JP2024008146A

JP2024008146A - 作業システム

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Publication number: JP2024008146A
Application number: JP2022109750A
Authority: JP
Inventors: 亨高島; Kyo Takashima; 惇東條; Atsushi Tojo; 俊丸山; Takashi Maruyama; 敬悟野口; Keigo Noguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2024-01-19

Abstract

【課題】バッテリに蓄えられた電気によって移動を伴う作業を行う複数の移動作業機を備えた作業システムの実用性を向上させる。【解決手段】複数の移動作業機１０（R1～R10）の各々による１の作業の実行の際、最短ルートの通行が別の移動作業機によって阻害される場合に、それら複数の移動作業機の各々が、その別の移動作業機を迂回する迂回モードと、その阻害が解けるまで待機して最短ルートを通行する待機モードとのいずれによっても、その１の作業を行うことが可能とされている場合において、複数の移動作業機の各々のバッテリ残量の総和である総バッテリ残量に応じて、迂回モード，待機モードのそれぞれで作業を行う移動作業機の比率を決定する。作業システム全体において、電力消費と作業効率（作業の迅速性）とのバランスを適正化することが可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、移動を伴う作業をバッテリに蓄えられた電気によって行う複数の移動作業機を含む作業システムに関する。

車両，ロボット等、移動を伴う作業を行う移動作業機は、さまざまな産業の分野において利用されている。バッテリに蓄えられた電気によって作業を行う移動作業機の場合、その移動作業機のバッテリの状態を把握することが有意義である。例えば、下記特許文献に記載された技術では、移動作業機としてのロボットの制御に関し、バッテリに残る電気量（以下、「バッテリ残量」という場合がある）に応じて、そのロボットの動作負荷を調整するようにされている。

特開２０１９－１０７４６１号

一時期において複数の移動作業機が作業を行うようなシステムの場合、上記特許文献に記載されているように１の移動作業機のバッテリ残量だけを考慮したとしても、当該システム全体の効率が悪化することも予想される。そこで、本願発明者は、バッテリに蓄えられた電気によって作業を行う移動作業機を複数含む作業システムに対しても、何らかの工夫を凝らすことで、当該システムの実用性を向上させることができるとの知見を得た。本発明は、そのような知見に基づいてなされたものであり、実用性の高い作業システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の作業システムは、
それぞれが、バッテリを有し、そのバッテリに蓄えられた電気によって、移動を伴う作業を行う複数の移動作業機と、
それら複数の移動作業機の各々のバッテリに残る電気量であるバッテリ残量を把握しつつ、それら各々のオペレーションを管理するコントローラと
を備えた作業システムであって、
前記複数の移動作業機の各々による１の作業の実行の際、最短ルートの通行が別の移動作業機によって阻害される場合に、それら複数の移動作業機の各々が、その別の移動作業機を迂回する迂回モードと、その阻害が解けるまで待機して最短ルートを通行する待機モードとのいずれによっても、その１の作業を行うことが可能とされており、
前記コントローラが、
前記複数の移動作業機の各々のバッテリ残量の総和である総バッテリ残量に応じて、迂回モード，待機モードのそれぞれで作業を行う移動作業機の比率を決定するように構成される。

上記待機モードでの作業は、移動作業機が待機はするものの最短ルートを通行することで、当該移動作業機の電力消費が小さいと考えられる。それに対して、上記迂回モードでの作業は、最短ルートを通らないため移動作業機の電力消費は比較的大きくなるものの、待機しないことで、比較的短い時間で作業を終了させ得る可能性が高い。本発明によれば、移動作業機の個々のバッテリ残量ではなく、複数の移動作業機の総バッテリ残量に基づいて、迂回モード，待機モードのそれぞれで作業を行う移動作業機の比率が変更可能とされるため、複数の移動作業機の全体、つまり、当該作業システム全体において、電力消費と作業効率（作業の迅速性）とのバランスを適正化することが可能となる。具体的には、例えば、１の作業における１の移動作業機の電力消費が、待機モードの方が小さいことを前提とすれば、総バッテリ残量が少なくなる程、迂回モードで作業を行う移動作業機の比率をより低く、待機モードで作業を行う移動作業機の比率をより高くすることが望ましい。

発明の態様

本発明における「移動作業機」は、特に限定されるものではない。詳しく言えば、例えば、典型的には、物を移動，運搬等する車両、工事，検査等の種々の作業を行う車両等が該当する。また、車両と呼ぶことのできない移動体、例えば、ドローン等であってもよい。移動作業機は、人間が運転，操作するものであっても、自動で運転，操作するものであってもよい。つまり、ロボットのようなものであってもよいのである。また、移動作動機が移動する場所についても特に限定されず、屋内であっても、屋外であってもよい。

一般に、作業システムは、移動作業機に充電するための充電設備を含んで構成される。本発明は、先に説明したように、当該システム全体における電力消費と作業効率とのバランスの適正化を目的とするものであり、極端に言えば、システム全体の作業効率を大きく低下させることなく、各移動作業機のバッテリ残量が極めて少なくなって稼働不能となる状態（以下、「電欠状態」、或いは、単に「電欠」という場合がある）を回避することを目的とするものである。したがって、本発明は、充電のために移動作業機が接続される充電ポートの数が少ない等、複数の移動作業機のすべてが同時に充電することができないような充電設備を備えた作業システムに対して特に有意義である。ちなみに、充電設備は、それぞれが１の充電ポートを有する複数の充電器によって構成されるものであってもよく、複数の充電ポートを有する１の充電器によって構成されるものであってもよい。

