JP4867351B2 - 商品仕分けシステムおよび商品仕分け方法 - Google Patents

Description

本発明は、入荷した商品を購入者向けに仕分けして集品を行う商品仕分けシステムおよび商品仕分け方法に関する。

生活協同組合における商品の販売には店舗方式と無店舗方式がある。店舗方式は、商品を陳列した店舗を構えて一般の個人に商品を販売する方式である。一方、無店舗方式は、個別配送販売であり、一般の個人あるいは個人のグループ（班）から事前に購入商品いついてオーダを受け、そのオーダ単位で商品の集品を行ってオーダ先に個別に配送することで商品の販売を行う方式である。こうした生活協同組合における無店舗方式のような個別配送販売における商品の集品は、デジタルピッキングと呼ばれる方式による商品仕分けシステムにより主に行われるのが通常で、オーダごとに用意した配送用の集品容器にオーダごとの商品を集品することでなされる。

商品仕分けシステムは、商品を集品のために保管する保管エリアと、この保管エリアに沿って設けられた集品コンベアからなる集品ラインを備えており、集品コンベアを流れてくる集品容器に作業員（ピッカー）が保管エリアから必要な商品を取り出して納めるという作業つまりピッキングを行うことで商品を購入者向けに仕分けて集品するようにされている。こうしたピッキングをピッキング表示器によるピッキングサイン（ランプの点灯であるのが通常）に基づいて行うようにしたのがデジタルピッキング方式である。すなわちデジタルピッキング方式では、商品を種類ごとに分けて仮保管できるようにされた保管棚を保管エリアに設けるとともに、その保管棚に商品種類ごとにピッキング表示器を設ける。また集品コンベアに流す集品容器にはそれを識別する情報つまり当該集品容器に集品すべき商品の種類や個数あるいは商品のオーダ先などの情報をバーコードやＩＣタグなどの情報媒体により付帯させる。そして集品コンベアに流された集品容器からその識別情報を読み取り、その識別情報に基づいて商品種類ごとのピッキング表示器のピッキングサインを制御し、集品コンベアに沿って配置されている複数のピッカーがこのピッキングサインに応じて保管棚から該当の商品を取り出して該当の集品容器に投入するという作業を集品容器の集品コンベア上での流れにしたがって繰り返すことで集品がなされる。

こうした商品仕分けシステムあるいはピッキングシステムなどについては例えば特許文献１〜特許文献４などに開示の例が知られている。

特開２００１−２６１１２７号公報 特開２０００−６２９１９号公報 特開２００２−１９３４１０号公報 特開２００３−１９２１２４号公報

上記のようなデジタルピッキング方式の商品仕分けシステムでは、集品コンベアに沿って配置されている複数のピッカーはそれぞれ所定のピッキングエリアを持っている。すなわちピッカーは当該ピッカーがピッキングすべき商品についてのピッキングを自分のピッキングエリア内で行わなければならず、必要なピッキングを終えないうちに集品容器がピッキングエリアを越える状態になると自動的に集品コンベアが停止して当該ピッカーのピッキングが終わるのを待つような制御がなされる。集品コンベアが停止して集品容器が流れなくなると、一部のピッカーだけがピッキングを行い、他のピッカーはピッキングを行えなくなって待ちの状態になる。すなわち作業ロスを生じることになる。

こうした集品コンベアの停止による作業ロスの発生は、集品コンベア長（これは集品ラインで扱う商品の種類数で決まる）が長くなるほど、つまり集品コンベアに沿って配置されるピッカーの人数が多くなるほど発生確率が高くなる。また商品ごとのピッキング頻度にはあるていど偏りがあるが、その偏りが大きくなり過ぎて一部のピッカーのピッキング機会が過剰になることでも集品コンベアの停止による作業ロスの発生確率が高くなる。

こうした商品仕分けシステムの特性に関して、生活協同組合におけるような個別配送販売のための集品では、商品ごとのピッキング頻度に大きな偏りを生じやすいという個別配送販売の特性から、集品コンベアの停止による作業ロスの発生確率が高くなりやすい傾向にある。またそうした傾向は昨今の個別配送販売におけるオーダ傾向の変化で顕在化するようにもなってきている。すなわち生活協同組合における個別配送販売では、以前はグループ単位でオーダするグループオーダが主流であったが、最近は個人単位でオーダする個人オーダが増えてきている。そのためデジタルピッキング方式の仕分けシステムで集品を行う場合、集品コンベアに流す集品容器の数が多くなり、それだけ集品についての作業量が増加し、集品コンベア停止による作業ロスの発生確率が高くなりやすくなってきている。

