JP3189883B2 - 無人搬送車システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は、地上や天井等を走行す
る無人搬送車システムに関する。

【０００２】

【従来技術】工場や倉庫等において物品を搬送するため
に、無人搬送車システムが用いられている。無人搬送車
システムでは数台〜数十台程度の無人搬送車を用い、こ
れらを軌道に沿って走行させ、あるいは位置認識用のパ
ターンをレーザー等で走査して無軌道で現在位置を認識
しながら走行させる。

【０００３】無人搬送車システムではどの搬送作業をど
の無人搬送車に割付けるかを決定する必要があり、特に
無人搬送車システムを効率的に運用するには、搬送指令
を最短時間で実行できる無人搬送車を決定することが必
要になる。そして従来の無人搬送車システムでは、無人
搬送車への移載要求のあるステーションから最も短距離
の空き（アイドル）の無人搬送車に搬送指令を割付け
る。

【０００４】ここでシステムの負荷が高まるとアイドル
の無人搬送車が減少し、ステーションから遠方でもアイ
ドルの搬送車が発生すると直ちに割付が行われることに
なる。発明者は、このことが遠くの空き台車に優先して
指令を割付けていることになり、システムのスループッ
ト（時間当たりの搬送指令の処理数）を低下させている
ことを見い出した。

【０００５】

【発明の課題】請求項１の発明の課題は、搬送指令を短
時間で実行できるようにし、無人搬送車システムのスル
ープットを増加させることにある。請求項２の発明での
追加の課題は、予約指令の割付が効率的か否かを実行前
に確認し、常に効率的に無人搬送車システムを運用でき
るようにすることにある。請求項３の発明での追加の課
題は、スループットを増加させながら、緊急性の高い搬
送指令と低い搬送指令とを区別して、緊急性の高い搬送
指令を優先できるようにすることにある。

【０００６】

【発明の構成】請求項１の発明は、搬送指令を複数の無
人搬送車の１台に割付けて実行させるようにしたシステ
ムにおいて、未割付の搬送指令を収容するための待行列
を設けると共に、前記待行列内の搬送指令に対して、ア
イドルの無人搬送車の場合には実行所要時間を、他の搬
送指令を実行中の無人搬送車の場合には、他の搬送指令
を終了した後に待行列内の新たな搬送指令を実行するた
めの実行所要時間を求めて、求めた実行所要時間中の最
短のものを、搬送指令毎の最短所要時間とするための最
短所要時間算出手段と、前記待行列内の搬送指令に対し
て、前記最短所要時間が最も短い搬送指令から無人搬送
車への割付を行うための割付手段とを設け、かつ前記割
付では、搬送指令を最短で実行できる無人搬送車に対し
て、アイドルの無人搬送車の場合には確定指令として、
他の搬送指令を実行中の無人搬送車の場合には予約指令
として、割付けるようにしたことを特徴とする。無人搬
送車は有軌道でも無軌道でも良い。予約指令として割付
けるためには、例えば割付済みの指令の記録欄に、直ち
に実行すべき指令に対する欄の他に、後に実行すべき指
令の欄を設ければ良い。言い替えると予約指令は当面実
行すべき指令の後まで待機する指令を記録したバッファ
ーに記憶させることになる。

【０００７】請求項２の発明では、搬送指令の消滅と新
たな搬送指令の前記待行列への収容とに応じて、待行列
内の搬送指令で未割付のものと予約指令として割付済み
のものとを、アイドルの無人搬送車と予約指令を割付済
みで未実行の無人搬送車とに対して再割付する。再割付
は搬送指令の発生や消滅に基づくイベントドリブンな処
理であり、例えば請求項３の発明のように搬送指令に優
先度を持たせる場合、優先度の変更が生じると搬送指令
の再割付を行うことが好ましい。

【０００８】請求項３の発明では、搬送指令の優先度に
応じて複数の待行列を設け、優先度の高い搬送指令を収
容した待行列から割付を行う。好ましくは、未実行のま
ま搬送指令が待機した時間や、未割付のまま待機した時
間に応じて優先度を増加させる手段を設けて、長時間放
置された指令が速やかに実行されるようにする。

【０００９】

【発明の作用と効果】請求項１の発明では、他の搬送指
令を実行中の無人搬送車にもアイドルの無人搬送車にも
搬送指令を割り付け、この割付はアイドルの無人搬送車
には確定割付として、他の搬送指令を実行中の無人搬送
車には予約指令として割付ける。さらに搬送指令を待行
列に収容して、搬送指令毎の最短所要時間を求めて、所
要時間が最短の搬送指令から割り付け、かつ各搬送指令
は実行所要時間が最短の無人搬送車に割付ける。このた
め無人搬送車システムの効率を向上できる。

