JP5131500B2

JP5131500B2 - 自動倉庫システム及びその棚卸し方法

Info

Publication number: JP5131500B2
Application number: JP2010511803A
Authority: JP
Inventors: 祐輔土谷
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-05-12
Also published as: WO2009139038A1; JPWO2009139038A1

Description

この発明は、RFIDリーダ等のIDリーダを備えたユニットを用いて、自動倉庫の棚卸しを行うことに関する。

出願人はIDリーダを用いて、棚内の物品のIDを読み取ることを提案した（特許文献１：WO2006-025235，特許文献２：JP1998-035827A）。特許文献１では倉庫内搬送装置としてのスタッカークレーンにIDリーダを設け、走行しながら棚の物品のIDを読み取る。この場合、スタッカークレーンの昇降台にIDリーダを設けるので、昇降台にIDリーダのスペースが必要である。またIDリーダの無い既存のスタッカークレーンでは、物品のIDを読み取ることができない。

特許文献２では、バーコードリーダを備えたユニットをスタッカークレーンに着脱自在にする。この場合、バーコードリーダユニットにはスタッカークレーンから電源を供給し、バーコードリーダで読み取ったIDを、スタッカークレーンを介して地上側コントローラへ送出する。従ってスタッカークレーン側に、バーコードリーダユニットを駆動するための電源や通信設備、コントローラが必要になる。特許文献１，２では、IDリーダに対応しない既存の倉庫内搬送装置ではIDを読み取ることができない。
WO2006-025235 JP1998-035827A

この発明は、既存の自動倉庫に容易に後付けできるIDリーダユニット、及びこのIDリーダユニットを備えた自動倉庫システムを提供することを課題とする。
この発明はまた、IDリーダユニットが、搬送装置の側から位置情報を受け取ることなく、棚内での物品の位置を把握できるようにすることを課題とする。
この発明での補助的な課題は、棚卸し時以外はIDリーダユニットを搬送装置から除き、かつ棚卸し時には搬送装置にIDリーダユニットを搭載して、迅速に棚卸しを開始できるようにすることにある。

この発明は、棚と搬送装置と、棚に収納された物品のIDを用いて棚の在庫を管理するコントローラ、とを備えた自動倉庫システムであって、
ハウジングと、該ハウジングに設けられかつ前記搬送装置により支持自在な載置面と、IDリーダ本体及び該IDリーダのアンテナと、前記コントローラへ読み取ったIDを出力する出力手段と、電源とを備えたIDリーダユニットを設けると共に、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により支持しながら移動させることにより、前記IDリーダユニットで前記物品のIDタグを読み取り、物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力すると共に、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラもしくはIDリーダユニットは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとするように構成されていることを特徴とする。

出力手段は、例えば地上側コントローラとの通信手段や、USBメモリなどのリムーバブルメモリで実現する。またIDリーダユニットは、パーソナルコンピュータなどのコンピュータを搭載し、随時読み取り結果を地上側コントローラへ送信するようにしても、前記のコンピュータで読み取りデータを記憶し、棚卸しの終了後などに読み取り結果を出力しても、あるいはコンピュータを備えず、読み取り結果を常時地上側コントローラへ送信するようにしても良い。

この発明では、前記棚に複数のIDタグを設け、
前記IDリーダユニットを、前記物品のIDタグと棚のIDタグとを読み取り、物品のIDを棚のIDと関連付け自在に出力するように構成する。
ここで関連付け自在にとは、文字通りに関連付けることや、あるいは読み取り時刻などを介して後で例えば地上側コントローラなどにより関連付けできるようにすることをいう。
特に好ましくは、前記載置面は前記搬送装置の移載手段により支持自在で、かつ前記IDリーダユニットは前記移載手段により棚との間で移載自在であり、
前記IDリーダユニットは棚卸し時以外は棚に収納し、棚卸し時には前記移載手段により棚から前記移載手段上へ移載する。

この発明はさらに、複数の間口を備えた棚と搬送装置と、棚に収納された物品に取り付けたIDを用いて棚の在庫を管理する地上側コントローラ、とを備えた自動倉庫システムであって、
前記棚の間口毎にIDを取り付け、
少なくともIDリーダ本体と、物品のIDと棚のIDとを読み取るためのIDリーダのアンテナとを備えたIDリーダユニットを設けて、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により移動させることにより、前記IDリーダユニットで物品のIDと棚のIDとを読み取り、物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力すると共に、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとするように構成されていることを特徴とする。