集品容器の数が多くなることによる作業量の増加には、集品ラインの数を増やすことで対応することができる。しかし単に集品ラインを増やすだけでは、作業ロスの発生については改善できない。すなわち集品ラインを増やすだけでは、各集品ラインにおける商品の種類数は同じままなので、集品ラインの長さと商品ごとのピッキング頻度の偏りという作業ロスの発生要因についての改善は得られない。

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、商品の仕分け、特にデジタルピッキング方式でなされる商品の仕分けについて、集品コンベアの停止による作業ロスの発生を効果的に抑制してより効率的に集品を行えるようにすることを目的としている。

本発明では上記目的のために、商品を集品のために保管する保管エリアに沿って集品コンベアを設けて構成される集品ラインを複数ライン備えており、前記複数の集品ラインのそれぞれで、前記集品コンベアを流れてくる集品容器に作業員が前記保管エリアから必要な商品を取り出して投入する作業であるピッキングを行うことにより商品を購入者向けに仕分けて集品するようにされている商品仕分けシステムにおいて、１単位の集品作業における集品対象商品のそれぞれについてピッキング頻度を求め、前記複数の集品ラインそれぞれの前記保管エリアへの商品配置の振分けを前記ピッキング頻度に基づいて決定する商品振分け手段を備えていることを特徴としている。

また本発明では上記目的のために、商品を集品のために保管する保管エリアに沿って集品コンベアを設けて構成される集品ラインを複数ライン備えており、前記複数の集品ラインのそれぞれで、前記集品コンベアを流れてくる集品容器に作業員が前記保管エリアから必要な商品を取り出して投入する作業であるピッキングを行うことにより商品を購入者向けに仕分けて集品するようにされている商品仕分けシステムで実行される商品仕分け方法において、前記複数の集品ラインそれぞれの前記保管エリアへの商品配置の振分けを行う商品振分け過程を含んでおり、前記商品振分け過程は、１単位の集品作業における集品対象商品のそれぞれについてピッキング頻度を求めるピッキング頻度処理、前記複数の集品ラインそれぞれの前記保管エリアに配置する商品の振分けを前記ピッキング頻度に基づいて仮決定する商品振分け仮決定処理、および前記各集品ラインにおけるピッキング作業量を平均化するように前記仮決定の商品振分けを見直す仮決定商品振分けの見直し処理を含んでいることを特徴としている。

本発明では、商品振分け手段を設け、この商品振分け手段により、１単位の集品作業における集品対象商品のそれぞれについてピッキング頻度を求め、このピッキング頻度に基づいて複数の集品ラインそれぞれの保管エリアへの商品配置の振分けを決定できるようにしている。このようにして決定された振分けに基づいて複数の集品ラインのそれぞれに商品を振分けることにより、複数の集品ラインそれぞれにおけるピッキング作業量を均一化しつつ１つの集品ラインで扱う商品の種類数を減らして集品ラインの短縮化を図ることができる。これら作業量の均一化と集品ラインの短縮化はいずれも集品コンベアの停止による作業ロスの発生の抑制に有効に働き、したがって集品コンベアの停止による作業ロスの発生を効果的に抑制してより効率的に集品を行えるようになる。

以下本発明を実施するための形態について説明する。一実施形態による商品仕分けシステムの全体構成を模式化して図１に示し、その制御系の構成を図２に示す。図１に見られるように本実施形態の商品仕分けシステムは、複数の集品ライン１（図の例では３つの集品ライン１Ａ、集品ライン１Ｂ、集品ライン１Ｃ）、出荷ライン２、および仕分けデータ管理装置３を備えている。

集品ライン１は、ピッキング対象の商品を集品のために仮に保管する保管エリア５と、この保管エリア５に沿って設けられた集品コンベア６を備えており、集品コンベア６を流れてくる集品容器７にピッカー８が保管エリア５から必要な商品を取り出して投入するというピッキング作業を集品容器７の集品コンベア６上での流れにしたがって行うことで商品の集品をなすようにされている。集品ライン１には２つのタイプがあり、それに応じて保管エリア５の構成が異なる。１つはデジタルピッキングタイプである。デジタルピッキングタイプでは、フローラック（Ｆ／Ｒ）と呼ばれる保管棚９を保管エリア５に設置し、この保管棚９に種類ごとに仕分けて商品が仮保管される。他の１つは平置きピッキングタイプである。平置きピッキングタイプでは、種類ごとに仕分けた商品を保管エリア５の床に直置きにして仮保管する。平置きピッキングは、サイズが大きいなどの理由から保管棚９に収めることができない商品のピッキングで主に用いられる。図１の例では集品ライン１Ａと集品ライン１Ｂがデジタルピッキングとされ、集品ライン１Ｃが平置きピッキングとされている。