【００１０】請求２の発明ではさらに、予約済みの搬送
指令に対して再割付を行う機会を設ける。再割付は少な
くとも新たな搬送指令の発生時と実行終了による搬送指
令の消滅時である。そして再割付を行うことによってそ
の時点で最も効率的な割付を行うことができ、予約割付
の時点からの時間の経過による状況の変化に対して、搬
送指令の割付を再構成することができる。特に予約指令
を確定指令に昇格させるためには搬送指令の終了が必要
であり、この時点で再割付を行い最も効率的な割付を行
う。

【００１１】請求項３の発明では、搬送指令に優先度を
設けて、優先度によって区分した待行列に収容し、優先
度が高い搬送指令から優先して割付を行う。このため優
先度の高い搬送指令を低い搬送指令よりも優先して扱
い、システムのスループットの向上と緊急性の高い搬送
指令への優先を並立させる。

【００１２】

【実施例】図１〜図７に実施例とその変形とを示す。図
１に実施例での無人搬送車システムの構成を示すと、工
場や倉庫等の内部に走行ルート１０が設けられており、
走行ルート１０は有軌道でも無軌道でも良い。走行ルー
ト１０に沿ってステーション１１〜２３が設けられてお
り、このうちステーション１１〜１３は自動倉庫システ
ムの入出庫ステーションであり、近接して設けられてい
る。また同様にステーション１６，１７も近接して設け
られている。これ以外のステーションは個別のコンベア
や工作機械等と接続された独立したステーションであ
る。

【００１３】走行ルート１０に沿って無人搬送車３０〜
３６が走行し、ステーションから物品の移載を受けて他
のステーションまで走行して移載することにより、物品
を搬送する。無人搬送車３０〜３６は例えばバッテリー
で駆動され、４０，４１はその充電ポイントで、無人搬
送車がここを通過する都度、あるいは無人搬送車がバッ
テリーの出力低下をする都度、停止して充電を行う。

【００１４】図２に示すシステムコンピュータ４２によ
り無人搬送車システムは管理され、４３は無人搬送車管
理部で、有線あるいは無線での通信により無人搬送車３
０〜３６と通信し、各無人搬送車は現在の位置や搬送指
令の実行状況等を報告する。無人搬送車管理部４３は、
個々の無人搬送車３０〜３６に搬送指令の割付等の指示
を行う。なお搬送指令は、どのステーションからどのス
テーションへ物品を搬送するかが内容である。４４はス
テーション管理部で、同様にステーション１１〜２３と
通信し、これらのステーションを管理する。

【００１５】４５はシステムコンピュータ４２内のバス
で、外部からの搬送指令の受付や結果の報告等を行う外
部入出力４６，外部入出力４６から受け付けた搬送指令
の管理を行う搬送指令管理部４７，未割付の搬送指令と
予約割付を行ったが未実行の搬送指令とを、例えばＨ
（優先度高），Ｍ（優先度中），Ｌ（優先度低）の３段
階の優先度毎に分類して待機させるための待行列４８，
待行列４８に収容された未実行の搬送指令を無人搬送車
３０〜３６に確定割付もしくは予約割付として割付ける
ための割付部４９，走行ルート１０に沿った各ステーシ
ョン間の所要走行時間を記憶し、搬送指令を最短時間で
実行できる無人搬送車を検索するためのルート表を管理
するルート表管理部５０，ステーション１１〜１３やス
テーション１６，１７のように同格のステーションを無
人搬送車の割付上同等に扱い、これらのステーションに
公平に無人搬送車を割付けるためのグループ内優先度管
理部５１等がある。

【００１６】図３に移り、搬送指令の割付について説明
する。図には無人搬送車３０〜３４への搬送指令の割付
を示し、先頭（左側）は確定割付を示して、ここに割付
られた搬送指令は原則として取消不能である。右側の割
付命令は予約指令を示し、確定司令に昇格する前であれ
ば取消可能である。ここでは各無人搬送車に対して割付
け可能な予約指令を１個としたが、２個以上の予約指令
を順に割付可能に構成しても良い。そして予約指令の割
付はハードウェア的には割付部４９で、各無人搬送車に
対する確定割付の欄の後に、予約指令を記録するための
バッファ欄を設ければよい。また無人搬送車側では、確
定指令として受け付けた搬送指令の次に、同様にバッフ
ァとして予約指令を受け付ける欄を設ければよい。従っ
て予約指令の実現はハードウェア的には極めて簡単であ
る。