本発明における「コントローラ」は、例えば、コンピュータを主体的な構成要素とするものであればよい。また、コントローラは、移動作業機のオペレーションを管理するものであるため、移動作業機が有する端末と各種情報，各種指示を通信可能な通信機を有するものであることが望ましい。

迂回モード，待機モードのそれぞれで作業を行う移動作業機の比率（割合）は、複数の移動作業機の全体に対する比率であってもよいが、一時期に作業を行う移動作業機全体に対する比率であってもよい。具体的に言えば、例えば、充電中の移動作業機や、行うべき作業が少ない時間帯において作業を割り当てる必要のない移動作業機も存在するため、それらを除いた移動作業機を稼働作業機と認定し、その稼働作業機の全体に対する比率であってもよいのである。コントローラは、いずれの移動作業機が迂回モードで作業する移動作業機であり、いずれの移動作業機が待機モードで作業する移動作業機であるかを決定する場合、電欠を防止するという観点からすれば、バッテリ残量がより少ない移動作業機を、優先して、待機モードで作業を行う移動作業機に決定することが望ましい。

また、コントローラは、複数の移動作業機の作業を管理する機能、つまり、作業計画を基に、各移動作業機への作業の指示等を行う機能を有することが望ましい。したがって、コントローラは、移動作業機の作業計画を取得し、若しくは、作成する機能を有するものであることが望ましい。さらに、コントローラは、作業計画に基づいて、複数の移動作業機の全体の作業が多い時間帯、すなわち、繁忙時間帯を把握する機能を有することが望ましい。そして、移動作業機が電欠となる可能性をより低く抑えるために、コントローラは、繁忙時間帯、若しくは、その繁忙時間帯の前の時間帯である繁忙前時間帯において、それらの時間帯以外の時間帯における場合と比較して、迂回モードで作業を行う移動作業機の比率を低く、待機モードで作業を行う移動作業機の比率を高くするようにすることが望ましい。

実施例の作業システムである物流倉庫内製品搬送システムが備える移動作業機としての搬送ロボットを示す斜視図である。搬送ロボットが稼働する物流倉庫を示す模式図である。物流倉庫内製品搬送システムにおいて搬送ロボットの充電を管理するために実行される充電管理プログラムのフローチャートである。搬送ロボットの作業モードである待機モード，迂回モードを具体的に説明するための図である。搬送ロボットの作業モードである待機モード，迂回モードを具体的に説明するための別の図である。搬送ロボットの作業モードである待機モード，迂回モードを具体的に説明するためのさらに別の図である。物流倉庫内製品搬送システムにおいて搬送ロボットの作業の管理に用いられる入出荷製品等リストである。物流倉庫内製品搬送システムにおける時間帯毎の作業の分布を示す作業分布グラフである。ある時間帯に稼働する搬送ロボット、および、それら搬送ロボットの各々の作業モードを認定するために、物流倉庫内製品搬送システムにおいて実行される稼働ロボット・モード認定プログラムのフローチャートである。待機モードで作業を行う搬送ロボットの比率である待機モード比率を決定するために参照されるマップである。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例である作業システムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

［Ａ］搬送ロボット
実施例の作業システムは、製品，商品，仕掛品，貯蔵品等（以下、「製品等」という場合がある）を運搬する移動作業機としての搬送ロボットを複数備えた物流倉庫内製品搬送システム（以下、「搬送システム」と略す場合がある）であり、図１は、その搬送ロボット１０を示している。搬送ロボット１０は、短い円筒形状のベース１２を有している。図の右下側が前、左上側が後ろであり、ベース１２は、図では表されていないが、左右に１対の駆動輪と、前後に１対の転舵輪を有している。ベース１２には、左右１対のポスト１４が立設されており、１対のポスト１４の間には、それらポスト１４に沿って昇降可能なテーブル１６が配設されている。テーブル１６上には、前後に移動可能なスライドアーム１８が配設されている。スライドアーム１８の前端には、クランプベース２０と１対の把持プレート２２とを有するクランプ２４が配設されている。クランプ２４は、左右に移動可能とされており、１対の把持プレート２２は、それらの間で、概して直方体の製品等を把持すべく、左右に開閉可能とされている。搬送ロボット１０は、前後に移動可能とされるとともに、その場で旋回可能とされている。

搬送ロボット１０は、電動で作動するため、ベース１２内にバッテリ２６を有している。つまり、搬送ロボット１０は、バッテリ２６に蓄えられた電気エネルギによって移動して作業を行う。また、搬送ロボット１０は、自動で、移動し、作業を行うため、クランプ２４の上部に、カメラ２８およびLiDAR（ライダ）３０が配設されており、１対のポスト１４の一方の上端に、後に説明するビーコンからの信号を受信するための受信機３２が配置されている。ちなみに、カメラ２８およびLiDAR３０は、回転可能とされており、当該搬送ロボット１０は、どの向きを向いていても、周囲を３６０°監視可能とされている。さらに、後に説明する管制装置との通信を行うためのアンテナ３４が、１対のポスト１４の他方の上端に、設置されている。なお、搬送ロボット１０は、自動で走行し、自動で作業を行うが、それらの手法については、既に公知の手法を任意に採用すればよく、本搬送システムにおいて採用されている手法については、ここでの説明を省略する。なお、搬送ロボット１０は、自身の制御を行うために、コンピュータを主体とする制御端末３６を有している。

