JP2019210126A - 自動倉庫システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動倉庫システムにおけるスループットを向上させる。【解決手段】自動倉庫システム１００は、第１方向に延在し、複数の荷１２を保管するための第１保管列および第２保管列が、第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部２２と、荷１２を搭載して第１方向に移動する台車１４と、台車１４を搭載して第２方向に移動する移動機構１６と、台車１４および移動機構１６の移動を制御する制御部１８と、を備える。制御部１８は、第１保管列に保管されている荷１２の数と第２保管列に保管されている荷１２の数との差分が小さくなるように荷１２を移動させる並替動作を実行するように制御する。【選択図】図９

Description

本発明は、自動倉庫システムに関する。

少ないスペースで多数の荷を効率的に入出庫可能な自動倉庫システムが知られている。例えば特許文献１には、複数の物品を収納可能な複数の収納棚を備えた自動倉庫システムが開示されている。この自動倉庫システムは、保管棚部の間で列方向に移動可能な搬送台車と行方向に移動可能なスタッカークレーンとを用いて物品を搬入出するように構成されている。

特開２０１７−１６００４０号公報

自動倉庫では、１つの保管列に種類の異なる複数の荷を保管することがある。このような自動倉庫において、出庫対象の荷が列の奥側に保管され、出庫対象でない別の荷が列の手前側に保管されている場合、出庫対象の荷を出庫する前に、別の荷を移動させなければならなかった。このため、従来の自動倉庫システムには、出庫のスループットを向上させる余地があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動倉庫システムにおけるスループットを向上させる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の自動倉庫システムは、第１方向に延在し、複数の荷を保管するための第１保管列および第２保管列が、第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部と、荷を搭載して第１方向に移動する台車と、台車を搭載して第２方向に移動する移動機構と、台車および移動機構の移動を制御する制御部と、を備える。制御部は、第１保管列に保管されている荷の数と第２保管列に保管されている荷の数との差分が小さくなるように荷を移動させる並替動作を実行するように制御する。

また、本発明の他の態様の自動倉庫システムは、第１方向に延在し、複数の荷を保管するための第１保管列および第２保管列が、第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部と、荷を搭載して第１方向に移動する台車と、台車を搭載して第２方向に移動する移動機構と、台車および移動機構の移動を制御する制御部と、を備える。制御部は、第１保管列および第２保管列のうち、保管されている荷の数が少ない方の保管列に荷を入庫する入庫動作を実行するように制御する。

さらに、本発明の他の態様の自動倉庫システムは、第１方向に延在し、複数の荷を保管するための第１保管列および第２保管列が、第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部と、荷を搭載して第１方向に移動する台車と、台車を搭載して第２方向に移動する移動機構と、台車および移動機構の移動を制御する制御部と、を備える。制御部は、第１荷と、第１荷よりも出庫が遅く、且つ第１荷よりも第１方向において移動機構側に配置される第２荷とが同一の保管列に含まれる場合に、第２荷の数が減るように第１荷を移動させる並替動作を実行するように制御する。

本発明によれば、自動倉庫システムにおけるスループットを向上させることができる。

実施の形態１に係る自動倉庫システムの一例を模式的に示す平面図である。 自動倉庫システムが備える保管部および一時保管部の配置を示す平面図である。 自動倉庫システムの一例を模式的に示す側面図である。 自動倉庫システムの保管部および一時保管部の配置を示す側面図である。 台車の一例を模式的に示す平面図である。 台車の一例を模式的に示す正面図である。 移動機構の一例を模式的に示す平面図である。 移動機構の一例を模式的に示す正面図である。 並替動作が実行される前の荷の状態を示す図である。 制御部の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る自動倉庫システムにおいて実行される並替動作の一例を示すフローチャートである。 図１２（Ａ）は、並替動作における荷の移動を示す図である。図１２（Ｂ）は、並替動作が実行された後の荷の状態を示す図である。 図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、実施の形態２に係る自動倉庫システムにおいて実行される並替動作の一例を示す図である。 図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）は、実施の形態３に係る自動倉庫システムにおいて実行される入庫動作の一例を示す図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る自動倉庫システムの一例を模式的に示す平面図である。図２は、自動倉庫システムが備える保管部および一時保管部の配置を示す平面図である。図３は、自動倉庫システムの一例を模式的に示す側面図である。図４は、自動倉庫システムの保管部および一時保管部の配置を示す側面図である。これらの図では、柱や梁などの記載を省略している。

