚が、移載手段を配設する所定の空間を隔てて対峙して配置され、その空間に、水平長手方向に往復移動が可能であって、格納棚との間で物品等の移載が可能である走行台車が各段に設けられると共に、垂直方向に物品等の往復移動が可能である物品等載置搬送台を備えた昇降手段が配設され、物品等の入出庫部を備えた立体自動倉庫において、入出庫部に物品等の収納容器提示機構を連接し、出荷作業と集品作業とを並列して行うことによって、仕分け、出庫、荷合せ、及び、出荷の作業が効率的になることを見出し、本発明の完成に至った。

すなわち、本発明は、水平長手及び垂直方向に碁盤目状に配列してなる格納棚から構成される格納部と、その格納棚の物品等を出し入れ可能な格納面の水平長手方向に走行し、物品等を自在に出し入れすることができる移載手段と、移載手段が格納面において往復移動できる走行空間と、物品等を垂直方向に往復移動するための物品等載置搬送手段が付設された昇降手段と、物品等載置搬送手段と移載手段とを媒介する仮置き搬送手段と、物品等の入出庫部とを備えた立体自動倉庫において、物品等の入出庫部が、入出庫搬送手段とそれに連接する物品等収納容器提示機構とを備え、その物品等収納容器提示機構に連設するように出荷容器提示機構と集品容器提示機構を兼ねた容器提示機構を物品等収納容器提示機構ごとに内設した出荷容器搬送機構を配備すると共に、この出荷容器搬送機構に、出荷容器及び集品容器搬入機構、並びに、集品容器搬出機構を、物品又は物品収納容器提示機構ごとに接続していることを特徴とする物流システムである。

また、この出荷容器搬送機構が、上記容器提示機構が内設されており、出荷容器搬入機構、集品容器搬入機構、及び、出荷容器搬出機構を兼ねた同一搬送機構であって、集品容器搬出機構を容器提示機構ごとに接続していてもよい。

言い換えれば、本発明は、図６に示した物流システムの長所である、収納容器提示コンベヤ２３及び集品空容器提示部９とからなるピッキングステーションＧＴＰから出庫された物品等を迅速に荷合せ部１３に搬送するという出庫作業の高速化と、図９に示した物流システムの長所である、ピッキングステーションＧＴＰにおいて荷合せも行う自動化、すなわち、出荷空容器を順番に搬送すると同時に、格納棚Ｌ、Ｒから出庫され、分類された物品等が、送付先方面ごとに集約され、順次、梱包・出荷工程に出荷容器を搬出する自動化を折衷し、効率的な物流システムを構築したものである。

つまり、本発明の物流システムの技術思想は、仕分け及び出庫を迅速に行う物流システムと、仕分け、出庫、及び、荷合せを一体化して自動化された物流システムとを併用したことにある。この併用によって、前者の荷合せにおける物品等の滞留を解消し、物品等が仕分けされた出荷容器が順番に随伴して搬送されなければならない出荷処理能力が急激な低下を解決することが可能となる。

次に、本発明の物流システムを構成する各機構を説明する。物品等収納容器提示機構は、入出庫部において、格納棚から物品等を出庫する搬送手段と格納棚に物品等を入庫する搬送手段が、搬送手段で連結されることによって形成される。これらの各搬送手段は、コンベヤであることが好ましく、コンベヤが交差又は連結され、物品等の分岐及び合流を実行する必要がある箇所には、搬送方向を変換する各種方向変換機構を備えている。例えば、方向変換機構を備えた装置として、コンベヤに昇降式及び／又は回転式のローラ、ベルト、及び、ホイール等の方向変換させる機能部品を備えた装置、コンベヤ自体が回転する機能部品を備えた装置、コンベヤの側面に物品等の方向変換させる機能部品を備えた装置等が適用されるが、搬送装置で分岐及び合流搬送が可能な一般的な装置を全て使用することが可能である。特に、直角に分岐及び合流可能な搬送装置が好ましい。