［Ｂ］搬送ロボットが稼働する物流倉庫
物流倉庫は、図２に模式的に示すように、内部に、棚５０が複数列に並んでいる。なお、以下の説明では、図の右上端に示すように、図の上側を北側、下側を南側、左側を西側、右側を東側と呼ぶことにする。

具体的に言えば、倉庫内には、最も北側に東西に延びる通路α（図では、通路の両端にαの符号が示されている。他の通路も同様とする。），南北の中央に東西に延びる通路β，最も南側に東西に延びる２つの通路である通路γおよび通路δが設けられており、また、通路αと通路βとを繋いで南北に延びる複数の通路である通路ａ～通路ｌ，通路βと通路γとを繋いで南北に延びる４つの通路である通路ｍ～通路ｐ，通路βと通路δとを繋いで南北に延びる４つの通路である通路ｑ～通路ｔが設けられている。なお、通路α～通路δは、搬送ロボット１０がすれ違いおよび追い越しを可能な幅を有しているが、通路ａ～通路ｔは、幅が狭くされている。したがって、搬送ロボット１０は、通路ａ～通路ｔに別の搬送ロボット１０が存在しているときには、その別の搬送ロボット１０の向こう側に行けないようになっている。つまり、通路ａ～通路ｔでは、１の搬送ロボット１０の通行が、別の搬送ロボット１０によって阻害されることになる。

棚５０は、通路ａ～通路ｔの各々の両側に複数個並んでいる。詳しく言えば、通路ａ～通路ｌの各々の両側には、南北に１３個並んでおり、通路ｍ～通路ｔの各々の両側には、南北に１４個並んでいる。見方を変えて言えば、通路ａ～通路ｔの互いに隣り合うものに挟まれた棚５０は互いに背中合わせに配設されている。以下、棚５０の列（以下、「棚列」という場合がある）については、通路ａ～通路ｔに関連付けて、通路の西側にあるものを棚列（ａ～ｔ）Ｗ、通路の東側にあるものを棚列（ａ～ｔ）Ｅと呼ぶこととし、各列の棚５０については、図の左端の棚５０に示すように、北側から順に、棚列（ａ～ｌ）Ｗ，（ａ～ｌ）Ｅに属するものを１～１３と、棚列（ｍ～ｔ）Ｗ，（ｍ～ｔ）Ｅに属するものを１～１４と、それぞれ番号付けることとする。したがって、例えば、図の☆で示す棚５０は、棚番号で表せば、ｅＷ４である。また、各棚５０は、図の右下端に示すように、４段とされており、４つの収納スペースを有している。各段、すなわち、各収納スペースは、上から順にＡ～Ｄの番号付けがされている。したがって、図の☆で示す棚番号ｅＷ４の棚５０の上から２段目の収納スペースは、ｅＷ４Ｂと表すこととする。各収納スペースには、１若しくは複数種類の製品等が、１若しくは複数個ずつ収納される。なお、各棚５０は、製品等が収容される収容場所と考えることができる。

搬送ロボット１０は、倉庫内において、複数、走行する。図では、１０台の搬送ロボット１０が示されており、それらには、ロボットNo．として、R1～R10の番号付けがされている。

倉庫内の東西方向の中央の南側のヤードは、入出荷場所としての入出荷ヤード５２であり、倉庫に出入りするトラック５４に対して、製品等を荷受け，荷積みする。各搬送ロボット１０は、それぞれが作業である入庫作業，出庫作業を行う。入庫作業では、搬送ロボット１０は、トラック５４から製品等を１個ずつ受け取って、その受け取った製品等を、指定された棚５０まで搬送して、その棚５０の指定された収納スペースに収納する。出庫作業では、搬送ロボット１０は、指定された棚５０の指定された収納スペースに収納されている製品等を、１個ずつ取り出してはトラック５４まで搬送し、そのトラック５４に渡す。

入出荷ヤード５２には、搬送ロボット１０のための待機スペース５６が設けられている。待機スペース５６の数は、搬送ロボット１０の数だけ設けられており、各搬送ロボット１０は、空いている待機スペース５６にて、待機する。また、入出荷ヤード５２には、充電設備５８が設けられている。充電設備５８は、１つの充電器６０と、複数の充電ポート６２とを有している。本搬送システムでは、図に示すように、充電設備５８は、搬送ロボット１０の数より少ない数の充電ポート６２しか有していない。具体的には、３つの充電ポート６２しか有しておらず、その３つの充電ポート６２は、北側の３つの待機スペース５６に対して設けられている。自身のバッテリ２６に充電する際には、搬送ロボット１０は、その３つの待機スペース５６のいずれかに位置する必要がある。なお、充電ポート６２は、ａ，ｂ，ｃと符号付けられており、以下の説明において、それらを区別する場合には、充電ポート６２ａ，６２，６２ｃと呼ぶ場合がある。