説明の便宜上、水平な第１方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する水平な第２方向をＹ軸方向、両者に直交する鉛直方向をＺ軸方向とする、ＸＹＺ直交座標系を定める。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの正の方向は、各図における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。また、Ｘ軸方向を「行方向」、Ｙ軸方向を「列方向」、Ｚ軸方向を「上下方向」ということもある。このような方向の表記は自動倉庫システムの構成を制限するものではなく、自動倉庫システムは用途に応じて任意の姿勢で使用され得る。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、必ずしも互いに直交していなくてもよい。

自動倉庫システム１００は、保管部２２と、一時保管部２８と、台車１４と、移動機構１６と、第１レール４０と、第２レール４４と、給電部３４と、制御部１８と、モード設定部３０と、を備える。本実施の形態では、第１方向としてＹ軸方向を、第２方向としてＸ軸方向を例示している。保管部２２において、第１レール４０はＹ軸方向に延在し、第２レール４４および給電部３４はＸ軸方向に延在する。

制御部１８は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などを含んで構成され、荷１２の移動を制御するために台車１４および移動機構１６の移動を制御する。モード設定部３０は、自動倉庫システム１００の動作モードを設定するための設定手段である。モード設定部３０には、予め複数の動作モードを記憶させておくことができる。ユーザは、モード設定部３０を操作することで、任意の動作モードを選択することができる。動作モードには、後述する並替動作モードが含まれる。モード設定部３０は、ユーザの選択結果を制御部１８に提供する。制御部１８は、モード設定部３０からの選択結果に基づいて、荷１２の移動を制御する。荷１２は、パレット（不図示）に載せた状態で扱ってもよいし、パレットを用いずに荷１２を単独で扱ってもよい。また、モード設定部３０は、制御部１８と一体に設けられていてもよい。

保管部２２は、床部Ｌｇに設置され、複数の荷１２を保管可能ないわば高密度保管型の保管スペースである。保管部２２の構成は、複数の荷１２を収容、保管可能であれば、特に限定されない。本実施の形態の自動倉庫システム１００は、上下方向に層状に重ねられた３段の保管部２２を有する。３段の保管部２２を保管部群２０という。

各段の保管部２２は、Ｙ軸方向（第１方向）に延在する複数の保管列２４を含む。本実施の形態の保管部２２は、６つの保管列２４を含む。複数の保管列２４は、Ｙ軸方向と交差するＸ軸方向（第２方向）に並べられている。各保管列２４は、Ｙ軸方向に接続された複数の保管区２６を含む。したがって、各保管列２４には、複数の荷１２を保管することができる。本実施の形態の保管列２４は、５つの保管区２６を含む。保管区２６は、荷１２を保管する単位である。

一時保管部２８は、保管部２２とは異なる位置に配置され、１または複数の荷１２を一時的に保管するための保管スペースである。一時保管部２８は、Ｘ軸方向に並べられた複数の保管区２６を含む。本実施の形態の自動倉庫システム１００は、上下方向に層状に重ねられた３段の一時保管部２８を有し、各一時保管部２８が６つの保管区２６を有する。

一時保管部２８は、入庫の際、フォークリフトやクレーンなどの移載装置によって倉庫外部から搬入された荷１２を一時的に保管することができる。一時保管部２８に保管された荷１２は、保管部２２の所定の保管区２６に順次移送される。また、一時保管部２８は、出庫の際、保管部２２から移送された荷１２を一時的に保管することができる。一時保管部２８に保管された荷１２は、フォークリフトなどによって倉庫外部に順次搬出される。一時保管部２８を備えることにより、保管部２２での荷１２の移送動作と、フォークリフトの搬入出動作とを別々に行うことができる。このため、それぞれの動作効率を向上することができる。

第１レール４０は、台車１４が走行するための走行路である。第１レール４０は、各保管列２４および一時保管部２８の各保管区２６において、Ｙ軸方向に延在する。第１レール４０は、第１支持部材４２に支持される。

第２レール４４は、移動機構１６が走行するための走行路である。第２レール４４は、各保管列２４を横断するようにＸ軸方向に延在する。本実施形態の第２レール４４は、保管列２４と一時保管部２８との間に設けられている。各保管列２４の第２レール４４側の端部には、台車１４が出入りする出入口部が設けられる。一時保管部２８の各保管区２６における第２レール４４側の端部には、台車１４が出入りする出入口部が設けられる。各保管区２６の第２レール４４側とは反対側の端部には、荷１２を出し入れするための入出庫口が設けられる。第２レール４４は、第２支持部材４６に支持される。

台車１４は、荷１２を搭載して、第１レール４０上をＹ軸方向に移動することができる。移動機構１６は、台車１４を搭載して、第２レール４４上をＸ軸方向に移動することができる。