またこの発明は、棚と搬送装置と、棚に収納された物品のIDを用いて棚の在庫を管理するコントローラ、とを備えた自動倉庫システムの棚卸し方法であって、
ハウジングと、該ハウジングに設けられかつ前記搬送装置により支持自在な載置面と、IDリーダ本体及び該IDリーダのアンテナと、前記コントローラへ読み取ったIDを出力する出力手段と、電源とを備えたIDリーダユニットを設けると共に、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により支持しながら移動させることにより、前記IDリーダユニットで前記物品のIDタグを読み取り、
読み取った物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力し、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラもしくはIDリーダユニットは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとすることを特徴とする。

この発明はさらに、複数の間口を備えた棚と搬送装置と、棚に収納された物品に取り付けたIDを用いて棚の在庫を管理する地上側コントローラ、とを備えた自動倉庫システムの棚卸し方法であって、
前記棚の間口毎にIDを取り付け、
少なくともIDリーダ本体と、物品のIDと棚のIDとを読み取るためのIDリーダのアンテナとを備えたIDリーダユニットを設けて、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により移動させることにより、前記IDリーダユニットで物品のIDと棚のIDとを読み取り、
読み取った物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力し、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとすることを特徴とする。

この発明では、IDリーダユニットは、スタッカークレーンなどの搬送装置で搬送されながら、棚の物品のIDを読み取る。IDリーダユニットは搬送装置から電力を供給する必要が無く、また読み取ったIDを搬送装置を介さずに自動倉庫のコントローラ等に出力できるので、既存の搬送装置にIDリーダユニットを容易に後付けできる。

また棚に複数のIDタグを設けて、IDリーダユニットで棚の物品のIDと棚のIDとを読み取り、棚のIDと物品のIDとを関連付け自在に出力すると、搬送装置からの位置情報無しでも、物品の位置を把握できる。

さらに、IDリーダユニットを移載手段により棚との間で移載自在にし、IDリーダユニットは棚卸し時以外は棚に収納され、棚卸し時には移載手段により棚から移載手段上へ移載されるようにすると、棚卸し時以外はIDリーダユニットは棚内に収納されて邪魔にならない。また棚卸し時に、IDリーダユニットを搬送装置の移載手段上へ移載し、搬送装置の移動を開始すると、棚卸しを開始できる。このため棚卸しを迅速に開始できる。

実施例の自動倉庫システムの要部平面図実施例の自動倉庫システムでの、棚とスタッカークレーンとの要部側面図実施例のIDリーダユニットの部分切欠部付き正面図実施例のIDリーダユニットのブロック図実施例での棚卸しアルゴリズムを示すフローチャート棚卸しアルゴリズムの変形例を示すフローチャート変形例の自動倉庫システムの要部平面図

符号の説明

２自動倉庫システム４スタッカークレーン５走行スペース
６走行レール８ＬＡＮ９無線局１０地上側コントローラ
１２マスト１４昇降台１６ IDリーダユニット
１８ IDリーダライタ１９アンテナ２０パーソナルコンピュータ
２２電源２４流動棚２６バケット２８レール
３０，３２ RFID ３４ピッキング通路３６柱
３７スライドフォーク３８ドラム３９吊持材
４０昇降モータ４２走行モータ４４機上コントローラ
５０スタッカークレーン５１マスト５２昇降台
５３スライドフォーク５４棚５５ハウジング５６制振部材
５７載置面６０読み取りファイル６１，６２在庫ファイル
６３レコード

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図７に、実施例の自動倉庫システム２と、IDリーダユニット１６、及び棚卸し方法を示す。図において、４は倉庫内搬送装置としてのスタッカークレーンで、倉庫内搬送装置の種類は任意である。５は走行スペース、６は走行レールで、走行スペース５に沿ってＬＡＮ８などが設けられ、９はその無線局で、スタッカークレーン４及びIDリーダユニット１６との間で無線通信する。１０は地上側コントローラで、自動倉庫システム２の全体を制御する。