倉庫の天井には、四隅の各々に、前述のビーコン６４が設置されている。それらビーコン６４からの信号を受信することで、搬送ロボット１０は、自身の倉庫内の位置を、随時把握する。

搬送ロボット１０の作業の管理，バッテリ２６の残量（以下、「バッテリ残量」という場合がある）およびバッテリ２６への充電の管理は、コンピュータおよび通信機を主体として構成された管制装置７０によって行われる。各搬送ロボット１０は、管制装置７０からの作業指示等を受信し、その作業指示に従って、作業等を行う。つまり、管制装置７０は、倉庫外の管制棟に配置されており、搬送ロボット１０のオペレーション（作業と充電との両方を含む概念である）の管理を行うコントローラとして機能する。

［Ｃ］管制装置の機能
管制装置７０は、各搬送ロボット１０のバッテリ２６への充電を管理するための充電管理機能、および、各搬送ロボット１０の作業管理を行うための作業管理機能を備えている。以下に、それらの機能について詳しく説明する。

i）充電管理機能
各搬送ロボット１０は、自身が備えるバッテリ２６に残る電気量であるバッテリ残量Ｅ_BAT（以下、現時点で残る電気量の満充電量Ｅ_FULLに対する百分率で表すこととする）を把握し、把握したバッテリ残量Ｅ_BATについての情報を、管制装置７０に送信する。管制装置７０は、その送信された情報に基づいて、各搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATを把握する。

先に説明したように、本搬送システムでは、搬送ロボット１０が１０台あるのに対して、充電ポート６２は、３つしか設けられていない。そこで、管制装置７０は、３つの充電ポート６２をうまく活用しつつ、把握している各搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATに基づいて、各搬送ロボット１０の電欠をできるだけ回避しつつ、各搬送ロボット１０ができるだけ満遍なく充電されるように、各搬送ロボット１０に対する充電の管理を行う。

後に詳しく説明するが、本搬送システムでは、設定時間（本搬送システムでは１時間である）ごとの時間帯に区切って搬送ロボット１０の作業管理を行う。管制装置７０は、１の時間帯の開始時点において、バッテリ残量Ｅ_BATが限界残量Ｅ_LIM未満となっている搬送ロボット１０を、限界未満残量ロボットとして認定する。ちなみに、限界残量Ｅ_LIMは、本搬送システムでは、１０％に設定されている。一方で、管制装置７０は、後に詳しく説明するが、当該時間帯の作業量に基づいて、当該時間帯において作業を行うべき搬送ロボット１０の数（搬送ロボット１０の総数から限界未満残量ロボットの数を減じた数以下の数）を決定し、バッテリ残量Ｅ_BATの多い順からその数の搬送ロボット１０を、当該時間帯において作業を行う稼働ロボットとして認定する。そして、管制装置７０は、稼働ロボットとして認定されていない搬送ロボット１０を、非稼働ロボットとして認定する。管制装置７０による充電管理は、この非稼働ロボットに対して行われる。

管制装置７０による充電管理は、管制装置７０のコンピュータが、図３にフローチャートを示す充電管理プログラムを、所定の時間ピッチ（例えば、１分）で繰り返し実行することによって行われる。このプログラムに従う処理では、まず、管制装置７０は、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す。他のステップも同様である。）において、全ての搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATを認識する。次のＳ２において、管制装置７０は、非稼働ロボットが存在するか否かを判定する。非稼働ロボットが存在しない場合には、当該プログラムの１回の実行が終了する。

Ｓ２において非稼働ロボットが存在すると判定した場合、Ｓ３において、管制装置７０は、非稼働ロボットのうちの最もバッテリ残量Ｅ_BATの少ない搬送ロボット１０を、最少残量非稼働ロボットＳとして特定し、その最少残量非稼働ロボットＳのバッテリ残量Ｅ_BATを、バッテリ残量Ｅ_BAT-Sとして特定する。管制装置７０は、続くＳ４において、充電が行われていない充電ポート６２（以下、「空ポート」という場合がある）があるか否かを判定し、空ポートがある場合には、Ｓ５において、最少残量非稼働ロボットＳに対して、充電を行うべき旨の指示である充電指示を発する。

