JP4340089B2 - 配置計画作成方法及び装置、配置物流制御方法及び装置、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、並びにコンピュータプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間における配置計画作成方法及び配置物流制御方法、これらを実現するための装置、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、及びコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種産業界、物流業界において原材料、或いは製品を貯蔵或いは保管する倉庫やヤード等では、製品或いは原材料の受払いのための配置計画の作成或いはその作業は、様々な制約条件、運用ルールを考慮しながら、限られた面積内で有効にその空間を利用するため、操業者が経験に基づいて計画を立てていた。
【０００３】
しかし、倉庫やヤード等への配置は２次元又は３次元空間といった連続空間内への配置をする必要があり、操業者が考えるべき選択枝が非常に多く、良い計画を立てるのは至難であった。更に、これらの方法においては、熟練オペレータの判断によって決定するため、配置計画の立案結果の定量的評価が難しく、個人の技能に大きく依存するため一定して良い配置計画を立案することが困難であった。
【０００４】
一般に、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、操業者による配置計画を立案する際には、時々刻々と作業状況が変化し、考慮すべき項目が多く、計算すべき項目も多いため、熟練操業者以外では情報の見落としや判断ミスなどのため計画立案が困難であった。
【０００５】
このような問題を解決するために、配置計画作成或いは配置物流制御の自動化が望まれ、現在種々の計画法が提案されている。例えば、特許文献１には、ルールベースに基づいたヤード配置計画作成装置が提示されている。また、特許文献２には、遺伝的アルゴリズムに基づいた原料ヤード運用計画作成方法が提示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３０６４９３号公報
【特許文献２】
特開平９−２４３７１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の方法においては、配置計画の最適性に関しては、熟練操業者の知識やノウハウを知識ベース或いはルールで解決しているものがほとんどであるため、良い解が得られる保証がなかった。
【０００８】
また、知識ベースを用いたシステムでは、熟練操業者のノウハウを適切にルール化して、データベースを構築する必要があり、操業ルールが少し変っただけでもデータベースの大幅な変更を余儀なくされ、使われなくなる場合が多かった。
【０００９】
また上記遺伝的アルゴリズムを適用した場合には、その特性上良い解を得るために非常に長い時間を要した。また、遺伝的アルゴリズムでは、組合わせ問題しか扱えないために、原材料等を分割して２箇所に配置する必要がある場合などでは、ルールを埋め込まざるを得なかった。このため、良い解が得られる保証がなかった。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、倉庫やヤード等の２次元又は３次元の空間において、任意の時間精度を必要とする配置物流計画或いは配置物流制御を高速に或いは立案者の求める精度で詳細に、立案者の意図に沿って柔軟に最適化できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配置計画作成方法は、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成するための配置計画作成方法であって、
製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部のデータを入力データ取込み部に入力する入力データ取込み処理と、
上記入力データ取込み処理により入力データ取込み部に入力した入力デ−タに基づいて、
計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける空間分割精度を空間分割精度設定部により設定する空間分割精度設定処理と、
計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を時刻精度設定部により設定する時刻精度設定処理と、
上記空間分割精度設定処理により設定された空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して、空間内配置時刻推移管理部により、空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度設定処理により設定された時刻精度で管理する空間内配置時刻推移管理処理と、
上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、求解部により解くことにより上記小区分毎の配置計画を求めることで、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた所望する配置計画を作成する求解処理とを行う点に特徴を有する。
【００１２】
また、本発明の配置計画作成装置は、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成するための配置計画作成装置であって、
製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部を表す入力デ−タを取り込む入力データ取込み手段と、
計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける精度を設定する空間分割精度設定手段と、
計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を設定する時刻精度設定手段と、
上記空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度で管理する空間内状態時刻推移管理手段と、