また、上記搬送手段は、入出庫部の一部を形成し、物品等の処理、例えば、物品等を品種別、送付先方面別、顧客別等に分ける仕分け、保管庫内の物品等の再配置、整理、処分等を行うための搬送手段であるため、必要に応じ、一時貯留機構（アキュムレーションコンベヤ）、速度制御機構、正逆搬送機構、分岐搬送機構、合流搬送機構、及び、停止機構の少なくとも一つ以上の機構を有するコンベヤで構成されているものが好ましい。

本発明の出荷容器提示機構と集品容器提示機構を兼ねた容器提示機構を内設した出荷容器搬送機構は、物品等収納容器提示機構に連設するように配備される搬送手段であって、連設とは、作業者が実質的に移動することなく、物品等収納容器提示機構に供給されてきた物品等を取り出し、その取り出した物品等を容器提示機構に供給されてきた出荷容器又は集品容器に投入又は処理しうることが可能である位置に配設されることを意味する。そして、この出荷容器搬送機構は、容器提示機構を内設した出荷容器を出荷するための出荷容器搬出手段であって、容器提示機構ごとに出荷容器及び集品容器を供給する搬入手段と共に、荷合せに集品容器を移動させる搬出手段と接続されている。

また、このような出荷容器搬送機構は、容器提示機構を内設した出荷容器及び集品容器の搬入手段と出荷容器の搬出手段とを兼ねた同一の搬送手段であって、容器提示機構ごとに集品容器の搬出手段を接続すると共に、それらの搬出手段を合流して荷合せに集品容器を搬送するようにしてもよい。

いずれの物流システムにおいても、これらの搬出手段及び搬入手段はコンベヤで構成されていることが好ましく、物品等の処理、出荷容器又は集品容器の供給、出荷又は荷合せへの搬出の振り分け等を行うため、上述したように、必要に応じて、方向変換機構、一時貯留機構、速度制御機構、正逆搬送機構、分岐搬送機構、合流搬送機構、及び、停止機構を配備されている。

更に、本発明の出荷容器搬送機構は、物品等収納容器提示機構から容器提示機構に物品等を移載するため、例えば、ガイドランプ及びデジタル表示器等が容器提示機構に配備されており、ガイドランプが点灯している位置の出荷容器に、物品等収納容器提示機構に供給されてきた物品等をデジタル表示器が指示する数だけ投入し、投入完了ボタンを押す一連の作業を繰り返すようなデジタルピッキングシステムであることが好ましい。

ここで、出荷容器と集品容器への物品等の振り分けは、コンピュータで集約された膨大な入荷、出荷、及び、在庫データを保有する中央情報システムで制御され、荷合せにおける物品等の滞留と随伴して搬送される出荷容器の処理能力低下とを招かないように行われる。

このような物品等収納容器提示機構、容器提示機構を内設した出荷容器搬送機構、及び、出荷容器搬送機構に接続された集品容器搬送機構を、入出庫物品等搬送手段から入庫された物品等が、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように格納部の格納棚に整理された立体自動倉庫に付設することによって、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分け、出庫、及び、荷合せを一体化する物流と、分類された物品等を荷合せで更に仕分けされる物流の二通りの流れが物品等の滞留を防止することができ、効率的な物流を可能にすることが可能となる。

一方、本発明の物品等収納容器提示機構は、そこで収納容器内の物品等が取り出され、収納容器内に物品等が残った場合、格納部内に収納容器を再配置又は整理・整頓するために再入庫する、或いは、収納容器を処分するために格納部から出庫する等の処理作業も効率的に行うことが可能である。もちろん、収納容器内に物品等がなくなった場合には、収納容器を処分するために格納部から出庫することが可能である。

なお、既に記載したように、このような物流は、従来の一般的な方法、すなわち、膨大な入荷、出荷、及び、在庫データを保有する中央情報システムに基づいた様々な制御システムによって制御され、コンベヤ、昇降機、ピッキング、周辺装置等の一連の動作が連動して行われる。