【００１７】搬送指令の割付の原則は、アイドルか他の
搬送指令を実行中かを問わず、最短時間で搬送指令を処
理し得る無人搬送車に割付けることである。そして無人
搬送車がアイドルであれば確定割付として割付け、他の
搬送指令を実行中であれば予約割付として割付ける。

【００１８】図３では無人搬送車３０に予約指令Ｅが割
付られ、無人搬送車３１には予約指令Ｆが割付られ、他
の無人搬送車には予約指令が割付られいない。ここで新
たに搬送指令Ｇが発生すると、割付部４９は新たな搬送
指令Ｇのみならず、予約割付済みの搬送指令Ｅ，Ｆを再
割付の候補とし、これらを最短時間で実行し得る無人搬
送車を探索する。そして各搬送指令毎に各無人搬送車で
の所要実行時間を算出し、無人搬送車３０，３１，３
２，３４のように、実行中の搬送指令を有する無人搬送
車も割付の対象とする。

【００１９】各搬送指令に対して最短の所要時間で実行
し得る無人搬送車に着目して、各搬送指令の最短実行時
間を求め、最も実行時間の短い搬送指令から順に割付を
行う。例えば搬送指令Ｇを無人搬送車３０で実行させる
のが最も速い処理であれば、無人搬送車３０の予約指令
Ｅを取り消し、無人搬送車３０の予約指令として搬送指
令Ｇを割付ける。予約指令Ｇを割付けた無人搬送車３０
を検討対象から外して、残る搬送指令Ｅ，Ｆに対して各
無人搬送車での所要実行時間を求める。例えば搬送指令
Ｅを無人搬送車３２で実行させるのが速い場合、先ず無
人搬送車３２に搬送指令Ｅを予約指令として割付け、無
人搬送車３０，３２を検討対象から除いて、他の無人搬
送車で搬送指令Ｆを最短に処理し得るものに割付ける。

【００２０】搬送指令が終了すると、未割付の搬送指令
と予約割付けした搬送指令に対して再割付を行う。例え
ば搬送指令Ｂが終了した場合、無人搬送車３１には搬送
指令Ｆが予約されており、これをそのまま確定指令に昇
格させることも考えられる。しかしながら搬送指令Ｆを
予約として割付けた図３の2)時点から、搬送指令Ｂが終
了した図３の3)の時点の間には時間が経過しており、こ
の間に状況が変化することがある。このような状況の変
化を無視して一律に予約指令を確定指令に昇格させるの
は非効率である。そこで搬送指令が終了すると、未割付
の搬送指令と予約済みの搬送指令とに対して再割付を行
う。

【００２１】このように再割付の対象は未割付の搬送指
令と予約済みの搬送指令とである。ここで予約済みの搬
送指令を再割付の対象とするのは、予約による割付が最
も効率的であるか否かを再確認するためである。また割
付の対象は実質的は全無人搬送車であり、故障等により
ダウンしている無人搬送車を除いて全無人搬送車に割付
を行う。即ち確定指令を与えられ、搬送指令を実行中の
無人搬送車に対しても、予約の形で搬送指令の割付を可
能にする。これは遠方の空きの無人搬送車よりも近所に
ある実行中の無人搬送車に指令を割付けるためである。

【００２２】例えば無人搬送車システムの負荷が増加
し、空きの（アイドルの）無人搬送車の数が減少した場
合を考える。このような状態でのスループットが最も重
要である。システムの負荷が増加すると空きの無人搬送
車が減少し、予約割付を行わないと、未割付の搬送指令
が増加する。そして空きの無人搬送車が発生する毎に、
未割付の搬送指令が割付を要求する。この結果空きの無
人搬送車に対して多数の搬送指令が割付を要求する。

【００２３】ここで、効率を優先して空きの無人搬送車
から最も近い位置のステーションにある搬送指令に割付
を行うものとする。すると空きの無人搬送車から離れた
位置のステーションを経由する搬送指令には割付がいつ
までも行われず、未実行のまま長時間放置される搬送指
令が生じることになる。次にこのような問題を除くた
め、空きの無人搬送車から最も短距離にあるステーショ
ンを経由する搬送指令に割付けるという原則を緩めたと
する。すると遠方にある空きの無人搬送車を割付けるこ
とが増加する。いずれにしても無人搬送車システムの効
率は低下する。