図５は、台車１４の一例を模式的に示す平面図である。図６は、台車１４の一例を模式的に示す正面図である。台車１４は、各保管列２４の各保管区２６に対して荷１２を出し入れするために、各保管列２４の中で第１レール４０をＹ軸方向に走行する。また、台車１４は、移動機構１６に乗降するために、移動機構１６上をＹ軸方向に走行する。また、台車１４は、一時保管部２８の各保管区２６に対して荷１２を出し入れするために、一時保管部２８の第１レール４０上をＹ軸方向に走行する。

台車１４は、車体１４ｂと、載置台部１４ｃと、リフト機構１４ｄと、複数の車輪１４ｆと、を含む。車体１４ｂは、上下方向に偏平な略直方体形状の輪郭を有する。車体１４ｂの内部には、複数の車輪１４ｆを駆動するモータ（不図示）と、このモータを制御する制御回路（不図示）と、バッテリ１４ｇと、が搭載されている。台車１４は、バッテリ１４ｇの電力によってモータを駆動するように構成されている。バッテリは例えば、繰り返し充電可能な、リチウムイオンバッテリなどの二次電池である。本実施形態のバッテリ１４ｇは、台車１４が移動機構１６に載置されている状態で、移動機構１６によって充電される。

載置台部１４ｃは、荷１２を持ち上げて保持する部分である。リフト機構１４ｄは、載置台部１４ｃを昇降させる機構である。図６において、上昇状態の載置台部１４ｃを破線で示し、下降状態の載置台部１４ｃを実線で示す。リフト機構１４ｄは、載置台部１４ｃを上昇させることで、保管区２６の載置面から荷１２を持ち上げることができる。また、リフト機構１４ｄは、載置台部１４ｃを降下させることで、荷１２を保管区２６の載置面に降ろすことができる。複数の車輪１４ｆは、第１レール４０上および移動機構１６上を転動することができる。

図７は、移動機構の一例を模式的に示す平面図である。図８は、移動機構１６の一例を模式的に示す正面図である。図８は、台車１４を搭載した状態を示している。本実施の形態の移動機構１６は、一例として台車の形態をとる。移動機構１６は、第２レール４４をＸ軸方向に走行して、空荷の状態または荷１２を搭載した状態の台車１４を搬送する。

移動機構１６は、台車搭載部１６ｃと、機構収納部１６ｄと、複数の車輪１６ｆと、集電ユニット３８と、を含む。台車搭載部１６ｃは、台車１４を搭載する部分である。機構収納部１６ｄは、台車搭載部１６ｃのＸ軸方向の両側に設けられる。台車搭載部１６ｃと機構収納部１６ｄとで、車体１６ｂが構成される。

台車搭載部１６ｃは、Ｙ軸方向およびＸ軸方向に対してＺ軸方向に薄い略板状である。台車搭載部１６ｃは、台車１４の走行路の一部を構成する。台車搭載部１６ｃは、台車１４が台車搭載部１６ｃの周囲と干渉することなくＹ軸方向に走行できるように、台車１４の大きさに十分な量のマージンを加えた大きさを有する。

機構収納部１６ｄは、台車搭載部１６ｃに比べＺ軸方向に厚く、台車搭載部１６ｃの両側で上向きに突出する略直方体形状を有する。したがって、車体１６ｂは、台車搭載部１６ｃにおいて下方に窪んだ凹形状を呈する。機構収納部１６ｄは、台車搭載部１６ｃの上側の空間をＸ軸方向に挟む、一対の側壁部１６ｊを有する。一対の側壁部１６ｊは、台車１４と隙間を介してＸ軸方向に対向する。機構収納部１６ｄの内部には、車輪１６ｆを駆動するモータ（不図示）と、このモータを制御する制御回路（不図示）と、が搭載されている。

車輪１６ｆは、第２レール４４上を走行する。集電ユニット３８は、第２レール４４の近傍をＸ軸方向に沿って延在する給電部３４（図１参照）に接触して、電力の供給を受ける。移動機構１６は、集電ユニット３８を介して給電部３４から電力を受け取る。移動機構１６は、受け取った電力によってモータを駆動するように構成されている。また、移動機構１６は、受け取った電力によって台車１４のバッテリ１４ｇを充電することができる。

続いて、自動倉庫システム１００が実行する並替動作を説明する。図９は、並替動作が実行される前の荷の状態を示す図である。図９では、保管部２２を平面視したときの各保管区２６を、模式的にマス目で示している。図中のＡ〜Ｆおよび１〜５は、マス目の位置を特定するための記号である。Ａ〜Ｆはマス目の列を示し、１〜５はマス目の行を示す。