また集品ライン１には、仕分けデータ（オーダデータ）に関する処理を行う処理手段が設けられている。その１つは、集品コンベア６の入口に設けられるラベラー１１である。ラベラー１１は、集品容器７を識別する情報つまり当該集品容器７に集品すべき商品の種類や個数あるいは商品のオーダ先などの情報を集品容器７に付すための識別情報媒体処理手段であり、識別情報媒体としてバーコードを集品容器７に付すようにされている。他の１つは、ラベラー１１で集品容器７に付された識別情報を読み取るための識別情報読取り手段として設けられるバーコードリーダ（ＢＣＲ）１２である。バーコードリーダ１２には、ピッキング制御用として識別情報を読み取る上流側のバーコードリーダ１２Ｕと合流制御用として識別情報を読み取る下流側のバーコードリーダ１２Ｌがある。こうしたバーコードリーダ１２は、デジタルピッキングタイプの集品ライン１Ａと集品ライン１Ｂに設けられる。一方、平置きピッキングタイプの集品ライン１Ｃには、バーコードリーダ１２に対応する手段としてプリンタ１３（図２）が設けられる。プリンタ１３は、仕分けデータ出力手段であり、仕分けデータ管理装置３から送信される仕分けデータのリストをプリントアウトする。集品ライン１Ｃでは、このプリントアウトされた仕分けデータリストに基づいてピッキングを行うことになる。なお図１ではプリンタ１３の図示を省略してある。

さらにデジタルピッキングタイプの集品ライン１Ａと集品ライン１Ｂは、それぞれの保管棚９に間口表示器などとも呼ばれるピッキング表示器１４（図２）が商品の種類ごとに設けられている。なお図１ではピッキング表示器１４の図示を省略してある。ピッキング表示器１４は、保管棚９から取り出して集品容器７に入れるべき商品をピッカー８に知らせるピッキングサインを表示する。すなわちピッカー８は、ピッキング表示器１４が点灯してピッキングサインが発せられると、そのピッキング表示器１４に対応する保管棚９から商品を取り出して集品容器７に投入する。

出荷ライン２は、各集品ライン１から排出されてくる集品容器７を合流させることができるように出荷コンベア１５を配置して構成されており、その出荷コンベア１５には合流制御用として集品容器７から識別情報を読み取るバーコードリーダ１２Ｓが設けられている。

仕分けデータ管理装置３は、例えばデスクトップ型のコンピュータなどで形成され、上位システムＳから受け取る仕分けデータを管理し、またその仕分けデータに基づいて各集品ライン１でピッキングする商品の振分けを行う商品振分け手段としても機能する。ここで、上位システムＳは、商品仕分けシステムの運用主体が例えば生活協同組合である場合であれば、その生活協同組合が顧客から受けるオーダやそれに応じた商品の仕入れなどを管理するシステムである。

商品仕分けシステムの制御系は、図２に示すように、仕分けデータ管理装置３の下位に集品ライン制御装置としてコントローラ１６が設けられている。コントローラ１６は集品ライン１ごとに設けられている。すなわち集品ライン１Ａ、集品ライン１Ｂ、集品ライン１Ｃのそれぞれに対応させてコントローラ１６Ａ、コントローラ１６Ｂ、コントローラ１６Ｃとして設けられている。これらのコントローラ１６は、集品コンベア６、出荷コンベア１５、バーコードリーダ１２、およびピッキング表示器１４と交信し、仕分けデータ管理装置３から送信される仕分けデータと上流側のバーコードリーダ１２Ｕで読み取った識別情報に基づいて、集品コンベア６による集品容器７の搬送とピッキング表示器１４の点灯を連動させた状態で制御し、また下流側のバーコードリーダ１２Ｌや出荷コンベア１５のバーコードリーダ１２Ｓで読み取った識別情報に基づいて、集品容器７の合流を制御する。