上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、解くことにより上記小区分毎の配置計画を求めることで、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた所望する配置計画を作成する求解手段とを備えた点に特徴を有する。
【００１３】
また、本発明の配置物流制御方法は、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置物流を制御するための配置物流制御方法であって、
製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部のデータを入力データ取込み部に入力する入力データ取込み処理と、
上記入力データ取込み処理により入力データ取込み部に入力した入力デ−タに基づいて、
計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける空間分割精度を空間分割精度設定部により設定する空間分割精度設定処理と、
計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を時刻精度設定部により設定する時刻精度設定処理と、
上記空間分割精度設定処理により設定された空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して、空間内配置時刻推移管理部により、空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度設定処理により設定された時刻精度で管理する空間内配置時刻推移管理処理と、
上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、求解部により解くことにより入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を求める処理とを行い、
上記決定に基づいて上記配置物流を制御する点に特徴を有する。
【００１４】
また、本発明の配置物流制御装置は、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置物流を制御するための配置物流制御装置であって、
製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部を表す入力デ−タを取り込む入力データ取込み手段と、
計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける精度を設定する空間分割精度設定手段と、
計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を設定する時刻精度設定手段と、
上記空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度で管理する空間内状態時刻推移管理手段と、
上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、解くことにより入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を求める求解手段と、
上記決定に基づいて上記配置物流を制御する点に特徴を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。本実施形態の配置計画作成装置の一実施対象である原材料ヤード配置問題の概念図である図１を例に問題概要を説明する。図１に示す様に、原材料ヤードへ積み付けるべき日々の原材料銘柄と量、及び原材料ヤードから払い出されるべき日々の原材料銘柄と量が与えられている条件下で、限りある原材料ヤードを効率的に操業するために、小山をなるべく削減し、広いヤードスペースを確保する山繰りをすることを目指すことで、原材料ヤード配置計画を最適化する問題を扱うものとする。ただし、これはあくまでも一実施例であり、本実施形態の配置計画作成装置は、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間への配置計画において、多くの制約を守りつつ配置計画を作成する際に適用することが可能であり、また特に有効である。
【００１６】
ここでの、日々の受入れ、或いは払出しに関しては、日々の受入れ量、払出し量が規定されているが、原材料銘柄であっても、同一山に全量を受入れ或いは同一山から全量を払い出す必要はなく、受入れを分割或いは払出しを分割して行うことも可能である。このため効率的な原材料ヤード配置計画を作成するのは、非常に難しい問題となっている。
【００１７】
図２は、本実施形態による配置計画作成装置の位置付けを示す図である。図３は、本実施形態による配置計画作成装置の構成を示す図である。図４は本実施形態による配置計画作成装置での処理内容を示すフローチャートである。
【００１８】
最初に、図２を用いて本実施形態による配置計画作成装置の位置付けを説明する。図２に示すように、原材料ヤード配置計画を作成する際には、まず、条件設定及び取込み部２０で、計画を立案する上で必要となる原材料ヤード配置、原材料貯槽切出し量等の制約条件、能力条件、前提条件を操業者が設定或いはプロコン又はビジコンよりデータを取込む。
【００１９】
本実施形態の配置計画作成部２１は、条件設定及び取込み部２０により設定された様々な物流制約の下で、これら物流制約、能力条件等を満たす様に原材料ヤードの配置計画、すなわち、受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量を求める。
【００２０】
この配置計画作成部２１では、以下に詳しく述べるように、ＬＰ（線形計画法）、ＭＩＰ（混合整数計画法）、ＱＰ（２次計画法）等の数理計画法又はタブサーチ、ＧＡ（Genetic Algorithm）等と数理計画法の組合わせ、或いはルールにより原材料ヤードの配置計画の最適化を図る。
【００２１】
配置計画作成部２１で求められた原材料ヤード配置計画（受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量の情報）は、表示部２２に与えられ、例えばヤード推移マップ形式（縦軸が日付、横軸がヤード位置を示すヤードの配置の推移状況を表すマップ）、原材料ヤード在庫推移グラフ形式、或いは受払い一覧等の帳票で表示される。