荷１２は、台車１４によって列方向に搬送され、移動機構１６によって台車１４とともに行方向に搬送される。以下の説明では、荷１２や台車１４、保管区２６の位置を、「Ａ１」のようにマス目の行名と列名とによって表記する。また、複数の保管列２４を区別するために、Ａ列〜Ｆ列に対応する保管列２４を保管列２４Ａ〜２４Ｆという。保管列２４Ａ〜２４Ｆは、それぞれ列方向に５個の荷１２を保管することができる。第６行は、移動機構１６の走行する第２レール４４を示す。第７行は、一時保管部２８の保管区２６に対応するマス目の行を示す。

図９に示すように、保管部２２には、一例として荷１２ａ〜１２ｘが保管されている。説明の便宜上、荷１２ａ〜１２ｘは、それぞれ異なる種類の荷とする。「異なる種類」には、中身が相違するものの他に、中身は同じで製造ロットや入庫ロットなど、出庫の際に区別される属性が相違するものも含まれる。図９に示す状態で、例えば荷１２ｄが出庫対象となったとする。この場合、荷１２ｄを出庫するためには、保管列２４Ａにおいて荷１２ｄよりも移動機構１６に近い側に保管されている荷１２ａ〜１２ｃを移動させる必要がある。

つまり、出庫対象である荷１２ｄの移動に加えて、出庫対象でない荷１２の移動、すなわち配替を３回行う必要がある。各荷１２ａ〜１２ｘを出庫する際に必要な配替回数を検討すると、各保管列２４において最前列に位置する荷１２ａ，１２ｆ，１２ｊ，１２ｎ，１２ｓ，１２ｕでは０回である。また、移動機構１６側に他の荷が１つある荷１２ｂ，１２ｇ，１２ｋ，１２ｏ，１２ｔ，１２ｖでは、配替回数は１回である。また、移動機構１６側に他の荷が２つある荷１２ｃ，１２ｈ，１２ｌ，１２ｐ，１２ｗでは、配替回数は２回である。また、移動機構１６側に他の荷が３つある荷１２ｄ，１２ｉ，１２ｍ，１２ｑ，１２ｘでは、配替回数は３回である。また、移動機構１６側に他の荷が４つある荷１２ｅ，１２ｒでは、配替回数は４回である。

したがって、保管列２４Ａにおける平均配替回数は、２．０回（＝（０＋１＋２＋３＋４）／５）となる。同様に、保管列２４Ｂ、保管列２４Ｃおよび保管列２４Ｆにおける平均配替回数は１．５回、保管列２４Ｄにおける平均配替回数は２．０回、保管列２４Ｅにおける平均配替回数は０．５回となる。また、保管部２２全体での平均配替回数は、１．６２５回（＝配替の総数３９／荷の総数２４）となる。保管される荷１２の数が多いほど、平均配替回数は多くなる。配替回数の増加は、出庫のスループットの低下につながる。

これに対し、本実施の形態の制御部１８は、以下に説明する並替動作を実行するように構成されている。図１０は、制御部１８の機能ブロック図である。図１０では、制御部１８の構成要素を機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックは、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

制御部１８は、入出庫管理部１８ａと、モード受領部１８ｂと、荷配置決定部１８ｃと、移動指示部１８ｄとを含む。入出庫管理部１８ａは、保管部２２への荷１２の入庫と保管部２２からの荷１２の出庫、つまり通常の入出庫動作を管理する。入出庫管理部１８ａは、外部からの荷１２の入出庫指示を受領して、指示に応じた荷１２の入出庫を行うよう台車１４および移動機構１６を制御する。また、入出庫管理部１８ａは、保管部２２の各保管区２６に保管されている荷１２の種類と位置を記憶する。

モード受領部１８ｂは、ユーザによる動作モードの選択結果をモード設定部３０から受領する。この選択結果が並替動作モードであった場合、荷配置決定部１８ｃは、その時点での荷１２の配置における保管部２２全体の平均配替回数を算出する。また、荷配置決定部１８ｃは、より少ない平均配替回数となる荷１２の配置を決定する。荷配置決定部１８ｃは、決定した配置に関する情報を移動指示部１８ｄに送る。移動指示部１８ｄは、荷配置決定部１８ｃが決定した配置に基づいて、配替対象となる荷１２と、当該荷１２の移動先となる保管区２６とを決定する。そして、決定結果に基づいて台車１４および移動機構１６を動作させるためのシーケンスを生成し、生成したシーケンスに基づいて台車１４および移動機構１６の移動を制御する。