本発明により、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように格納部の格納棚に整理された立体自動倉庫から供給される仕分けされた物品等の更なる仕分けによって、出庫及び荷合せをも一体化し、出荷する自動化された物流システムと、出庫され分類された物品等を荷合せで更に仕分けして出荷する高速化された物流システムの併用によって、簡便な機構で、最終的な出荷作業までを含めた効率的な物流システムを構築することができると同時に、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業も効率的に行うこともできる。

スタッカクレーンを物品等の移載手段として配設した従来の立体自動倉庫の模式図である。走行台車と昇降機を物品等の移載手段として配設した従来の立体自動倉庫の模式図である。図２に示す立体自動倉庫の入出庫部に付設された収納容器提示部の近くに、集品容器搬入出部と連接する集品空容器提示部を配置し、収納容器提示部と集品空容器提示部とに隣接するように作業者を配備した物流システムの概略図である。図３に示す物流システムの、物品等の流れを説明するための平面模式図である。図４の切断線Ｉで紙面に垂直に切断し、立体的に物品等の流れを説明するための断面模式図である。図１又は２に示す立体自動倉庫の入出庫部に付設された収納容器提示部の近くに、集品容器搬入出部と連接する集品空容器提示部を配置し、収納容器提示部と集品空容器提示部とに隣接するように作業者を配備した物流システムにおける出荷までの工程概要図である。図６に示す荷合せ及び梱包・出荷工程の概要図である。図６に示す荷合せ及び梱包・出荷工程において、荷合せ工程に自動投入装置を導入した場合の概要図である。図１又は２の立体自動倉庫の入出庫部に、収納容器提示コンベヤ、及び、それに連設するように出荷空容器提示部を内設した出荷容器搬送コンベヤを配備した物流システムにおける入庫から出庫及び出荷までの工程概要図である。図９に示す物流システムの物品等の流れを説明するための、移載手段として走行台車を用いた平面模式図である。図１０の切断線ＩＩで紙面に垂直に切断した物流システムの断面模式図である。本発明の物流システムの特徴を示す、入庫から出庫及び出荷までの工程概要図である。本発明の一実施形態に係る、図２の立体自動倉庫の入出庫部に、収納容器提示コンベヤと、それと連設するように出荷空容器提示部と集品空容器提示部を兼ねた容器提示部を内設すると共に、出荷空容器及び集品空容器の搬送・供給コンベヤと集品容器搬出・搬送コンベヤを収納容器提示コンベヤごとに接続した出荷容器搬送コンベヤを付設した物流システムの物品等の流れを説明するための平面模式図である。図１３の切断線ＩＩＩで紙面に垂直に切断した物流システムの断面模式図である。本発明の一実施形態に係る、図２の立体自動倉庫の入出庫部に、収納容器提示コンベヤと、それと連設するように出荷容器提示部と集品容器提示部を兼ねた容器提示部を内設すると共に、出荷空容器及び集品空容器の搬送コンベヤと出荷容器搬送コンベヤとを兼ね、集品容器搬送コンベヤに連接される集品容器搬出コンベヤを収納容器提示コンベヤごとに接続した出荷容器搬送コンベヤを付設した物流システムの物品等の流れを説明するための平面模式図である。図１５の切断線ＩＶで紙面に垂直に切断した物流システムの断面模式図である。

以下、本発明を、図面に示した一実施形態を用いてより詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能であり、特許請求の範囲に記載した技術思想によってのみ限定されるものである。

図１２は、本発明の物流システムの特徴を説明するために描かれた入庫から出庫及び出荷までの物品等の流れを示す工程概要図であり、この流れは、膨大な入荷、出荷、及び、在庫データを保有する中央情報システムに基づいた様々な制御システムによって制御され、コンベヤ、昇降機、ピッキング、周辺装置等の一連の動作が連動して行われる自動化システムによって具現化されるものである。なお、移載手段は、物品等の出し入れや移動を可能とする伸縮アーム等を備えた、図１に示すようなスタッカクレーン型の移載手段４、又は、図２に示すような走行台車型の移載手段５のいずれも適用でき、スタッカクレーン型の移載手段４の場合には、昇降機５３は不要である。