スタッカークレーン４はマスト１２と昇降台１４とを備え、昇降台１４のスライドフォーク３７上にIDリーダユニット１６を載置して走行する。IDリーダユニット１６は、左右の流動棚２４，２４に対向するように、正面と背面とにIDリーダライタ１８を備えている。なお正面と背面とにIDリーダライタのアンテナを設けて、IDリーダライタ本体は正面と背面のアンテナで共用しても良い。１９はＬＡＮ８の無線局９などと通信するためのアンテナである。IDリーダユニット１６はさらに、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ２０と電源２２を備えている。

IDリーダライタ１８は、IDリーダライタ本体とアンテナとを備え、IDリーダライタ１８に代えて単なるIDリーダでもよい。IDリーダライタ１８はRFIDリーダライタとするが、バーコードや２次元コードなどのIDリーダでもよい。電源２２は２次電池あるいは燃料電池、発電機などを用い、パーソナルコンピュータ２０はユニット１６内で必要な情報処理を行う。このためIDリーダユニット１６は、スタッカークレーン４との間での通信が不要で、外部電源も不要である。

２４は流動棚で、例えば走行スペース５の左右に一対設け、バケット２６などの物品をレール２８上で支持しながら収納する。バケット２６にはRFID３０が取り付けられ、流動棚２４の各間口毎にRFID３２が設けられている。そして流動棚２４の走行スペース５の反対側にピッキング通路３４を設けて、バケット２６を取り出す。なお流動棚２４のレール２８は、ピッキング通路３４側が下側になるように傾斜しており、バケット２６は自重でピッキング通路３４側に移動する。

図２に、流動棚２４とスタッカークレーン４上のIDリーダユニット１６とを示す。流動棚２４の柱３６には、間口を示すようにRFID３２が取り付けられ、IDリーダユニット１６には棚２４に面するように、正面と背面とに一対のIDリーダライタ１８が設けられ、ユニット１６の内部にはアンテナ１９とパーソナルコンピュータ２０及び電源２２が設けられている。そしてユニット１６は、昇降台１４に設けたスライドフォーク３７上に載置面５７で支持されている。なおスライドフォーク３７は移載手段の例で、スカラアームなどの他の移載手段でも良い。

スタッカークレーン４の構造を説明すると、３８はドラムで、吊持材３９の繰り出しや巻き取りを行うことにより、昇降台１４を昇降させ、４０はドラム３８を駆動する昇降モータ、４２は走行モータ、４４は機上コントローラで、図１の地上側コントローラ１０と通信しながらスタッカークレーン４を制御する。そして機上コントローラ４４はIDリーダユニット１６とはデータのやり取りを行う必要がない。

図３に、IDリーダユニット１６の構造を示す。５５はハウジングで、５６は粘弾性体のゲルなどの制振部材であり、ハウジング５５の外層と内層との間に、例えば膜状に配置されている。ハウジング５５の底面が載置面５７で、スライドフォーク３７上に載置自在で、かつ流動棚２４のレール２８上にも載置自在である。そしてIDリーダユニット１６は、正面と背面とに一対のIDリーダライタ１８を備え、内部に電源２２とパーソナルコンピュータ２０及びアンテナ１９を備えている。

図４に、IDリーダユニット１６と地上側コントローラ１０との関係を示す。IDリーダライタ１８及びパーソナルコンピュータ２０は電源２２から電力を供給され、アンテナ１９を介してＬＡＮ８を介して地上側コントローラ１０と通信する。なおＬＡＮ８は有線でも無線でも良い。パーソナルコンピュータ２０は、IDリーダライタ１８からの読み取りデータを読み取りファイル６０に記憶し、コントローラ１０から受信した在庫ファイル６１を記憶する。またコントローラ１０は、自動倉庫システム２全体に対する在庫ファイル６２を記憶する。これらのファイル６０〜６２では、バケットのIDと間口のIDとを対応付けて記憶する。なおIDリーダライタ１８は、IDリーダライタの本体とアンテナとが一体であるが、これらを別体としてもよい。