具体的には、制御部１８は、複数の保管列２４に含まれる任意の第１保管列および第２保管列について、第１保管列に保管されている荷１２の数と第２保管列に保管されている荷１２の数との差分が小さくなるように荷１２を移動させる。また、本実施の形態の保管部２２は、３つ以上の保管列２４を含む。この場合、好ましくは、第１保管列は保管荷数が最大の保管列２４であり、第２保管列は保管荷数が最小の保管列２４である。つまり、制御部１８は、保管荷数最大の保管列２４における荷数と保管荷数最小の保管列２４における荷数との差分が小さくなるように台車１４および移動機構１６を制御する。

例えば、第１保管列を保管列２４Ａ、第２保管列を保管列２４Ｅとした場合、制御部１８は、保管列２４Ａにおける保管荷数５と保管列２４Ｅにおける保管荷数２との差分３が小さくなるように、台車１４および移動機構１６を制御する。これにより、保管部２２全体での平均配替回数は少なからず減少する。

また、本実施の形態の制御部１８は、より理想的な並替動作として、第１保管列と第２保管列における荷数の差分が０になるように荷１２を移動させる。さらには、制御部１８は、全ての保管列２４における荷数の差分が０になるように荷１２を移動させる。

図１１は、実施の形態１に係る自動倉庫システムにおいて実行される並替動作の一例を示すフローチャートである。図１２（Ａ）は、並替動作における荷の移動を示す図である。図１２（Ｂ）は、並替動作が実行された後の荷の状態を示す図である。

図１１に示すように、まず制御部１８は、各保管列２４における保管荷数を均等にすべく、保管列２４の総数と保管部２２に保管されている荷１２の総数とから、各保管列２４における平均荷数を算出する（Ｓ１０１）。本実施の形態では、平均荷数は４個（＝荷の総数２４／保管列の総数６）である。続いて制御部１８は、配替対象となる荷１２と、当該荷１２の移動先となる保管区２６とを決定する（Ｓ１０２）。

図１２（Ａ）に示す保管部２２の状態では、平均荷数４よりも保管荷数の多い保管列２４Ａおよび保管列２４Ｄにおいて、最も移動機構１６に近い荷１２ａおよび荷１２ｎが配替対象に定められる。また、平均荷数４よりも保管荷数の少ない保管列２４ＥにおけるＥ３およびＥ４の保管区２６が、荷１２ａおよび荷１２ｎの移動先に定められる。

そして、制御部１８は、この決定結果に基づいて、台車１４および移動機構１６の動作シーケンスを生成する（Ｓ１０３）。続いて制御部１８は、台車１４および移動機構１６を制御して、配替対象の荷１２を移動先に定めた保管区２６に移動する（Ｓ１０４）。本実施の形態では、Ｄ５の荷１２ｎがＥ３の保管区２６に配替され、続いてＡ５の荷１２ａがＥ４の保管列２４に配替される。この結果、図１２（Ｂ）に示すように、各保管列２４における保管荷数が均等になる。この状態では、保管部２２全体での平均配替回数は、１．５回（＝配替の総数３６／荷の総数２４）となり、並替動作前に比べて平均配替回数が減少する。

並替動作は、制御部１８がモード設定部３０から並替動作の実行指示を受領した後、所定のタイミングで実行される。制御部１８は、並替動作を荷１２の出庫動作を行っていないときに実行することが好ましい。例えば、並替動作は、出庫動作が行われていない夜間などの時間帯に行うように設定される。出庫動作が行われていない時間帯に並替動作を実行することにより、トータルのスループットを向上することができる。

なお、自動倉庫システム１００は、ユーザが出庫動作の終了を確認した上でモード設定部３０から並替動作の実行指示を入力し、制御部１８が実行指示を受領後、直ちに並替動作を実行するように設計されてもよいし、ユーザが出庫動作の実行中か否かにかかわらずモード設定部３０から並替動作の実行指示を入力し、制御部１８が出庫動作の終了を確認した後に並替動作を実行するように設計されてもよい。また、荷の出庫を行うなかで保管列間での荷の保管数にばらつきが生じたこと、例えば荷数が最大の保管列２４と最小の保管列２４との間における保管数の差が所定値よりも大きくなったことを検知したときに、出庫動作から並替動作にモードを自動的に変更してもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る自動倉庫システム１００は、第１方向に延在し、複数の荷１２を保管するための第１保管列および第２保管列を含む保管部２２であって、第１保管列および第２保管列が第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部２２と、荷１２を搭載して第１方向に移動する台車１４と、台車１４を搭載して第２方向に移動する移動機構１６と、台車１４および移動機構１６の移動を制御する制御部１８と、を備える。制御部１８は、第１保管列に保管されている荷１２の数と第２保管列に保管されている荷１２の数との差分が小さくなるように荷１２を移動させる並替動作を実行する。