Ｓ４において空ポートが存在しないと判定した場合には、管制装置７０は、Ｓ６において、充電中である搬送ロボット１０のうちの最もバッテリ残量Ｅ_BATの多いものを、充電中最多残量ロボットＣとして特定し、その充電中最多残量ロボットＣのバッテリ残量Ｅ_BATを、バッテリ残量Ｅ_BAT-Cとして特定する。管制装置７０は、次のＳ７，Ｓ８において、それぞれ、充電中最多残量ロボットＣのバッテリ残量Ｅ_BAT-Cが基準残量Ｅ_R以上か否か、最少残量非稼働ロボットＳのバッテリ残量Ｅ_BAT-Sが基準残量Ｅ_R未満か否かを判定する。充電中最多残量ロボットＣのバッテリ残量Ｅ_BAT-Cが基準残量Ｅ_R以上であり、かつ、最少残量非稼働ロボットＳのバッテリ残量Ｅ_BAT-Sが基準残量Ｅ_R未満であるときに、管制装置７０は、Ｓ９において、充電中最多残量ロボットＣに対して、充電を終了する旨の指示である充電終了指示を発する。充電中最多残量ロボットＣのバッテリ残量Ｅ_BAT-Cが基準残量Ｅ_R未満であるとき、若しくは、充電中最多残量ロボットＣのバッテリ残量Ｅ_BAT-Cが基準残量Ｅ_R以上であっても最少残量非稼働ロボットＳのバッテリ残量Ｅ_BAT-Sも基準残量Ｅ_R以上であるときには、当該プログラムの１回の実行が終了する。ちなみに、基準残量Ｅ_Rは、それを下回ると充電を行った方が望ましいと考えられる値、言い換えれば、それ以上であれば、敢えて充電を行う必要はないと考えられる値に設定されている。本搬送システムでは、基準残量Ｅ_Rは、例えば、７０％に設定されている。

本搬送システムでは、以上のような処理によって、搬送ロボット１０の数よりも少ない数の充電ポート６２しか有していない充電設備５８、すなわち、全搬送ロボット１０が同時に充電できない充電設備であっても、全ての搬送ロボット１０が満遍なく充電されることになる。

なお、詳しい説明は省略するが、本搬送システムでは、１の時間帯の途中において、稼働ロボットである搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATが上記限界残量Ｅ_LIM未満となった場合には、その搬送ロボットは非稼働ロボットとして認定される。その搬送ロボット１０に代わって、非稼働ロボットの中で、バッテリ残量Ｅ_BATが基準残量Ｅ_R以上であり、かつ、最もバッテリ残量Ｅ_BATが多い搬送ロボット１０が、稼働ロボットとして認定され、非稼働ロボットとして認定された搬送ロボット１０の作業を引き継ぐようにされている。

ii）作業モード
本搬送システムでは、上述したように、搬送ロボット１０は、入庫作業若しくは出庫作業を行う。入庫作業であれ、出庫作業であれ、搬送ロボットは、入出荷ヤード５２と、指定された棚５０との間を移動する。先に説明したように、各搬送ロボット１０は、通路ａ～通路ｔに別の搬送ロボット１０が存在しているときには、その別の搬送ロボット１０の向こう側に行けないようになっている。つまり、通路ａ～通路ｔでは、１の搬送ロボット１０の通行が、別の搬送ロボット１０の存在によって阻害されることになる。そのことを考慮して、本搬送システムでは、搬送ロボット１０の移動に関して、２つの作業モードが設定されている。管制装置７０の作業管理機能を説明するのに先立って、それらの作業モードについて説明する。

２つの作業モードの１つは、最短ルートの通行が別の搬送ロボット１０によって阻害される場合に、その別の搬送ロボット１０による阻害が解けるまで待機して、解けた後にその最短ルートを通行する待機モードである。このモードによれば、待機する時間的なロスが生じるものの、搬送ロボット１０の移動距離が短いため、その搬送ロボット１０の電力消費が少ないというメリットがある。

２つの作業モードのもう１つは、最短ルートの通行が別の搬送ロボット１０によって阻害される場合に、その別の搬送ロボット１０を迂回する迂回モードである。このモードによれば、搬送ロボット１０の移動距離が比較的長くなるものの、待機するための時間的なロスがないため、作業を迅速に行い得る可能性が高いというメリットがある。

２つの作業モードの各々での搬送ロボット１０の移動について、図４（ａ）に示すシチュエーションにおける具体例を掲げて説明する。図は、倉庫内の北西の部分を示しており、図に示すシチュエーションは、搬送ロボット１０，棚５０を、それぞれ、ロボットNo．，棚番号にて呼べば、搬送ロボットR2，R3，R4が、それぞれ、棚ｄＥ７，ｃＷ４，ｂＥ１０で作業を行っている最中に、搬送ロボットR1が、作業のために入出荷ヤード５２から★で示す棚ｄＥ４に向かおうとしているところである。この場合、搬送ロボットR1が通行する最短ルートは、図に示すように、通路βから通路ｄを通るルートであるが、そのルートの途中で搬送ロボットR2が作業を行っているので、そのルートを通行することができない。ちなみに、搬送ロボット１０は、走行中、自身のカメラ２８によって、前方だけではなく周囲を観測し、自身が走行する通路を横切る通路、言い換えれば、自身が走行する通路と交わる通路における他の搬送ロボット１０の有無を認識し、存在する場合の位置をも特定する。

搬送ロボットR1が、待機モードで作業を行うロボット（以下、「待機モードロボット」という場合がある）に認定されている場合には、図４（ｂ）に示すように、通路ｄに搬送ロボットR2の存在を認識したときに、通路βにおける通路ｄの手前（図において破線の〇で示す箇所）で待機する。そして、搬送ロボットR2が通路ｄから退避したことを確認した後に、棚ｄＥ４に向かって通路ｄを進行する。なお、搬送ロボットR1が、予め搬送ロボットR2の位置が把握できるのであれば、搬送ロボットR1は、通路ｄの通行が可能となるまで、入出荷ヤード５２で待機してもよい。