以下では上記のような商品仕分けシステムで実行される商品仕分け方法における集品作業について説明する。集品作業は、各集品ライン１への商品の振分けを行う過程と、それに続いて集品を行う過程からなる。まず商品振分け過程について説明する。図３に商品振分け過程における処理の流れを示す。商品振分け過程では、まず仕分けデータ管理装置３が上位システムＳから仕分けデータを受け取る（仕分けデータ受取り処理：ステップ１）。仕分けデータを受け取った仕分けデータ管理装置３は、その仕分けデータに基づいてピッキング頻度（ピッキング率）についての処理を行う（ピッキング頻度の処理：ステップ２）。ピッキング頻度は、１単位の集品作業（集品作業の１単位は例えば１日の作業などに基づいて決められる）でなされる総ピッキング回数に対する各商品のピッキング回数として、商品ごとに求める。こうしたピッキング頻度は、商品ごとにそれをピッキングするピッカーが決まることから、ピッカーの作業負荷の指標となる。ピッキング頻度を求めたら、ピッキング頻度ランクデータを、例えばピッキング頻度の高い順に商品を並べたピッキング頻度ランク表などとして生成する。

ピッキング頻度ランクデータを生成した仕分けデータ管理装置３は、３つの集品ライン１Ａ、集品ライン１Ｂ、集品ライン１Ｃそれぞれの保管エリア５に配置する商品の振分けを仮決定する（商品振分け仮決定処理：ステップ３）。商品振分け仮決定処理では、まず商品の特性に応じた振分けを行う。商品の特性に応じた振分けでは、ピッキング予定の商品群をデジタルピッキングタイプの商品群と平置きピッキングタイプの商品群に振り分ける。続いて、ピッキング頻度ランクデータに基づいてデジタルピッキングタイプの商品群をピッキング頻度が上位の高ピッキング頻度商品群、例えばピッキング頻度の５０％を占める商品群とそれ以外の商品群に分け、そして例えば集品ライン１Ａを高ピッキング頻度商品用として、その保管エリア５には高ピッキング頻度商品だけを配置し、残りの商品は集品ライン１Ｂの保管エリア５に配置するというように、保管エリア５への商品配置の振分けをピッキング頻度に基づいて行う。

商品振分け仮決定処理を終えたら仕分けデータ管理装置３は、仮決定された商品振分けについてピッキング作業の事前検証を行う（事前検証処理：ステップ４）。事前検証処理では、１単位の集品作業で使用される集品容器数の算出と１単位の集品作業における各集品ラインでの想定作業時間の算出を行う。集品容器数の算出を行うのは、上述のような振分けを行うことに伴い、１つのオーダが複数の集品ラインに振り分けられる場合があり、そのために必要な容器数が１単位の集品作業におけるオーダ数よりも多くなることがあり得るからである。想定作業時間は、算出された集品容器数と平均タクトタイムの積として算出する。ここで、タクトタイムとは、集品コンベア６で搬送されて来る集品容器７の時間的な間隔である。平均タクトタイムは、ピッカー１人当りのピッキング回数などに影響され、経験的に決めることができ、各集品ラインのパラメータとして設定することになる。

ピッキング作業の事前検証処理を終えたら、その事前検証処理の結果に基づいて仮決定の商品振分けの見直しを行う（仮決定商品振分けの見直し処理：ステップ５）。仮決定商品振分けの見直しでは、事前検証処理の結果、特に各集品ラインの想定作業時間をもとに各集品ラインのピッキング作業量（作業時間）をできるだけ平均化できるように商品振分けを見直し、必要であればステップ３に戻って新たな商品振分けの仮決定を行ってステップ４以降の処理を繰り返し、各集品ラインのピッキング作業量を平均化できる商品振分けを求め、それを最終的な商品振分けとする。

仮決定商品振分けの見直しを経て最終的な商品振分けが決定されたら、その商品振分けで各集品ライン１の保管エリア５に商品を配置して商品振分け過程が終了となる（集品ラインへの商品配置処理：ステップ６）。

次に、集品過程について説明する。デジタルピッキングタイプの集品ライン１Ａと集品ライン１Ｂでは、集品コンベア６に流された集品容器７からその識別情報をバーコードリーダ１２Ｕが読み取り、その識別情報に基づいてコントローラ１６がピッキング表示器の点灯を制御し、このピッキングサインに応じてピッカー８が該当の保管棚９から商品を取り出して該当の集品容器７（当該ピッカー８のピッキングエリア内にある集品容器７）に投入するという作業を集品容器７の集品コンベア６上での流れにしたがって繰り返すことで集品がなされる。

一方、平置きピッキングタイプの集品ライン１Ｃでは、プリンタ１３が仕分けデータ管理装置３からのデータ送信を受けてプリントアウトする仕分けデータのリストと集品容器７に付されている識別情報に基づいてピッカー８が該当の商品を平置きの保管エリア５から取り出して該当の集品容器７に投入するという作業を集品容器７の集品コンベア６上での流れにしたがって繰り返すことで集品がなされる。なお平置きピッキングの場合には集品容器７に付されている識別情報はピッカー８の目視で確認することになる。