図５に棚卸しのアルゴリズムを示す。棚卸しの開始時に、地上側コントローラ１０はスタッカークレーン４に対して、棚卸しの範囲を指定する。この範囲は流動棚２４の全体あるいはその一部である。地上側コントローラ１０は、ＬＡＮ８などを介して、IDリーダユニット１６に棚卸し範囲内の在庫ファイルを送信する。スタッカークレーン４はIDリーダユニット１６の存在する棚まで走行して、スライドフォーク３７によりユニット１６を搭載し、指定された範囲内を走行する。この間にIDリーダユニット１６は棚の間口のIDとバケットのIDとを読み取り、これらのIDは一意で重複のないユニークなIDである。なお物品のIDがバケット単位ではなく個品毎に設けられている場合、個品のIDを読み取る。そしてユニット１６は、間口のIDとバケットのIDとを関連付けて記憶する。例えば図４のレコード６３のように、間口毎にバケットのIDを記憶する。

流動棚２４の棚卸しでは、棚２４の奥行き方向に複数並んだバケット２６のIDを読み取り、かつスタッカークレーン４の移動速度が大きいので、同時に読み取る範囲が広くなる。このため、目的の間口以外の周囲の間口のIDも同時に読み取ることが多い。従って１つのバケットのIDが、複数の間口と紐付けられて記憶される場合が多い。なお指向性の高いアンテナを用いて、スタッカークレーン４を低速で走行させて、バケット２６のRFID３０を読み取ると、このような問題は生じない。しかし指向性の高いIDリーダは高価で、かつ棚卸しに時間がかかる。

パーソナルコンピュータ２０は、地上側コントローラ１０から受信した在庫ファイル６１と読み取りファイル６０とを照合する。読み取りファイル６０での、バケットのIDと対応する間口またはその近傍の間口に、在庫ファイル６１でバケットのIDが存在すれば、在庫ファイル上の間口にバケットが収納されているものとする。在庫ファイル６１と読み取りファイル６との間で、バケットのIDが存在する間口が異なっていても良いとするのは、IDリーダライタの指向性が低く、かつスタッカークレーン４の移動速度が高いためである。これらの処理は、パーソナルコンピュータ２０で処理せずに、ファイル６０をアンテナ１９から地上側コントローラ１０へ送信し、地上側コントローラ１０で処理しても良い。

在庫ファイル６１上のバケットのIDが、読み取りファイル６０上では近傍の間口までの範囲に存在しない場合、例えばより遠方の間口までを探索範囲として、バケットのIDが存在するかどうか検索する。また在庫ファイル６１に無いバケットのIDの有無を検索する。これらは在庫ファイル６１と読み取りファイル６０との不一致の処理で、地上側コントローラ１０で処理しても良く、また処理自体を省略しても良い。そして棚卸しが終了すると、IDリーダユニットを流動棚２４の所定の間口に移載する。なおレール２８はピッキング通路３４側に傾斜しているので、IDリーダユニット１６を載置する棚は、例えばレール２８を水平にした特別な間口とする。

図６に棚卸しアルゴリズムの変形例を示す。変形例では、棚のIDとバケットのIDとを読み取った後に、ユニット１６の内部で棚のIDとバケットのIDとを紐づけた一覧化データを作成する。例えばこれと並行してユニットを棚に戻し、ＬＡＮ８などを介して棚のIDとバケットのIDとを紐づけた一覧化データを、地上側コントローラ１０へ送信する。そして地上側コントローラ１０で、ユニット１６から受信した一覧化データと在庫ファイル６２とを照合し、棚卸しを実行する。このため棚卸しの準備として、地上側コントローラ１０からユニット１６へ在庫ファイル６１を送信する必要がない。

図７に変形例を示す。５０は新たなスタッカークレーンで、５１はマスト、５２は昇降台で、例えば一対のスライドフォーク５３，５３を備えたツインフォーク型の昇降台である。そして１６'は新たなIDリーダユニットで、例えばIDリーダライタ１８をその周囲の４面もしくは周囲の３面などに備えている。棚５４は流動棚ではない通常の棚で、例えばRFID３０を取り付けたバケット２６を収納し、間口毎にRFID３２を設ける。他の点では図１〜図５の実施例と同様である。