【００２２】
操業者評価部２３では、求められた配置計画を様々な観点（例えば、在庫推移、リクレーマでの同一銘柄連続払出し性等）から操業者が評価し、満足のいく結果でなければ必要に応じて受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量等を修正する。この際には、必要に応じて評価関数の重みを変えたり、或いは操業者が全部の或いは指定した処理のみ受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量の固定する等が操業者の意志に応じて出来るようにしておく。
【００２３】
そして、配置計画作成部２１でもう一度配置計画を作成し直す。この配置計画の見直しを繰返し、操業者が満足する配置計画が得られれば、この配置計画は、インターネット或いはＬＡＮ等のネットワークを介して、プロコン２４、ビジコン２５に送られる。
【００２４】
プロコン２４、ビジコン２５は、上記立案された配置計画に基づいて、実プラントの操業機器（スタッカー、リクレーマ、ベルトコンベア等）に最適な受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量の指示を与えることで、操業機器は指示に従い原材料ヤード操業を実行する。
【００２５】
次に、上記配置計画作成部２１の構成、及び配置計画作成部２１によって行われる処理について説明する。配置計画作成部２１は、原材料ヤードへ積み付けるべき日々の原材料銘柄と量、及び原材料ヤードから払い出されるべき日々の原材料銘柄と量が与えられている条件下で、限りある原材料ヤードを効率的に操業するために、小山をなるべく削減し、広いヤードスペースを確保するために設定した所定の評価関数を最良にする受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量を決定する。
【００２６】
上記配置計画作成部２１の構成は図２に示すように、コンピュータ３１１上に実装する。コンピュータ３１１は、条件設定及び取込み部２０によりコンピュータ上に蓄えられた各種入力データ３０８を入力データ取りこみ部３０１により読み込み、最適な配置計画を立案する。立案結果はデータ出力部により出力データ３０９としてコンピュータ３１１上に蓄えられる。結果、及び操業者が設定した制約条件、能力条件、前提条件をディスプレイ３１０により内容を確認する。結果に操業者が満足すれば、その出力データ３０９はインターネット或いはＬＡＮ等のネットワークを介して、プロコン２４、ビジコン２５に送られる。
【００２７】
上記で説明した配置計画作成部２１の処理概要を、配置計画作成部２１の構成を示す図（図３）、配置計画作成部２１の処理内容を示すフローチャート（図４）、処理の概要を説明するために用いる原材料ヤードを空間と時間をメッシュ状に分割することにより空間内の配置状態の時刻推移を管理する事例（図５）を用いて詳細に説明する。
【００２８】
[１]入力データ、初期値、条件設定（図３のデータ取込み部３０１、図４のステップＳ４０１）
本処理に必要な情報（原料受入計画、原料ヤード計画、設備修理計画、原料ヤード現況、槽在庫現況、槽切出量現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件）を、オンラインにて読込み、必要に応じて操業者が修正を加える。
【００２９】
[２]配置計画作成空間分割精度設定（図３の空間分割精度設定部３０２、図４のステップＳ４０２）
配置計画の空間的な精度を設定する。この空間を分割する精度は立案者の必要に応じて任意の精度を設定可能とする。ここでは、一例としヤードへの配置は、３次元空間、即ち高さ方向は考慮しないものとして、２次元空間として考える。さらに簡単のため、図５に示す様にヤードの奥行き方向は考えずに、横方向のみを分割するものとする。ここで、空間を３次元として考える場合は、奥行き方向、横方向、高さ方向にそれぞれ空間を分割して考えることも可能である。
【００３０】
[３]配置計画作成時刻精度設定（図３の時刻精度設定部３０３、図４のステップＳ４０３）
配置計画を作成する時刻精度を設定する。この時刻の精度は立案者の必要に応じて任意の精度を設定可能とする。例えば立案の細かな精度を必要とする計画作成期間の前半では精度を細かくし、粗い計画で十分な計画作成期間の後半では精度を粗くすることで、十分な精度と短時間での効率的な計画作成が出来る。ここでは、一例として時刻精度を１日単位とする。
【００３１】
[４]空間内配置の時刻推移を管理（図３の空間内配置時刻推移管理部３０４、図４のステップＳ４０４）
次に、図５に示すように設定された空間分割精度に基づきヤードの各位置を番地付けする。
【００３２】
この番地と設定条件、物流制約、物流状況に基づき設定した時刻精度で変数を定義する。ここでは、ヤードのある番地のある時刻に原材料が積みつけられているかどうかを判断する変数を定義する。つまり、各番地と各日に一つの変数を定義する。
δ_p,d：番地ｐ、日付ｄに原材料が積み付けられている場合は１、積み付けられていない場合は０
【００３３】
次に、受入れ、払出しに関して、受入れ及び払出し場所、方向、量を判断するための変数を定義する。
Ｌδ_p,d,l：番地ｐ、日付ｄに原材料受入れｌを受入れる場合は１、そうでない場合は０
Ｕδ_p,d,u：番地ｐ、日付ｄに原材料払出しｕを払出す場合は１、そうでない場合は０
【００３４】
また、各番地と各日に積み付けられている銘柄に一つの変数を定義することも可能である。ここでは、簡単化のため行わない。
【００３５】
以上、定義した変数に与えられるデータを管理することで、空間内の番地毎でかつ日毎の配置を管理する。
【００３６】
[５]数式モデルに定式化（図３の数式モデル構築部３０５、図４のステップＳ４０５）
線形計画法、混合整数計画法等の数理計画法を用いて本問題を取扱う場合は、制約式を数式モデルに表す。上記以外の場合は、制約を数式モデルに表す必要はないため、後述する[６]数式モデルを評価関数に基づいて最適化に移る。
【００３７】
続いて、入力データ、設定条件より与えられる定数として、以下の定数を用意する。
ＡＬ_l,d：日付ｄに行われる原材料受入れｌの量
ＡＵ_u,d：日付ｄに行われる原材料払出しｕの量
ＵＡ：各番地内に積み付け可能な原材料の量