このように、少なくとも２つの保管列２４について、保管されている荷１２の数の差分を小さくする並替動作を実行することで、保管部２２全体での平均配替回数を減らすことができる。この結果、自動倉庫システム１００におけるスループットを向上させることができる。

多品種少ロットの荷１２を保管する場合、同一の保管列２４に保管される荷１２の種類が増える傾向にある。この場合、目的の荷１２を出庫する際に、出庫対象外の荷１２を配替する回数は多くなる。したがって、本実施の形態の自動倉庫システム１００は、多品種小ロットの荷１２を保管する場合に特に好適である。

また、本実施の形態の保管部２２は、３つ以上の保管列２４を含み、第１保管列は保管荷数が最大の保管列２４であり、第２保管列は保管荷数が最小の保管列２４である。つまり、制御部１８は、荷数が最大の保管列２４と荷数が最小の保管列２４とにおける荷数の差分が小さくなるように並替動作を実行する。また、制御部１８は、並替動作の実行中に保管荷数が最大である第１保管列または保管荷数が最小である第２保管列が別の保管列２４に変わった場合、当該別の保管列２４を新たな第１保管列または第２保管列と定めて、並替動作を実行することができる。これにより、保管部２２全体での平均配替回数をより効率的に減らすことができる。

また、本実施の形態の制御部１８は、荷数の差分が０になるように台車１４および移動機構１６を制御する。これにより、自動倉庫システム１００のスループットをより一層向上させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る自動倉庫システム１００は、並替動作の内容を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係る自動倉庫システム１００について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

本実施の形態の制御部１８は、荷１２の並替動作において、実施の形態１で説明した各保管列２４での荷数の平均化（以下では適宜、荷数平均化処理と称する）に加えて、出庫の早い荷１２の移動機構１６側への移動（以下では適宜、出庫荷移動処理と称する）を実行する。

具体的には、制御部１８が並替動作を実行するタイミングで、入出庫管理部１８ａが所定の第１荷の出庫指示を受領していたとする。このような状況としては、例えば夜間に翌朝最初の出庫指示を受領している場合が想定される。この場合、保管部２２には、出荷予定のある第１荷と、出荷予定のない、つまりは第１荷よりも出庫の遅い第２荷とが保管されていることになる。なお、第２荷は、第１荷よりも遅いタイミングでの出庫が指示されている荷であってもよい。

このような状況において、同一の保管列２４に第１荷と、第１荷よりも移動機構１６側に配置される第２荷とが含まれる場合に、制御部１８は、第２荷の数が減るように第１荷を移動させる。言い換えれば、制御部１８は、出庫の早い第１荷と、出庫の遅い第２荷との配置を入れ替えて、第１荷を移動機構１６側により近づける。保管列２４の延在方向（第１方向、Ｙ軸方向、列方向）において、第１荷よりも移動機構１６側に配置されている第２荷の数を１つでも減らすことで、第１荷を出庫する際に必要となる配替回数を減らすことができる。

本実施の形態の制御部１８は、より理想的な並替動作として、第１荷が保管されている保管列２４において、第１荷が最も移動機構１６側に配置されるように台車１４および移動機構１６を制御する。図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、実施の形態２に係る自動倉庫システムにおいて実行される並替動作の一例を示す図である。

例えば、図１３（Ａ）に示すように、荷数平均化処理が施された後の保管部２２において、荷１２ａおよび荷１２ｈが第１荷に該当したとする。この場合、保管列２４Ｂにおいて荷１２ｈよりも移動機構１６側に保管されている荷１２ｇおよび荷１２ｆが第２荷に該当する。

制御部１８（例えば荷配置決定部１８ｃ）は、入出庫管理部１８ａが受領した出庫情報に基づいて、荷１２ａおよび荷１２ｈを第１荷として特定し、荷１２ｇおよび荷１２ｆを第２荷として特定する。入出庫管理部１８ａが出庫指示を受領してない場合、制御部１８は出庫荷移動処理を終了する。また、制御部１８は、第１荷に特定した荷１２ａを、出庫荷移動処理の対象外とする。荷１２ａは既に、保管列２４Ｅにおいて移動機構１６に最も近く、荷１２ａに対する第２荷が存在しないためである。

そして、制御部１８は、荷１２ｈが荷１２ｆおよび荷１２ｇよりも移動機構１６側となる荷１２の配置を決定する。また、決定した配置に基づいて台車１４および移動機構１６を動作させるためのシーケンスを生成し、台車１４および移動機構１６の移動を制御する。