【００２４】これに対して現在実行中の搬送指令を有す
る無人搬送車に対しても割付を認めるようにすれば、文
字通りに最短時間で搬送指令を処理できる無人搬送車に
割付を行うことができ、システムのスループットを増大
することができる。またこれに伴って、実行されないま
ま長時間待機する搬送指令が減少し、搬送指令間の公平
性も増加する。次に搬送指令の割付は、確定指令と予約
指令の２つのレベルで行うので、予約指令を割付けた後
に確定指令に昇格させる前に、再割付の機会がある。そ
こで確定指令に昇格させる時点で最も効率的な割付であ
るかどうかを確認し、予約指令として割付けた後の状況
の変化に対応して、効率的に指令を割付けることができ
る。

【００２５】図４〜図７に実施例の制御アルゴリズムを
示す。実施例では搬送指令にＨ，Ｍ，Ｌの優先度を持た
せるので、搬送指令の発生と搬送指令の終了及び優先度
の変更を再割付のイベントとし、これらが生じると割付
サブルーチンへと移行する。割付を行わない場合、搬送
指令の実行から割付までの待ち時間に応じて優先度を変
更するための優先度管理のサブルーチン等を処理する。

【００２６】割付のサブルーチンを図５に示すと、未割
付の搬送指令と予約済みの搬送指令を対象に優先度Ｈ，
Ｍ，Ｌに分類してリストする（ステップＳ１）。このリ
ストは例えばシステムコンピュータ４２の待行列４８に
設ける。そして優先度が最も高いＨの指令に対して割付
を行う（ステップＳ２）。例えば優先度Ｈの指令が２つ
ある場合、２つの指令についてそれぞれ各無人搬送車で
の所要実行時間を求める。例えば第１の指令の最短実行
時間が１５秒、第２の指令の最短実行時間が１９秒と
し、第１の最短所要時間での処理と第２の最短所要時間
での処理は別の無人搬送車を用いるものとする。

【００２７】最短所要時間の算出は、ルート表管理部５
０を用いて、無人搬送車の現在位置と物品の移載を受け
るべき位置と物品を移載して搬送指令を終了する位置の
３点をつなぐ走行経路を考え、この走行経路の所要時間
を求めればよい。そしてステーション間の所要時間はル
ート表に記録され、物品の移載に必要な時間は既知であ
る。なお実行中の搬送指令を持つ無人搬送車に対して
は、走行ルートを現在位置から現在実行中の搬送指令を
終了する位置を経由し、この後物品の移載を受けるべき
位置と物品を移載して指令を終了する位置までの搬送経
路を考えればよい。そしてこの場合には現在実行中の搬
送指令に対する移載時間を加算すればよい。またこれ以
外に充電が必要な無人搬送車に対しては、充電ポイント
４０，４１での充電時間や、充電ポイントまでの走行時
間等を加算すればよい。

【００２８】さて第１の搬送指令に対する最短所要時間
は１５秒で、この指令に対して無人搬送車を割付ける。
割付けるべき無人搬送車が現在アイドル状態であれば確
定割付として割付け、現在他の指令を実行中の場合、予
約割付として割付ける。第２の搬送指令は第１の搬送指
令とは異なる無人搬送車を用いるので、同様に予約割付
もしくは確定割付として割付を行う。

【００２９】この場合に、ステーション１１〜１３やス
テーション１６，１７のように同格のステーションが複
数関与しているか否かをチェックし（ステップＳ３）、
同格のステーションが複数関与している場合、グループ
ステーションとしてステップＳ４，Ｓ５の処理を行う。
即ちグループ内で２つ以上のステーションが関与する場
合、グループ内の最優先ステーションに対して優先して
割付を行うように割付を修正する。次に今回割付けたス
テーションの次のグループ内ステーションに、グループ
内での最優先度をシフトするようにグループ内の最優先
度の管理を変更する。

【００３０】この処理を図６に示すと、例えばステーシ
ョン１〜４がグループステーションとする。そして今回
割付を行ったステーションを星印で示し、次回の割付で
の最優先ステーションを指差し記号で示す。例えば図６
の1)でステーション１に割付を行うと、次回の割付では
ステーション２が優先され、2)でステーション２，３に
割付を行えばその次の割付ではステーション４が優先さ
れる。3)でステーション４に割付が行われれば、ステー
ション１が次回の最優先ステーションとなり、4)でステ
ーション１に割付が行われたので、ステーション２が次
回の最優先ステーションとなる。