【００３８】
受入れは、指定された量だけ受入れられる必要がある。この場合の制約は、下式（１）と表される。
【００３９】
【数１】

【００４０】
一方払出しは、指定された量だけ払出される必要がある。この場合の制約式は、下式（２）と表される。
【００４１】
【数２】

【００４２】
また、受入れられた番地は、積み付けられた状態になる必要がある。この場合の制約は、下式（３）と表される。
【００４３】
【数３】

【００４４】
一方、払出された番地は、積み付けられていない状態になる必要がある。この場合の制約は、下式（４）と表される。
【００４５】
【数４】

【００４６】
ここで、小山をなるべく削減し、広いヤードスペースを確保する山繰りをすることが、本例での目標である。この目標は、隣接する番地との積み付けられているか、いないかの配置変化が少なくすることと考えることが出来る。
【００４７】
そこで、隣との配置状態の変化があるかどうかを判断する変数を定義する。
Ｄ_p,p+1,d：番地ｐ，ｐ＋１で積み付け状態が異なっている場合は１、そうでない場合は０
上記変数は、隣接する番地の積み付け配置状態が異なれば１、そうでない場合は０となる必要がある。この場合の制約は、下式（５）と表される。
【００４８】
【数５】

【００４９】
さらに、これらの式を変形すると、数式モデルは、下式（６）〜（８）という簡単な線形式及び整数制約式として数式モデルが構築できる。なお、Ｘは各設備の稼動判断、原料貯槽在庫等の状態を表した変数を行列表現したもの、Ａ，Ｂは所定の行列、Ｘｍｉｎ及びＸｍａｘはそれぞれ定義した変数の下限レベル及び上限レベルを行列表現したもの、式（８）はＸの要素の全部或いは一部は整数制約であることを表す。
【００５０】
【数６】

【００５１】
ここで、立案者が意図的に生産・物流の一部を前もって指定する場合を説明する。例えば番地ｐ、日付ｄに受入れｕを行うことを前もって指定したい場合は、下式（９）を制約式として追加する。
【００５２】
【数７】

【００５３】
[６]数式モデルを評価関数に基づいて最適化（図３の求解部３０６、図４のステップＳ４０６）
上記構築された数式モデルを用いて配置計画を取扱う場合は、上記例で示した様に線形及び整数制約式で成る数式モデル式のそれぞれに対して、あらかじめ設定した評価関数に基づきＬＰ（線形計画法）、ＭＩＰ（混合整数計画法）、ＱＰ（2次計画法）等の数理計画法又はタブサーチ、ＧＡ等と数理計画法の組合わせ方法により最適化問題として問題を解くことにより、受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量の配置計画を求める。
【００５４】
例えば、上記最適化計算において、準最適な解を形成するレベルで良い場合は、ＧＡを用い、各整数変数Iを遺伝子として形成し、ＧＡにより形成された整数変数Iは決定された値として後はＬＰ問題として解くことが出来る。また、最適解を得ることが望まれるレベルである場合は、混合整数計画問題として解く。
【００５５】
また、数式モデルを用いずに、タブサーチ、ＧＡ等のヒューリスティックな手法を用いる場合、例えばＧＡを用いる場合はδ_p、_dに対して番地と日付の異なる夫々を各遺伝子と考え、染色体を構成する。通常のＧＡの手法に基づき、染色体により特徴付けられた適当な固体を複数用意する。
【００５６】
ここで、評価関数に関して線形式を用いた場合の例を示す。本実施例では、小山をなるべく削減し、広いヤードスペースを確保する山繰りをその目的としており、これは隣接する番地との積み付けられているか、いないかの配置状態変化が少なくすることと考えることが出来る。このため、目標評価関数は、隣接する番地との積み付状態の変化が少ない程良い値を得る関数とする。
【００５７】
評価関数を式で表すと、下記の数８に示す式（１０）を得る。
【００５８】
【数８】

【００５９】
数式モデルを用いて解を求める場合は、上記定式化した式（数式モデル）を混合整数計画法にて解くことにより、数式モデルが求解される。
【００６０】
また、数式モデルを用いずに、タブサーチ、ＧＡ等のヒューリスティックな手法を用いる場合、例えばＧＡを用いる場合は上記で用意した個体群に対して、通常のＧＡの手法に基づき、評価関数による適合度評価を各世代に行い、淘汰、交叉、突然変異を繰返すことで、世代を進める。最後に得られた個体群の中で最も適合度の高い個体を最良の解として得ることで、配置計画が得られる。
【００６１】
[７]立案結果を出力（図３のデータ出力部３０７、図４のステップＳ４０７）
上記求解処理によって求められた配置計画の立案結果を、オンラインにて出力データを管理するデータベースに出力する。
【００６２】
なお、以上述べた実施形態では、本発明を配置計画作成装置に適用する場合について説明したが、配置物流制御装置に適用することも可能である。この場合は、作成した配置計画に基づいて実プラントの制御装置等に指示を与える。このようにすれば、実プラントは、最適な受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量の指示に従って原材料ヤード操業を実行する。
【００６３】
このように作成した配置計画に基づいて実プラントが制御されると、実プラントにおける現在の物流状態が変化するので、その情報をある一定時間間隔で取り出し、条件設定及び取込み部２０に供給する。配置計画作成部２１では、入力データ、初期値、条件設定機能（図４のステップＳ４０１）により、入力データ取込み、初期値設定、条件設定を行う。ここで、与えられた現在の物流状態や物流制約をもとにして数式モデルを構築する。各数式モデルは、評価関数に基づいて解かれる。これにより、受入れ場所、受入れ方向、受入れ量、払出し場所、払出し方向、払出し量が決定される。この結果に基づいて配置物流を制御することで最適に配置物流の制御が実行される。
【００６４】
なお、上述の配置計画作成部２１は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）などからなるマイクロコンピュータによって構成されており、例えばパーソナルコンピュータ等の計算機によって実現することができる。
【００６５】