図７の変形例では、バケット２６をスライドフォーク５３で昇降台５２上へ引き出し、昇降台５２上でIDリーダユニット１６'によりIDを読み取る。この場合も同様に間口のRFID３２を読み取る。以上のようにすれば、バケット２６のIDを１個ずつ読み取れるので、同じバケットIDが複数の間口に対して現れることがない。また棚卸し時以外は、IDリーダユニット１６'を昇降台５２上から棚５４内の適宜の位置へ収納する。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) IDリーダユニット１６，１６'は、スタッカークレーン４，５０から電力面でもデータ面でも独立しているので、既存のスタッカークレーン４，５０に搭載して運用できる。
(2) IDリーダユニット１６はバケット２６のRFID３０と間口のRFID３２とを読み取り、これらを関連付けるので、スタッカークレーン４，５０側から現在位置に関する情報を受け取る必要がない。従ってスタッカークレーン４，５０に対するIDリーダユニット１６，１６'の独立性をより高めることができる。
(3) IDリーダユニット１６，１６'は、棚卸しあるいは物品のIDを読み取る必要がある際以外は、流動棚２４や棚５４などに収納しておく。このため常時は昇降台１４，５２上のスペースを必要とせず、しかも棚卸しの際には、スライドフォーク３７，５３で昇降台１４，５２上へIDリーダユニット１６，１６'を移載するだけで、迅速に棚卸しを開始できる。

Claims

複数の間口を備えた棚と搬送装置と、棚に収納された物品に取り付けたIDを用いて棚の在庫を管理する地上側コントローラ、とを備えた自動倉庫システムであって、
前記棚の間口毎にIDを取り付け、
ハウジングと、該ハウジングに設けられかつ搬送装置により支持自在な載置面と、IDリーダ本体と、物品のIDと棚のIDとを読み取るためのIDリーダのアンテナと、物品のIDと棚のIDとを記憶するパーソナルコンピュータ、もしくは地上側コントローラへ無線送信するアンテナからなる出力手段と、電源とを備えたIDリーダユニットを設けて、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により支持しながら移動させることにより、前記IDリーダユニットで物品のIDと棚のIDとを読み取り、物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力すると共に、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラもしくはIDリーダユニットは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとするように構成されていることを特徴とする、自動倉庫システム。
複数の間口を備えた棚と搬送装置と、棚に収納された物品に取り付けたIDを用いて棚の在庫を管理する地上側コントローラ、とを備えた自動倉庫システムの棚卸し方法であって、
前記棚の間口毎にIDを取り付け、
ハウジングと、該ハウジングに設けられかつ搬送装置により支持自在な載置面と、IDリーダ本体と、物品のIDと棚のIDとを読み取るためのIDリーダのアンテナと、物品のIDと棚のIDとを記憶するパーソナルコンピュータ、もしくは地上側コントローラへ無線送信するアンテナからなる出力手段と、電源とを備えたIDリーダユニットを設けて、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により支持しながら移動させることにより、前記IDリーダユニットで物品のIDと棚のIDとを読み取り、
読み取った物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力し、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラもしくはIDリーダユニットは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとすることを特徴とする、自動倉庫システムの棚卸し方法。
複数の間口を備えた棚と搬送装置と、棚に収納された物品に取り付けたIDを用いて棚の在庫を管理する地上側コントローラ、とを備えた自動倉庫システムであって、
前記棚の間口毎にIDを取り付け、
少なくともIDリーダ本体と、物品のIDと棚のIDとを読み取るためのIDリーダのアンテナとを備えたIDリーダユニットを設けて、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により移動させることにより、前記IDリーダユニットで物品のIDと棚のIDとを読み取り、物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力すると共に、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとするように構成されていることを特徴とする、自動倉庫システム。
複数の間口を備えた棚と搬送装置と、棚に収納された物品に取り付けたIDを用いて棚の在庫を管理する地上側コントローラ、とを備えた自動倉庫システムの棚卸し方法であって、
前記棚の間口毎にIDを取り付け、
少なくともIDリーダ本体と、物品のIDと棚のIDとを読み取るためのIDリーダのアンテナとを備えたIDリーダユニットを設けて、
前記IDリーダユニットを前記搬送装置により移動させることにより、前記IDリーダユニットで物品のIDと棚のIDとを読み取り、
読み取った物品のIDと棚のIDを関連付け自在に地上側コントローラへ出力し、
地上側コントローラは、物品のIDと棚のIDとを対応付けた在庫ファイルを記憶し、かつ地上側コントローラは、在庫ファイルでの物品の位置の近傍に物品が存在することを、物品のIDと棚のIDとの関連付けから検出すると、在庫ファイルでの位置に物品が存在するものとすることを特徴とする、自動倉庫システムの棚卸し方法。