搬送ロボットR1が、迂回モードで作業を行うロボット（以下、「迂回モードロボット」という場合がある）に認定されている場合について説明する。搬送ロボットR1は、入出荷ヤード５２から通路βを走行中に、通路ｆ，通路ｅにおける搬送ロボット１０の有無を確認する。通路ｅに搬送ロボット１０が存在していない場合、図５（ａ）に示すように、搬送ロボットR1は、通路ｄに搬送ロボットR2の存在を認識したときに、通路βを引き返し、通路ｅ，通路αを経由して通路ｄに進入し、棚ｄＥ４に向かう。それに対して、図５（ｂ）に示すように、例えば、通路ｅに搬送ロボットR5が、通路ｆに搬送ロボットR6が存在している場合には、搬送ロボットR1は、通路ｄに搬送ロボットR2の存在を認識したときに、搬送ロボットR3，搬送ロボットR4をも避けるべく、通路βをさらに進み、通路ａ，通路αを経由して通路ｄに進入し、棚ｄＥ４に向かう。

次に、搬送ロボットR1が、棚ｄＥ４での作業を終えて、入出荷ヤード５２に向かう場合について説明する。ちなみに、搬送ロボットR2が、棚ｄＥ７で作業中であることを前提とする。搬送ロボットR1が待機モードロボットに認定されている場合には、図６（ａ）に示すように、搬送ロボットR1は、その場で待機し、搬送ロボットR2が棚ｄＥ７での作業を終えて通路ｄから退避した後に、通路ｄ，通路βを経由して、最短ルートで入出荷ヤード５２に向かう。

一方で、搬送ロボットR1が迂回モードロボットに認定されている場合には、図６（ｂ）に示すように、搬送ロボットR1は、搬送ロボットR2が存在しない向き、すなわち、北側に向かって通路ｄを通行し、通路αを経由し、他の搬送ロボットが存在しないことを確認して、例えば、通路ｅ，通路βを経由して、入出荷ヤード５２に向かう。

以降の作業管理機能において詳しく説明するが、管制装置７０は、作業を行う各搬送ロボット１０に対して、待機モードロボット，迂回モードロボットのいずれであるかの認定を行う。各搬送ロボット１０は、自らが他の搬送ロボット１０を認識し、自らの判断で、認定された作業モードに従った動作を行う。つまり、各搬送ロボット１０は、待機するか否か、どのルートを通行するかを、自らが決定するのである。なお、管制装置７０が、各搬送ロボット１０の位置を把握できているのであれば、管制装置７０が、各搬送ロボット１０に対して、作業において通行するルートを指定してもよい。

iii）作業管理機能
搬送ロボット１０による作業は、先に説明した入庫作業および出庫作業であり、入出荷ヤード５２に入って来る予定のトラック５４に関連して、そのトラック５４から降ろす予定の製品等、若しくは、そのトラック５４に積み込む予定の製品等について、図７に示すような入出荷製品等リストが作成されている。詳しく説明すれば、この入出荷製品等リストは、いわゆる作業計画であり、それには、入荷若しくは出荷する製品等名，その製品等の数，入荷であるか出荷であるか，入荷若しくは出荷する時刻，製品等の倉庫内での収容スペースが記載されている。トラック５４に対する製品等の入出荷の予定は、ある程度変化することが予想されるため、上記入出荷製品等リストについてのデータは、図示を省略する入出荷管理装置によって、所定の時間間隔（例えば、１時間）ごとに、所定の時間分（例えば、１日分）作成されて、管制装置７０に送られる。ちなみに、図７に示す入出荷製品等リストは、０７：００時点での入出荷製品等リストである。なお、管制装置７０は、各搬送ロボット１０による１の入庫作業若しくは出庫作業が終了した都度、その終了した作業内容についてのデータを、入出荷管理装置に送る。入出荷管理装置は、そのデータに基づいて、倉庫内の製品等に関する在庫データを更新する。

本搬送システムでは、１日２４時間を、１時間毎の時間帯に分けて、搬送ロボット１０の作業の管理を行っている。そのため、管制装置７０は、各時間帯の最初の時点で、上述の入出荷製品等リストに基づいて、その時点からの所定の時間（例えば、１日）内における各時間帯の作業負荷、詳しく言えば、全ての搬送ロボット１０の作業量の合計（以下、「時間帯毎総作業量Ｑ」という場合がある）を認定する。具体的に言えば、時間帯毎総作業量Ｑは、図８の作業量分布グラフに示すように認定される。グラフの横軸は、時刻、すなわち、現時点からの時間を示し、縦軸は、作業量を示している。図８のグラフは、００：００から翌日の００：００までの時間帯毎総作業量Ｑの推移を表している。

一方で、搬送ロボット１０は、入庫作業であれ出庫作業であれ、１つの作業を行う度に電力を消費し、その搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATは減少する。１の搬送ロボット１０による１つの作業による消費電力は、入出荷ヤード５２と、製品等が収容されている若しくは収容される収容スペースが属する棚５０の場所（以下、「収容場所」という場合がある）との距離、すなわち、搬送ロボット１０の移動距離によって異なるため、便宜的に、１の作業における標準的な移動距離（以下、「標準移動距離」という場合がある）を推定すれば、その標準移動距離に基づいて、１の作業による消費電力を推定することができる。そして、１の作業による消費電力に、時間帯毎総作業量Ｑを乗ずることによって、時間帯毎の全搬送ロボット１０の消費電力を推定することが可能である。