具体的には、制御部１８は、第２荷に該当する荷１２ｆ，１２ｇと、第１荷に該当する荷１２ｈとを、空の保管区２６に一時的に移動させる。本実施の形態では、図１３（Ｂ）に示すように、Ａ５の保管区２６に荷１２ｆを移動させ、Ｃ５の保管区２６に荷１２ｇを移動させ、Ｄ５の保管区２６に荷１２ｈを移動させる。なお、各荷１２の一時的な移動には、一時保管部２８の保管区２６を利用してもよい。

続いて、制御部１８は、一時的に移動させた荷１２ｆ，１２ｇ，１２ｈを、元の保管列２４Ｂに戻す。このとき、第２荷に該当する荷１２ｆ，１２ｇを、第１荷に該当する荷１２ｈよりも先に戻す。本実施の形態では、図１３（Ｃ）に示すように、最初に荷１２ｆをＢ２の保管区２６に移動させ、次に荷１２ｇをＢ３の保管区２６に移動させ、最後に荷１２ｈをＢ４の保管区２６に移動させる。この結果、第１荷に該当する荷１２ｈは、保管列２４Ｂにおいて最も移動機構１６寄りに配置される。

以上説明したように、本実施の形態に係る自動倉庫システム１００の制御部１８は、第１荷と、第１荷よりも出庫が遅く、且つ第１荷よりも第１方向において移動機構１６側に配置される第２荷とが同一の保管列２４に含まれる場合に、第２荷の数が減るように第１荷を移動させる並替動作を実行する。このように、出庫予定のある第１荷を、出庫に先だって移動機構１６寄りに配置しておくことで、自動倉庫システム１００におけるスループットを向上させることができる。

なお、出庫荷移動処理は、実施の形態１で説明した荷数平均化処理における荷配置決定の段階で実行されてもよい。つまり、第１保管列の保管荷数と第２保管列の保管荷数との差分が小さくなるように荷１２を移動させる際に、出庫引当のある第１荷を移動機構１６寄りに配置することを考慮して、荷１２を移動させてもよい。また、制御部１８は、第２荷の数が減るように第１荷を移動させる並替動作のみを実行してもよい。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る自動倉庫システム１００は、特定の入庫動作を実行する点を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。以下、本実施の形態に係る自動倉庫システム１００について実施の形態１と異なる構成を中心に説明し、共通する構成については簡単に説明するか、あるいは説明を省略する。

本実施の形態の制御部１８は、第１保管列および第２保管列のうち、保管されている荷１２の数が少ない方の保管列２４に荷１２を入庫する入庫動作を実行するように構成されている。このように、保管荷数の少ない保管列２４に優先的に荷１２を入庫することで、各保管列２４における荷数を平均化することができる。好ましくは、制御部１８は、第１保管列に保管されている荷１２の数と第２保管列に保管されている荷１２の数との差分が０になるように荷１２を入庫する。

図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）は、実施の形態３に係る自動倉庫システムにおいて実行される入庫動作の一例を示す図である。例えば、図１４（Ａ）に示すように、荷１２ａ，１２ｂ，１２ｎが一時保管部２８に搬入されたとする。この場合、制御部１８は、保管列２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｆに比べて保管荷数の少ない保管列２４Ａ，２４Ｅに、優先的に荷１２を入庫する。

具体的には、制御部１８は、荷１２ｂをＡ４の保管区２６に配置し、荷１２ｎをＥ３の保管区２６に配置する。この段階で、保管列２４Ｅのみが他の保管列２４よりも保管荷数が１つ少ない状態となる。このため、制御部１８は、残る荷１２ａをＥ５の保管区２６に配置する。この結果、図１４（Ｂ）に示すように、各保管列２４における保管荷数が均等になる。保管荷数が均等になった状態でさらに荷１２が入庫されたときは、任意の保管列２４、例えば一時保管部２８に置かれた荷１２の位置から最も近い保管列２４に、１２が入庫される。

以上説明したように、本実施の形態に係る自動倉庫システム１００の制御部１８は、第１保管列および第２保管列のうち、保管されている荷１２の数が少ない方の保管列２４に荷１２を入庫する入庫動作を実行する。これにより、自動倉庫システム１００におけるスループットを向上させることができる。なお、本実施の形態の入庫動作は、実施の形態１および／または実施の形態２で説明した並替動作と組み合わせて実行されてもよいし、単独で実行されてもよい。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した各実施の形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。各実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の各実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。また、各実施の形態に含まれる構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。設計変更や構成要素の組み合わせによって得られる新たな実施の形態は、組み合わされる構成要素および変形それぞれの効果をあわせもつ。