【００３１】優先度Ｍの搬送指令について同様の処理を
行う（ステップＳ６）。割付対象は未割付の搬送指令と
予約済みの搬送指令であり、対象となる無人搬送車は実
質的に全無人搬送車であるが、ここでは故障中の無人搬
送車と予約指令を割付済みの無人搬送車を対象から除外
するものとする。そして優先度Ｍの各搬送指令について
最短所要時間の無人搬送車を求める。次に最も短い所要
時間を有する搬送指令から割付を行い、割付け対象の無
人搬送車がアイドルの場合は確定割付とし、実行中の場
合は予約割付とする。次に所要時間の短い搬送指令に対
して同様の処理を行い、必要な無人搬送車がその前の処
理で既に割付に用いられた場合、その無人搬送車を除い
て最短所要時間の無人搬送車に割付ける。このようにし
て優先度Ｍの搬送指令の割付を行う。この処理が終了す
ると、優先度Ｌの搬送指令を同様に処理して割付を終了
する（ステップＳ７）。

【００３２】図７に優先度管理のアルゴリズムを示す。
優先度Ｈは緊急性の高い搬送指令で、外部入出力４６で
搬送指令を入力した時点でその旨指定するものとする。
これ以外の搬送指令には原則として当初優先度Ｌが付与
されて、待行列４８に収容される。そして待行列４８で
の待ち時間、例えば搬送指令の発生から予約もしくは確
定の割付までの待ち時間を求め、この待ち時間が所定時
間を超過すると、優先度をＬからＭへ変更する。そして
優先度の変更が行われた時点で、図５の再割付が行わ
れ、優先度の増加により速やかに割付が行われるように
する。

【００３３】実施例では特定に例を示したが、これに限
るものではなく、本発明の概念は実効的なもので、実効
的に同等であれば任意に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の無人搬送車システムの構成を示す図

【図２】 実施例での無人搬送車とシステムコンピュー
タ間の関係を示すブロック図

【図３】 実施例での未割付指令と予約済み指令の無人
搬送車への割付を示す図

【図４】 実施例での全体的な処理を示すフローチャー
ト

【図５】 実施例での未割付指令と予約済み指令の無人
搬送車への割付アルゴリズムを示すフローチャート

【図６】 グループ内の優先度管理を示す図

【図７】 実施例での優先度の変更管理のアルゴリズム
を示すフローチャート

【符号の説明】

１０ 走行ルート １１〜２３ ステーション ３０〜３６ 無人搬送車 ４０，４１ 充電ポイント ４２ システムコンピュータ ４３ 無人搬送車管理部 ４４ ステーション管理部 ４５ バス ４６ 外部入出力 ４７ 搬送指令管理部 ４８ 待行列 ４９ 割付部 ５０ ルート表管理部 ５１ グループ内優先度管理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/00 - 1/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送指令を複数の無人搬送車の１台に割
   付けて実行させるようにしたシステムにおいて、 未割付の搬送指令を収容するための待行列を設けると共
   に、 前記待行列内の搬送指令に対して、アイドルの無人搬送
   車の場合には実行所要時間を、他の搬送指令を実行中の
   無人搬送車の場合には、他の搬送指令を終了した後に待
   行列内の新たな搬送指令を実行するための実行所要時間
   を求めて、求めた実行所要時間中の最短のものを、搬送
   指令毎の最短所要時間とするための最短所要時間算出手
   段と、 前記待行列内の搬送指令に対して、前記最短所要時間が
   最も短い搬送指令から無人搬送車への割付を行うための
   割付手段とを設け、 かつ前記割付では、搬送指令を最短で実行できる無人搬
   送車に対して、アイドルの無人搬送車の場合には確定指
   令として、他の搬送指令を実行中の無人搬送車の場合に
   は予約指令として、割付けるようにしたことを特徴とす
   る、無人搬送車システム。
2. 【請求項２】 搬送指令の消滅と新たな搬送指令の前記
   待行列への収容とに応じて、 待行列内の搬送指令で未割付のものと予約指令として割
   付済みのものとを、アイドルの無人搬送車と予約指令を
   割付済みで未実行の無人搬送車とに対して再割付するよ
   うにしたことを特徴とする、請求項１の無人搬送車シス
   テム。
3. 【請求項３】 搬送指令の優先度に応じて複数の待行列
   を設け、優先度の高い搬送指令を収容した待行列から割
   付を行うようにしたことを特徴とする、請求項１または
   ２の無人搬送車システム。