この場合、ＣＰＵにて実行されるソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体は本発明を構成する。そのプログラムコードの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネット等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００６６】
さらに、上記プログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、任意の時間精度を必要とする配置計画或いは配置物流制御を高速に或いは立案者の求める精度で詳細に、立案者の意図に沿って柔軟に最適化できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施対象である原材料ヤード配置問題の概要図である。
【図２】本実施形態による配置計画作成装置の位置付けを示す図である。
【図３】本実施形態による配置計画作成装置の構成を示す図である。
【図４】本実施形態による配置計画作成装置での処理内容を示すフローチャートである。
【図５】原材料ヤードを空間と時間をメッシュ状に分割することにより空間内の配置状態の時刻推移を管理する事例を示すための図である。
【符号の説明】
２０ 条件設定及び取込み部
２１ 配置計画作成部
２２ ヤードマップ表示・ヤード在庫推移グラフ表示部
２３ 操業者評価部
２４ プロコン
２５ ビジコン
２６ 操業機器
２７ 原材料ヤード
３０１ 入力データ取込み部
３０２ 空間分割精度設定部
３０３ 時刻精度設定部
３０４ 空間内配置時刻推移管理部
３０５ 数式モデル構築部
３０６ 求解部
３０７ データ出力部
３０８ 入力データ
３０９ 出力データ
３１０ ディスプレイ
３１１ コンピュータ

Claims (20)

1. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成するための配置計画作成方法であって、
   製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部のデータを入力データ取込み部に入力する入力データ取込み処理と、
   上記入力データ取込み処理により入力データ取込み部に入力した入力デ−タに基づいて、
   計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける空間分割精度を空間分割精度設定部により設定する空間分割精度設定処理と、
   計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を時刻精度設定部により設定する時刻精度設定処理と、
   上記空間分割精度設定処理により設定された空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して、空間内配置時刻推移管理部により、空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度設定処理により設定された時刻精度で管理する空間内配置時刻推移管理処理と、
   上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、求解部により解くことにより上記小区分毎の配置計画を求めることで、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた所望する配置計画を作成する求解処理とを行うことを特徴とする配置計画作成方法。
2. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成するための配置計画作成方法であって、
   製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部のデータを入力データ取込み部に入力する入力データ取込み処理と、
   上記入力データ取込み処理により入力データ取込み部に入力した入力デ−タに基づいて、
   計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける空間分割精度を空間分割精度設定部により設定する空間分割精度設定処理と、
   計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を時刻精度設定部により設定する時刻精度設定処理と、
   上記空間分割精度設定処理により設定された空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して、空間内配置時刻推移管理部により、空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度設定処理により設定された時刻精度で管理する空間内配置時刻推移管理処理と、
   計画立案者の意図に応じて製品、移動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に対して、上記空間分割精度設定処理、時刻精度設定処理によりそれぞれ設定された空間分割精度、時刻精度に基づいて、上記小区分毎に数式モデル構築部により数式モデルを構築する数式モデル構築処理と、
   上記数式モデル構築処理により上記小区分毎に構築した数式モデルを、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて、線形計画法、混合整数計画法、整数計画法、２次計画法、或いは非線形計画法を適用して、求解部により最適化或いは準最適化問題として解くことにより該小区分毎の配置計画を求めることで、所望する期間分の、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成する求解処理とを行うことを特徴とする配置計画作成方法。
3. 上記計画作成の際に、立案者が意図的に配置計画の一部を前もって指定する処理を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の配置計画作成方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の配置計画作成方法の各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の配置計画作成方法の各処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
6. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成するための配置計画作成装置であって、
   製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部を表す入力デ−タを取り込む入力データ取込み手段と、
   計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける精度を設定する空間分割精度設定手段と、
   計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を設定する時刻精度設定手段と、
   上記空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度で管理する空間内状態時刻推移管理手段と、
   上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、解くことにより上記小区分毎の配置計画を求めることで、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた所望する配置計画を作成する求解手段とを備えたことを特徴とする配置計画作成装置。
7. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成するための配置計画作成装置であって、
   製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部を表す入力デ−タを取り込む入力データ取込み手段と、
   計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける精度を設定する空間分割精度設定手段と、
   計画立案者の意図に応じての配置計画の時刻精度を設定する時刻精度設定手段と、
   上記空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度で管理する空間内状態時刻推移管理手段と、
   計画立案者の意図に応じて製品、移動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に対して上記設定された精度に基づいて、上記小区分毎に数式モデルを構築する数式モデル構築手段と、
   上記小区分毎に構築した数式モデルを、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて、線形計画法、混合整数計画法、整数計画法、２次計画法、或いは非線形計画法を適用して、最適化或いは準最適化問題として解くことにより該小区分毎の配置計画を求めることで、所望する期間分の、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成する求解手段とを備えたことを特徴とする配置計画作成装置。
8. 上記計画作成の際に、立案者が意図的に配置計画の一部を前もって指定する処理を備えたことを特徴とする、請求項６又は７に記載の配置計画作成装置。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の配置計画作成装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
10. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の配置計画作成装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
11. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置物流を制御するための配置物流制御方法であって、
    製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部のデータを入力データ取込み部に入力する入力データ取込み処理と、
    上記入力データ取込み処理により入力データ取込み部に入力した入力デ−タに基づいて、
    計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける空間分割精度を空間分割精度設定部により設定する空間分割精度設定処理と、
    計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を時刻精度設定部により設定する時刻精度設定処理と、
    上記空間分割精度設定処理により設定された空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して、空間内配置時刻推移管理部により、空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度設定処理により設定された時刻精度で管理する空間内配置時刻推移管理処理と、
    上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、求解部により解くことにより入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を求める処理とを行い、
    上記決定に基づいて上記配置物流を制御することを特徴とする配置物流制御方法。
12. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置物流を制御するための配置物流制御方法であって、
    製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部のデータを入力データ取込み部に入力する入力データ取込み処理と、
    上記入力データ取込み処理により入力データ取込み部に入力した入力デ−タに基づいて、
    計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける空間分割精度を空間分割精度設定部により設定する空間分割精度設定処理と、
    計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を時刻精度設定部により設定する時刻精度設定処理と、