各実施の形態では、保管部２２を平面的に走行する移動機構１６を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば移動機構１６は、昇降機能を備えて行方向に走行可能なスタッカークレーンであってもよい。また、各実施の形態では、台車１４および移動機構１６がレール上を走行する例を示したが、本発明はこれに限られない。台車１４および移動機構１６は、レールを有しない走行路を走行するものであってもよい。

また、各実施の形態では、自動倉庫システム１００が３段の保管部２２を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。自動倉庫システム１００は、２段以下または４段以上の保管部２２を備えてもよい。また、台車１４を各段の各列に設けることは必須ではない。また、複数の段の保管部２２の間で荷１２を昇降するための昇降機構が設けられてもよい。

各保管列２４における保管区２６の数は、一様でなくてもよい。各保管列２４における保管区２６の数は、保管部２２を収容する建物の壁の凹凸等に応じて適宜異ならせることができる。また、上下方向に積層される保管列２４の段数も、一様でなくてもよい。保管列２４の段数は、保管部２２を収容する建物の天井Ｌｃの高さ等に応じて、段数が多い領域と少ない領域とが設けられてもよい。また、保管部２２における保管列２４の数は６つに限定されず、各保管列２４における保管区２６の数も５つに限定されない。

また、各実施の形態では、自動倉庫システム１００が一時保管部２８を備える例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば自動倉庫システム１００は、一時保管部２８を備えず、移動機構１６が第２レール４４の一端側に設けられた入出庫口（不図示）に対して荷１２を搬送する構成であってもよい。

また、各実施の形態では、第１保管列と第２保管列が同じ段に位置する例を示したが、本発明はこれに限られない。第１保管列と第２保管列が異なる段に位置し、異なる段の間で並替動作を行う構成であってもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

１２，１４ 台車、 １６ 移動機構、 １８ 制御部、 ２２ 保管部、 ２４，２６ 保管区、 １００ 自動倉庫システム。

Claims (9)

1. 第１方向に延在し、複数の荷を保管するための第１保管列および第２保管列が、前記第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部と、
   前記荷を搭載して前記第１方向に移動する台車と、
   前記台車を搭載して前記第２方向に移動する移動機構と、
   前記台車および前記移動機構の移動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１保管列に保管されている荷の数と前記第２保管列に保管されている荷の数との差分が小さくなるように前記荷を移動させる並替動作を実行するように制御することを特徴とする自動倉庫システム。
2. 前記保管部は、３つ以上の保管列を含み、
   前記第１保管列は保管荷数が最大の保管列であり、前記第２保管列は保管荷数が最小の保管列である請求項１に記載の自動倉庫システム。
3. 前記制御部は、前記並替動作の実行中に保管荷数が最大の保管列または保管荷数が最小の保管列が別の保管列に変わった場合、当該別の保管列を前記第１保管列または前記第２保管列と定める請求項２に記載の自動倉庫システム。
4. 前記制御部は、前記差分が０になるように前記荷を移動させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動倉庫システム。
5. 前記制御部は、第１荷と、前記第１荷よりも出庫が遅く、且つ前記第１荷よりも前記第１方向において前記移動機構側に配置される第２荷とが同一の保管列に含まれる場合に、前記第２荷の数が減るように前記第１荷を移動させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動倉庫システム。
6. 前記制御部は、前記第１保管列および前記第２保管列のうち、保管されている荷の数が少ない方の保管列に荷を入庫する入庫動作を実行するように構成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動倉庫システム。
7. 第１方向に延在し、複数の荷を保管するための第１保管列および第２保管列が、前記第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部と、
   前記荷を搭載して前記第１方向に移動する台車と、
   前記台車を搭載して前記第２方向に移動する移動機構と、
   前記台車および前記移動機構の移動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１保管列および前記第２保管列のうち、保管されている荷の数が少ない方の保管列に荷を入庫する入庫動作を実行するように制御することを特徴とする自動倉庫システム。
8. 前記制御部は、前記第１保管列に保管されている荷の数と前記第２保管列に保管されている荷の数との差分が０になるように前記荷を入庫する請求項７に記載の自動倉庫システム。
9. 第１方向に延在し、複数の荷を保管するための第１保管列および第２保管列が、前記第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた保管部と、
   前記荷を搭載して前記第１方向に移動する台車と、
   前記台車を搭載して前記第２方向に移動する移動機構と、
   前記台車および前記移動機構の移動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、第１荷と、前記第１荷よりも出庫が遅く、且つ前記第１荷よりも前記第１方向において前記移動機構側に配置される第２荷とが同一の保管列に含まれる場合に、前記第２荷の数が減るように前記第１荷を移動させる並替動作を実行するように制御することを特徴とする自動倉庫システム。

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