集品作業の進行にしたがって各集品ライン１からはオーダに応じた商品が投入された集品容器７が順次排出される。集品ライン１から排出される集品容器７は出荷コンベア１５に移載される過程で合流処理を受ける。合流処理は、集品容器７の出荷順序を例えばオーダ先への配送順に応じて整える処理である。また合流処理では、１つのオーダについて複数の集品容器７がある場合にそれらの集品容器７を一体化して配送しやすくする処理を必要に応じて行う。これらの処理は、バーコードリーダ１２Ｌやバーコードリーダ１２Ｓで読み取った識別情報に基づいて制御される。

以上のように本発明による商品仕分けシステムでは、複数の集品ラインのそれぞれに商品ごとのピッキング頻度に応じた振り分けで商品を配置するようにしている。そのため、複数の集品ラインそれぞれにおける作業量（ピッキング回数）を均一化しつつ１つの集品ラインで扱う商品の種類数を減らして集品ラインの短縮化を図ることができる。これら作業量の均一化と集品ラインの短縮化はいずれも集品コンベアの停止による作業ロスの発生の抑制に有効に働く。したがって本発明によれば、集品コンベアの停止による作業ロスの発生を効果的に抑制してより効率的に集品を行えるようになる。

ここで、複数の集品ラインに対して商品を振り分ける方式では、１つのオーダに複数の集品容器を必要とする場合を生じ、そのために集品容器の総数が増大することがあり得る。しかしこの集品容器総数増大は、ピッキング頻度の高い商品については、その商品だけを対象とするオーダが集中する場合が多いのが一般であり、複数の集品ラインに対する商品の振り分けをピッキング頻度に応じなす方式とすれば、実際上で問題になることはない。

一実施形態による商品仕分けシステムの構成を模式化して示す図である。 図１の商品仕分けシステムの制御系の構成を示す図である。 商品振分け過程における処理の流れを示す図である。

符号の説明

１ 集品ライン
３ 仕分けデータ管理装置（商品振分け手段）
５ 保管エリア
６ 集品コンベア
７ 集品容器
８ ピッカー（作業員）

Claims (2)

1. 商品を集品のために保管する保管エリアに沿って集品コンベアを設けて構成される集品ラインを複数ライン備えており、前記複数の集品ラインのそれぞれで、前記集品コンベアを流れてくる集品容器に作業員が前記保管エリアから必要な商品を取り出して投入する作業であるピッキングを行うことにより商品を購入者向けに仕分けて集品するようにされている商品仕分けシステムにおいて、
   前記各集品ラインの保管エリアへの商品配置の振分けを行う商品振分け手段を備え、
   前記商品振分け手段は、
   １単位の集品作業における集品対象商品のそれぞれについてピッキング頻度を求めるピッキング頻度処理手段と、
   前記複数の集品ラインそれぞれの前記保管エリアに配置する商品の振分けを前記ピッキング頻度に基づいて仮決定する商品振分け仮決定手段と、
   前記各集品ラインにおけるピッキング作業量を平均化するように前記仮決定の商品振分けを見直す仮決定商品振分けの見直し手段とを備えていることを特徴とする商品仕分けシステム。
2. 商品を集品のために保管する保管エリアに沿って集品コンベアを設けて構成される集品ラインを複数ライン備えており、前記複数の集品ラインのそれぞれで、前記集品コンベアを流れてくる集品容器に作業員が前記保管エリアから必要な商品を取り出して投入する作業であるピッキングを行うことにより商品を購入者向けに仕分けて集品するようにされている商品仕分けシステムで実行される商品仕分け方法において、
   仕分けデータ管理装置による、前記各集品ラインの保管エリアへの商品配置の振分けを行う商品振分け過程を含んでおり、
   前記商品振分け過程は、
   前記仕分けデータ管理装置のピッキング頻度処理手段によって、１単位の集品作業における集品対象商品のそれぞれについてピッキング頻度を求めるピッキング頻度処理と、
   前記仕分けデータ管理装置の商品振分け仮決定手段によって、前記複数の集品ラインそれぞれの前記保管エリアに配置する商品の振分けを前記ピッキング頻度に基づいて仮決定する商品振分け仮決定処理と、
   前記仕分けデータ管理装置の仮決定商品振分けの見直し手段によって、前記各集品ラインにおけるピッキング作業量を平均化するように前記仮決定の商品振分けを見直す仮決定商品振分けの見直し処理とを含んでいることを特徴とする商品仕分け方法。

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