図８のグラフにおける、０７：００～１１：００，１４：００～１８：００の時間帯は、時間帯毎総作業量Ｑが、基準作業量Ｑ_Rを超えている時間帯、すなわち、繁忙時間帯である。各搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATの合計を総バッテリ残量Ｅ_SUMと定義すれば、その繁忙時間帯では、総バッテリ残量Ｅ_SUMの減少が大きく、また、搬送ロボット１０が充電する時間を充分にはとれない。したがって、繁忙時間帯では、特に、繁忙時間帯が続く場合では、いずれかの搬送ロボット１０が電欠状態となる可能性が高くなる。そこで、管制装置７０は、時間帯毎総作業量Ｑに基づいて、繁忙時間帯を認定するようにされている。また、繁忙時間帯がやがて訪れることが分かっていれば、繁忙時間帯の前に、予め、搬送ロボット１０全体の電力消費を抑えることが有効である。そのため、管制装置７０は、上述の繁忙時間帯の前の２時間帯以内であるか否かを判断し、繁忙時間帯の前の２時間帯以内を、繁忙前時間帯として認定する。

本搬送システムでは、管制装置７０は、１の時間帯が始まるときに、その時間帯において、上述の入出荷製品等リスト，時間帯毎総作業量Ｑを基に、当該時間帯において作業を行う搬送ロボット１０（以下、「稼働ロボット」という場合がある）を認定するとともに、その稼働ロボットの各々について、その各々が上述の待機モードロボット，迂回モードロボットのいずれであるかを認定する。それらの認定は、管制装置７０のコンピュータが、図９にフローチャートを示す稼働ロボット・モード認定プログラムを実行することによって行われる。

詳しく説明すれば、稼働ロボット・モード認定プログラムに従う処理では、管制装置７０は、まず、Ｓ１１において、上述した時間帯毎総作業量Ｑを把握し、Ｓ１２において、当該時間帯が、上述の繁忙時間帯、若しくは、繁忙前時間帯であるか否かを判断し、繁忙時間帯、若しくは、繁忙前時間帯である場合には、その旨を認定する。

続くＳ１３において、管制装置７０は、全搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATを把握し、Ｓ１４において、それらバッテリ残量Ｅ_BATを合計することで、総バッテリ残量Ｅ_SUMを算定する。そして、Ｓ１５において、バッテリ残量Ｅ_BATに基づいて、搬送ロボット１０の順位付けを行う。管制装置７０は、その順位付けの後、Ｓ１６において、バッテリ残量Ｅ_BATが限界残量Ｅ_LIM未満となっている搬送ロボット１０を、上述の限界未満残量ロボットとして認定し、Ｓ１７において、先に説明したように、当該時間帯の時間帯毎総作業量Ｑに基づいて、当該時間帯において作業を行うべき搬送ロボット１０の数を決定し、バッテリ残量Ｅ_BATの多い順からその数の搬送ロボット１０を、当該時間帯において作業を行う稼働ロボットに認定する。逆に言えば、管制装置７０は、稼働ロボット以外の搬送ロボット１０を、非稼働ロボットに認定する。ちなみに、先に説明したように、限界未満残量ロボットは、稼働ロボットからは除かれる。

次に、各稼働ロボットを、待機モードロボット，迂回モードロボットのいずれかに認定する。先に述べたように、待機モードは、待機するための時間的なロスが作業に生じるものの、搬送ロボット１０の電力消費が少ないという特性を有し、迂回モードは、搬送ロボット１０の電力消費は大きいものの、作業を迅速に行い得るという特性を有する。そこで、管制装置７０は、大まかに言えば、総バッテリ残量Ｅ_SUMが少ないほど、稼働ロボットにおける待機モードロボットの比率（以下、「待機モード比率」という場合がある）Ｒ_Sを高くし、逆に、総バッテリ残量Ｅ_SUMが多いほど、稼働ロボットにおける迂回モードロボットの比率（以下、「迂回モード比率」という場合がある）Ｒ_Bを高くする。ちなみに、待機モード比率Ｒ_S，迂回モード比率Ｒ_Bは、百分率で示し、それらの合計は１００％となる。

総バッテリ残量Ｅ_SUMに対する待機モード比率Ｒ_Sの値は、図１０にグラフ形式で示す待機モード比率決定マップに従って決定される。このマップにおける実線は、通常の時間帯における特性線（以下、便宜的に「通常マップ」と呼ぶ場合がある）であり、破線は、繁忙時間帯若しくは繁忙前時間帯における特性線（以下、便宜的に「繁忙マップ」と呼ぶ場合がある）である。通常マップでは、待機モード比率Ｒ_Sは、総バッテリ残量Ｅ_SUMが３０％未満で、１００％、総バッテリ残量Ｅ_SUMが７０％以上で、０％であり、総バッテリ残量Ｅ_SUMが３０％以上７０％未満で、総バッテリ残量Ｅ_SUMが多くなるにつれて１００％から０％に推移する。一方、繁忙マップでは、当該搬送システムの搬送ロボット１０全体の電力消費をより抑えるために、待機モード比率Ｒ_Sは、総バッテリ残量Ｅ_SUMが５５％未満で、１００％、総バッテリ残量Ｅ_SUMが８０％以上で、０％であり、総バッテリ残量Ｅ_SUMが５５％以上８０％未満で、総バッテリ残量Ｅ_SUMが多くなるにつれて１００％から０％に推移する。