まず、入出庫物品等搬送コンベヤ２４から格納棚Ｌ、Ｒに入庫された物品等が投入された収納容器は、注文が入ると、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように整理される。そして、例えば、ある出荷方面に出荷される物品の種類が多い場合は、格納棚Ｌ、Ｒから収納容器が取り出され、出庫コンベヤ２２を経由して、収納容器提示コンベヤ２３、並びに、集品空容器提示部９及び出荷空容器提示部１３３から成るピッキングステーションＧＴＰ、例えば、ＧＴＰ−３、４、５、及び、６において、収納容器から必要な数量だけ集品空容器に移載され、荷合せ部１３で集約した後、梱包・出荷部１４から出荷される。一方、例えば、ある出荷方面に出荷される物品の種類が少ない場合は、格納棚Ｌ、Ｒから収納容器が取り出され、出庫コンベヤ２２を経由して、収納容器提示コンベヤ２３、並びに、集品空容器提示部９及び出荷空容器提示部１３３から成るピッキングステーションＧＴＰ、例えば、ＧＴＰ−１、２、及び、７において、収納容器から必要な数量だけ出荷空容器に移載され、そのまま出荷される。

すなわち、本発明の物流システムは、仕分け及び出庫を迅速に行う物流システムと、仕分け、出庫、及び、荷合せを一体化して自動化された物流システムとを併用することに特徴がある。この併用によって、前者の荷合せにおける物品等の滞留を解消し、物品等が仕分けされた出荷容器が順番に随伴して搬送されなければならない出荷処理能力が急激な低下を共に解決することが可能となり、効率的な物流システムが簡便な機構で構築されるのである。

本発明の物流システムの特徴を具現化する本発明の一実施形態を図１３に示す。図１３は、図２の立体自動倉庫の入出庫部２に、収納容器提示コンベヤ２３と、それと連設するように出荷空容器提示部１３３と集品空容器提示部９を兼ねた容器提示部を内設すると共に、出荷空容器及び集品空容器の搬送・供給コンベヤ１３１・８１・１３２・８２と集品容器搬出・搬送コンベヤ１０１・１０２を収納容器提示コンベヤ２３ごとに接続した出荷容器搬送コンベヤ１４２を付設した物流システムの物品等の流れを説明するための平面模式図であり、そのシステムにおける物品等の流れを描いている。

まず、この物流システムは、次のように構成されている。ＸＹ軸方向に碁盤目状に区画された格納棚Ｌ、Ｒが格納面の反対面で隣接して１組の格納棚を形成し、この一組の格納棚が格納面で所定の空間３を隔てて並置されており、その空間３に、物品等を出し入れ及び移動が可能な、例えば、伸縮アームを備えた走行台車５１、走行レール５２、及び、物品等載置搬送台５４を備えた昇降機５３が配置された格納設備が構成単位となり、入出庫物品等搬送コンベヤ２４で連接され所定の数だけ配設された立体自動倉庫において、格納棚Ｌに付設される入庫コンベヤ２１と格納棚Ｒに付設される出庫コンベヤ２２が接続されて形成される収納容器提示コンベヤ２３が配備される。この収納容器提示コンベヤ２３ごとに、集品空容器及び出荷空容器提示部９＆１３３が出荷容器搬送コンベヤ１４２に内設されると共に、集品空容器及び出荷空容器提示部９＆１３３は、集品空容器及び出荷空容器搬送コンベヤ８１＆１３１に連接する集品空容器及び出荷空容器供給コンベヤ８２＆１３２と接続される。更に、集品空容器及び出荷空容器提示部９＆１３３は、集品容器搬出コンベヤ１０１を介して集品容器搬送コンベヤ１０２に連接され、（図示していない）荷合せ部１３、梱包・出荷部１４を経由するようにコンベヤで接続される。