    上記空間分割精度設定処理により設定された空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して、空間内配置時刻推移管理部により、空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度設定処理により設定された時刻精度で管理する空間内配置時刻推移管理処理と、
    計画立案者の意図に応じて製品、移動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に対して、上記空間分割精度設定処理、時刻精度設定処理によりそれぞれ設定された空間分割精度、時刻精度に基づいて、上記小区分毎に数式モデル構築部により数式モデルを構築する数式モデル構築処理と、
    上記数式モデル構築処理により上記小区分毎に構築した数式モデルを、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて、線形計画法、混合整数計画法、整数計画法、２次計画法、或いは非線形計画法を適用して、求解部により最適化或いは準最適化問題として解くことにより、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を求める処理とを行い、
    上記決定に基づいて上記配置物流を制御することを特徴とする配置物流制御方法。
13. 上記計画作成の際に、立案者が意図的に配置計画の一部を前もって指定する処理を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の配置物流制御方法。
14. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の配置物流制御方法の各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
15. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の配置物流制御方法の各処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
16. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置物流を制御するための配置物流制御装置であって、
    製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部を表す入力デ−タを取り込む入力データ取込み手段と、
    計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける精度を設定する空間分割精度設定手段と、
    計画立案者の意図に応じた配置計画の時刻精度を設定する時刻精度設定手段と、
    上記空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度で管理する空間内状態時刻推移管理手段と、
    上記時刻毎に管理された番地に関して、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて最適化或いは準最適化問題として、タブサーチ手法又はＧＡ手法を適用して、解くことにより入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を求める求解手段と、
    上記決定に基づいて上記配置物流を制御する手段とを備えたことを特徴とする配置物流制御装置。
17. 倉庫やヤード等の２次元又は３次元空間において、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を作成するための配置物流制御装置であって、
    製品受入計画、製品出荷計画、在庫計画、設備使用計画、設備修理計画、設備能力、設備現況、工程現況、設備現況、在庫現況、設備稼働・故障現況、及び、操業者からの操業前提条件に関する全て或いは一部を表す入力デ−タを取り込む入力データ取込み手段と、
    計画立案者の意図に応じて倉庫やヤード等の空間を小区分毎に分ける精度を設定する空間分割精度設定手段と、
    計画立案者の意図に応じての配置計画の時刻精度を設定する時刻精度設定手段と、
    上記空間分割精度に基づいて分割された空間の小区分毎に番地付けをし、上記番地を使用して空間内の配置状態の推移を、該小区分毎に、且つ上記時刻精度で管理する空間内状態時刻推移管理手段と、
    計画立案者の意図に応じて製品、移動体、設備の処理に伴う作業群の関係、制約に対して上記設定された精度に基づいて、上記小区分毎に数式モデルを構築する数式モデル構築手段と、
    上記小区分毎に構築した数式モデルを、あらかじめ設定した、上記小区分における製品配置の有無の、隣接する小区分における製品配置の有無との変化が少ないほど良い値を取る評価関数を用いて、線形計画法、混合整数計画法、整数計画法、２次計画法、或いは非線形計画法を適用して、最適化或いは準最適化問題として解くことにより、入荷した製品を複数箇所に分割して配置することを、及び、製品を払い出す際に、複数箇所に分割して配置された同一製品をまとめて払い出すことを含めた配置計画を求める求解手段と、
    上記決定に基づいて上記配置物流を制御する手段を備えたことを特徴とする配置物流制御装置。
18. 上記計画作成の際に、立案者が意図的に配置計画の一部を前もって指定する処理を備えたことを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の配置物流制御装置。
19. 請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の配置物流制御装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
20. 請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の配置物流制御装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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