稼働ロボット・モード認定プログラムに従って具体的に説明すれば、管制装置７０は、Ｓ１８において、当該時間帯が、繁忙時間帯、若しくは、繁忙前時間帯であるか否を判定し、通常の時間帯であれば、Ｓ１９において、上記通常マップを採用し、繁忙時間帯若しくは繁忙前時間帯であれば、Ｓ２０において、上記繁忙マップを採用する。そして、Ｓ２１において、採用したマップを参照し、総バッテリ残量Ｅ_SUMに基づいて、待機モード比率Ｒ_Sを決定する。続いて、管制装置７０は、Ｓ２２において、稼働ロボットの数に待機モード比率Ｒ_Sを乗ずることによって、待機モードロボットの数を決定する。ちなみに、小数点以下の端数は四捨五入する。先に行ったバッテリ残量Ｅ_BATに基づく順位付けに従って、バッテリ残量Ｅ_BATのより少ない稼働ロボットを、決定した数だけ、待機モードロボットに認定する。管制装置７０は、次のＳ２３において、認定した待機モードロボットを除いた残りの稼働ロボットを、迂回モードロボットに認定する。以上の処理の後、管制装置７０は、稼働ロボット・モード認定プログラムに従う処理を終了する。ちなみに、認定結果については、各稼働ロボットに通知されるとともに、稼働ロボット以外の搬送ロボット１０には、非稼働ロボットである旨の通知がなされる。

管制装置７０は、当該時間帯において、上述の入出荷製品等リストに沿って、稼働ロボットの各々に、順次、作業を割り当てる。１の製品等に対する作業が１の作業であり、リストの１行に製品等の数量として複数の数量が記載されている場合、その行には収容スペースが同じ複数の作業が指定されているとして扱う。先に説明したように、通路ａ～通路ｔでは、１の搬送ロボット１０の通行が、別の搬送ロボット１０によって阻害される。そのことに考慮して、管制装置７０は、１行において指定されている複数の作業は、同一の搬送ロボット１０に割り当てる。作業が割り当てられた搬送ロボット１０は、自身が待機モードロボット，迂回モードロボットのいずれであるかを認識し、その認識に基づいて、割り当てられた作業を行う。

以上説明したように、本搬送システムは、全搬送ロボット１０のバッテリ残量Ｅ_BATの合計である総バッテリ残量Ｅ_SUMに基づいて、稼働ロボットの各々の作業モードが、待機モードと迂回モードとのいずれかに決定される。そのことにより、複数の搬送ロボット１０の全体、つまり、当該搬送システム全体において、電力消費と作業効率（作業の迅速性）とのバランスが適正化されることになる。

１０：搬送ロボット〔移動作業機〕２６：バッテリ５０：棚５２：入出荷ヤード５６：待機スペース５８：充電設備７０：管制装置〔コントローラ〕Ｅ_BAT：バッテリ残量Ｅ_SUM：総バッテリ残量Ｑ：時間帯毎総作業量Ｒ_S：待機モード比率

Claims

それぞれが、バッテリを有し、そのバッテリに蓄えられた電気によって、移動を伴う作業を行う複数の移動作業機と、
それら複数の移動作業機の各々のバッテリに残る電気量であるバッテリ残量を把握しつつ、それら各々のオペレーションを管理するコントローラと
を備えた作業システムであって、
前記複数の移動作業機の各々による１の作業の実行の際、最短ルートの通行が別の移動作業機によって阻害される場合に、それら複数の移動作業機の各々が、その別の移動作業機を迂回する迂回モードと、その阻害が解けるまで待機して最短ルートを通行する待機モードとのいずれによっても、その１の作業を行うことが可能とされており、
前記コントローラが、
前記複数の移動作業機の各々のバッテリ残量の総和である総バッテリ残量に応じて、迂回モード，待機モードのそれぞれで作業を行う移動作業機の比率を決定するように構成された作業システム。
前記コントローラが、
総バッテリ残量が少なくなる程、迂回モードで作業を行う移動作業機の比率をより低く、待機モードで作業を行う移動作業機の比率をより高くするように構成された請求項１に記載の作業システム。
前記コントローラが、
バッテリ残量がより少ない移動作業機を優先して待機モードで作業を行う移動作業機に決定するように構成された請求項２に記載の作業システム。
前記コントローラが、
前記複数の移動作業機の全体の作業が多い時間帯である繁忙時間帯、若しくは、その繁忙時間帯の前の時間帯である繁忙前時間帯において、それらの時間帯以外の時間帯における場合と比較して、迂回モードで作業を行う移動作業機の比率を低く、待機モードで作業を行う移動作業機の比率を高くするように構成された請求項２または請求項３に記載の作業システム。