次いで、この物流システムにおける物品等の流れの一例を説明する。入出庫物品等搬送コンベヤ２４から入庫される物品が投入された収納容器は、格納棚Ｌ、Ｒに保管される。物品Ａ〜Ｄに注文が入ると、物品等に関する膨大なデータに基づいて制御、動作された走行台車５１_ｎ、物品等載置搬送台５４Ｒ_ｎを備えた昇降機５３_ｎ、仮置き搬送台５５Ｒ_ｎ等の移載手段を用いて、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように、格納棚Ｌ、Ｒに整理され格納される。例えば、送付先方面への物品の種類が多く、物品Ｂ〜Ｄである場合、物品Ｂ〜Ｄに注文が入ると、物品Ｂ〜Ｄは、それぞれ、例えば、格納棚Ｒ_ｎ−２〜Ｒ_ｎの指定された場所に再配置した後、同じ移載手段を用いて、予め決められた順番どおりに順立て出庫される。すなわち、物品Ｂ〜Ｄが投入された収納容器６１_ｎ−２〜６１_ｎは、出庫コンベヤ２２_ｎ−２〜２２_ｎを経由して収納容器提示コンベヤ２３_ｎ−２〜２３_ｎに供給される。以後の物品等の流れについては、物品Ｄを例に挙げて説明する。収納容器提示コンベヤ２３_ｎに物品Ｄが投入された収納容器６１_ｎが供給されると同時に、集品空容器及び出荷空容器供給コンベヤ８１＆１３１から、集品空容器７_ｎが集品空容器及び出荷空容器供給コンベヤ８２_ｎ＆１３２_ｎを経由して、集品空容器及び出荷空容器提示部９_ｎ＆１３３_ｎに供給され、作業員１１_ｎが移動することなく、その場で、収納容器６１_ｎから集品空容器７_ｎへの物品Ｄの移載が完了し、集品容器７１ｎとして集品容器搬出コンベヤ１０１ｎを経由して集品容器搬送コンベヤ１０２に搬送される。更に、図示していないが、荷合せ部１３、梱包・出荷部１４に搬送され、出荷される。物品Ｂ及びＣについても同様である。一方、例えば、送付先方面への物品の種類が少なく、物品Ａ及びＥである場合、物品Ａ及びＥに注文が入ると、物品Ａ及びＥは、それぞれ、例えば、格納棚Ｒ_ｎ−３及びＲ_ｎ＋１の指定された場所に再配置した後、同じ移載手段を用いて、予め決められた順番どおりに順立て出庫される。物品Ａが投入された収納容器６１_ｎ−３は、出庫コンベヤ２２_ｎ−３を経由して収納容器提示コンベヤ２３_ｎ−３に供給されると同時に、集品空容器及び出荷空容器供給コンベヤ８１＆１３１から、出荷空容器１２が集品空容器及び出荷空容器供給コンベヤ８２_ｎ−３＆１３２_ｎ−３を経由して、集品空容器及び出荷空容器提示部９_ｎ−３＆１３３_ｎ−３に供給され、作業員１１_ｎ−３が移動することなく、その場で、収納容器６１_ｎ−３から出荷空容器１２への物品Ａの移載が完了し、出荷容器１２１として出荷容器搬送コンベヤ１４２で搬送される。次いで、同じ送付先方面へ物品Ｅを出荷するので、集品空容器及び出荷空容器提示部９_ｎ＋１＆１３３_ｎ＋１に到着すると同時に、物品Ｅが投入された収納容器６１_ｎ＋１が出庫コンベヤ２２_ｎ＋１を経由して収納容器提示コンベヤ２３_ｎ＋１に供給され、作業員１１_ｎ＋１が移動することなく、その場で、収納容器６１_ｎ＋１から、物品Ａが投入された出荷容器１２１への物品Ｅの移載が完了し、物品Ａ及びＥが投入された出荷容器１２１として出荷容器搬送コンベヤ１４２で搬送され、梱包された後出荷される。

一方、例えば、収納容器６１_ｎから物品Ｄが取り出され、空となった収納容器６_ｎは、入庫コンベヤ２１_ｎを経由して、入出庫コンベヤ２４から自動倉庫外に搬出される。収納容器６１_ｎに物品Ｄが残っている場合は、入庫コンベヤ２１_ｎを経由して格納棚Ｒ_ｎに再配置されるか、別の格納棚に整理されるか、入庫コンベヤ２１_ｎを経由して、入出庫コンベヤ２４から自動倉庫外に搬出される。

この流れは、膨大な入荷、出荷、及び、在庫データを保有する中央情報システムに基づいた様々な制御システムによって制御され、コンベヤ、昇降機、ピッキング、周辺装置等の一連の動作が連動して行われる自動化システムによって具現化されるものであるが、このように、仕分け及び出庫を迅速に行う物流システムと、仕分け、出庫、及び、荷合せを一体化して自動化された物流システムとを併用することによって、前者の荷合せにおける物品等の滞留を解消し、物品等が仕分けされた出荷容器が順番に随伴して搬送されなければならない出荷処理能力が急激な低下を共に解決することが可能となり、効率的な物流システムが簡便な機構で構築される。

図１４は、図１３の切断線ＩＩＩで紙面に垂直に切断した物流システムの断面模式図である。図から明らかなように、この一実施形態においては、本発明の入出庫部２に付設した入庫コンベヤ２１、出庫コンベヤ２２、収納容器提示コンベヤ２３、集品空容器及び出荷空容器搬送コンベヤ８１＆１３１、集品空容器及び出荷空容器提示部９＆１３３、集品容器搬送コンベヤ１０２、出荷容器搬送コンベヤ１４２を、格納棚Ｌ、Ｒの一段目に設けているが、格納棚Ｌ、Ｒの何段目に設けても良いし、格納棚Ｌ、Ｒを底上げしたり、階上に設置し、格納棚Ｌ、Ｒの真下や階下に設けても良い。

本発明の物流システムの特徴を具現化する本発明の別の一実施形態を図１５に示す。図１５は、図２の立体自動倉庫の入出庫部２に、収納容器提示コンベヤ２３と、それと連設するように出荷容器提示部１３３と集品容器提示部９を兼ねた容器提示部を内設すると共に、出荷空容器及び集品空容器の搬送コンベヤ１３１・８１と出荷容器搬送コンベヤ１４２とを兼ね、集品容器搬送コンベヤ１０２に連接される集品容器搬出コンベヤ１０１を収納容器提示コンベヤごとに接続した出荷容器搬送コンベヤ１４２を付設した物流システムの物品等の流れを説明するための平面模式図であり、そのシステムにおける物品等の流れを描いている。また、図１６は、図１５の切断線ＩＶで紙面に垂直に切断した物流システムの断面模式図である。

この物流システムは、図１３及び１４における集品空容器及び出荷空容器搬送コンベヤ８１＆１３１と出荷容器搬送コンベヤ１４２を連接して一体化したことを特徴としている。物品等の流れ自体に大きな変化はないので、詳しい説明は省略するが、集品空容器及び出荷空容器搬送コンベヤ８１＆１３１を削除することによって、図１６からも分かるように、効率的な物流がより簡便な機構で実現できる。

一方、入庫コンベヤ２１、出庫コンベヤ２２、収納容器提示コンベヤ２３、集品空容器及び出荷空容器及び出荷容器搬送コンベヤ８１＆１３１＆１４２、集品空容器及び出荷空容器提示部９＆１３３、集品容器搬送コンベヤ１０２の配置は、図１４と全く同様のことが言える。

以上、一実施形態を示すことによって、本発明を具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態によって限定されるものではない。

本発明は、立体自動倉庫の入出庫部に連接するように、収納容器提示機構を設け、収納容器提示機構に連設するように集品容器提示機構と出荷容器提示機構を兼ねた容器提示機構を内設した出荷容器搬送機構を配備すると共に、出荷容器搬送機構に集品容器搬送機構を接続した物流システムを提供することができ、入庫から出庫及び出荷の作業工程を、簡便な機構で効率的に行うことができると共に、立体倉庫内の物品等の再配置、整理、処分も行えるシステムである。従って、単なる物品及び物品収納容器等に限定されるものではなく、車、書籍、あるいは、工場等における原材料、部品、仕掛品、完成品等のあらゆる保管管理システムに適用することができる立体自動倉庫を用いた物流システムである。

１格納部
２入出庫部
２１格納棚Ｌに付設される入庫コンベヤ
２２格納棚Ｒに付設される出庫コンベヤ
２３格納棚Ｌ及びＲに付設される収納容器提示コンベヤ
２４入出庫物品等搬送コンベヤ
３移載手段の配設空間
４移載手段（１）
４１移載手段（１）を構成するクレーンマスト
４２移載手段（１）を構成するクレーン台車
４３移載手段（１）を構成する物品等載置台
４４移載手段（１）を構成する伸縮アーム
４５移載手段（１）を構成する上部走行レール
４６移載手段（１）を構成する下部走行レール
５移載手段（２）
５１移載手段（２）を構成する走行台車
５２Ｌ格納棚Ｌに設置され、移載手段（２）を構成する走行レール
５２Ｒ格納棚Ｒに設置され、移載手段（２）を構成する走行レール
５３移載手段（２）を構成する昇降機
５４Ｌ昇降機５３の格納棚Ｌ側に付設され、移載手段（２）を構成する物品等載置搬送台
５４Ｒ昇降機５３の格納棚Ｒ側に付設され、移載手段（２）を構成する物品等載置搬送台
５５Ｌ格納棚Ｌに連設され、移載手段（２）を構成する仮置き搬送台
５５Ｒ格納棚Ｒに連設され、移載手段（２）を構成する仮置き搬送台
６収納空容器
６１物品等が入っている収納容器
７集品空容器
７１物品等が入っている集品容器
８集品空容器搬入部
８１集品空容器搬送コンベヤ
８２集品空容器供給コンベヤ
９集品空容器提示部
１０集品容器搬出部
１０１集品容器搬出コンベヤ
１０２集品容器搬送コンベヤ
１１作業者
１２出荷空容器
１２１物品等が入っている出荷容器
１３荷合せ部
１３１出荷空容器搬送コンベヤ
１３２出荷空容器供給コンベヤ
１３３出荷空容器提示部
１３４物品等自動投入装置
１４梱包・出荷部
１４１出荷容器搬出コンベヤ
１４２出荷容器搬送コンベヤ
１４３梱包部
１４４出荷コンベヤ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ物品
Ｌ，Ｒ格納棚
ＰＬ，ＰＲ格納棚Ｌ及びＲに格納される物品等
ＧＴＰピッキングステーション
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ切断線
下付きｎ移載手段の配設空間の第ｎ列に係ることを示し、例えば、３_ｎは
第ｎ列の移載手段の配設空間

Claims

水平長手及び垂直方向に碁盤目状に配列してなる格納棚から構成される格納部と、
前記格納棚の物品又は物品収納容器を出し入れ可能な格納面の水平長手方向に走行し、前記物品又は物品収納容器を自在に出し入れすることができる移載手段と、
前記移載手段が、前記格納面において往復移動できる走行空間と、
前記物品又は物品収納容器を垂直方向に往復移動するための物品又は物品収納容器載置搬送手段が付設された昇降手段と、
前記物品又は物品収納容器載置搬送手段と前記移載手段とを媒介する仮置き搬送手段と、
前記物品又は物品収納容器の入出庫部と、
を備えた立体自動倉庫において、
前記入出庫部が、入出庫搬送手段と前記入出庫搬送手段に連接する物品又は物品収納容器提示機構とを備え、
前記物品又は物品収納容器提示機構に連設するように出荷容器提示機構と集品容器提示機構を兼ねた容器提示機構を前記物品又は物品収納容器提示機構ごとに内設した出荷容器搬送機構を配備すると共に、前記出荷容器搬送機構に、出荷容器及び集品容器搬入機構、並びに、集品容器搬出機構を、前記物品又は物品収納容器提示機構ごとに接続していることを特徴とする物流システム。
前記出荷容器搬送機構が、出荷容器搬入機構、集品容器搬入機構、及び、出荷容器搬出機構を兼ねた同一搬送機構であって、集品容器搬出機構を前記容器提示機構ごとに接続していることを特徴とする請求項２に記載の物流システム。