JP5272359B2 - クレーンと台車の干渉制御方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、天井クレーンを搬送手段とする物品倉庫とその稼動範囲に物品搬送台車の軌道を有する物流搬送設備に関するものであり、特に、クレーンと台車の干渉制御方法および装置に関するものである。

天井クレーンが自動制御される物品倉庫においては、クレーンも搬送用台車も、各々が順次発生する搬送計画に基づいて非同期に走行しており、搬送設備同士の干渉はいずれか一方で主体的に衝突を回避するための運行管理制御を行うことにより、複数の物品搬送を効率よく行うようにしている。

上述のような物品倉庫では、搬送設備どうしの衝突を回避しながら、複数の搬送設備にて搬送処理を行うことが求められる。

そこで、従来技術においては、クレーン稼動範囲を干渉エリアとし、干渉エリア境界にゲートを設けて、搬送用台車のエリア進入を監視・制約し、一方の搬送設備が走行中には、もう一方を停止させ、確実に干渉エリア進入禁止範囲とする制御手段がとられる。

すなわち、設備の動作範囲の干渉について、どちらかの設備を完全停止させ、もう一方の物流装置の走行可能範囲に対して、干渉しないことを条件として、搬送装置を制御するように構成されているものである。

例えば、特許文献１には、搬送用台車との物品受け渡し用のステーションスキッドを設けて、クレーンリフタの接近情報を自動で検出して、搬送用台車からの荷卸と荷受け作業を停止する技術が開示されている。

また、特許文献２には、有人クレーンを前提として、人的判断にて台車をロックする技術が開示されている。
特開平７−２５４１６号公報 特開平７−３３２１１号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された技術には、クレーンと搬送用台車が交錯して通過しようとしている搬送用台車についての衝突防止については提案されていない。

そこで、クレーンと搬送用台車が交錯する場合の衝突回避対策の一つとして、クレーンが搬送用台車の軌道上空を通過する場合に、クレーンリフタの吊り上げ高さを都度、高く設定する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、吊り上げ時間・吊り降ろし動作に時間がかかり、その間の走行に支障をきたすため、搬送としては非効率となるという問題がある。

また、他の衝突回避対策の一つとして、搬送用台車の走行範囲がクレーン稼動範囲に対して絶対に干渉しないことを条件として、その進入禁止エリアの設定を大きくとる方法では、搬送用台車が効率よく搬送を行うことができないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、クレーンと台車の干渉を回避しつつ、複数の搬送設備を利用して効率よく物品の搬送を行うことができるクレーンと台車の干渉制御方法および装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、物品移載箇所に搬送物を吊荷し搬送するクレーンと、該クレーンの稼動範囲を走行する台車との干渉を回避する、クレーンと台車の干渉制御方法であって、クレーン作業に、台車の干渉回避動作が含まれている場合に、台車が直下に存在しても干渉しない台車干渉回避高さまでクレーン吊荷を吊り上げて搬送する方法と、台車を非干渉エリアに移動して、前記台車干渉回避高さより低い移載箇所干渉回避高さでクレーン吊荷を行う方法のうち、いずれか作業効率の良い方法にて搬送することをクレーンと台車の干渉制御装置が選択することを特徴とするクレーンと台車の干渉制御方法である。

また請求項２に係る発明は、請求項１に記載のクレーンと台車の干渉制御方法において、前記作業効率の指標は、総搬送時間であることを特徴とするクレーンと台車の干渉制御方法である。

さらに請求項３に係る発明は、物品移載箇所に搬送物を吊荷し搬送するクレーンと、該クレーンの稼動範囲を走行する台車との干渉を回避する、クレーンと台車の干渉制御装置であって、前記台車の移動を制御する台車制御装置と、前記クレーンの走行および吊荷高さを制御するクレーン制御装置とを備え、該クレーン制御装置は、台車が直下に存在しても干渉しない台車干渉回避高さまでクレーン吊荷を吊り上げて搬送する方が作業効率が良い場合には、前記台車干渉回避高さで、また台車を非干渉エリアに移動して、前記台車干渉回避高さより低い移載箇所干渉回避高さでクレーン吊荷を行う方が作業効率が良い場合には、前記移載箇所干渉回避高さで、それぞれクレーン吊荷・搬送を行い、また、前記台車制御装置は、台車を非干渉エリアに移動して、前記移載箇所干渉回避高さでクレーン吊荷を行う方が作業効率が良い場合には、台車を非干渉エリアに移動することを特徴とするクレーンと台車の干渉制御装置である。

本発明は上記のような構成をとっているので、クレーンと台車の干渉を回避しつつ、複数の搬送設備を利用して効率よく物品の搬送を行うことができる。

本発明に係るクレーンと台車の干渉制御装置は、複数の物品移載箇所に移動できる天井クレーンとその稼動範囲に有端形式の軌道上を走行する搬送用台車との干渉を回避するためのものであり、それらの搬送設備の走行を管理する制御装置(クレーン制御装置および台車制御装置)とで構成される。

本発明では、現在搬送処理中の物品搬送用台車が存在する状態で、複数の物品移載箇所のうち移載対象の物品移載箇所を指示する搬送指示要求情報に基づいて、その選択した搬送処理用の物品を搬送する過程において、搬送用台車の軌道を跨いでの走行があるような物品搬送が発生した際、（１）搬送用台車(台車上の載荷物も含む)とクレーン吊荷との干渉回避高さ(台車干渉回避高さ)となるようにクレーン吊荷物の最下面高さを制御して、クレーン吊荷・搬送を行うか、（２）搬送用台車を減速または加速して通過タイミングを調整し、物品移載箇所での干渉回避高さ(移載箇所干渉回避高さ)でクレーン吊荷・搬送を行うか、のいずれかの方法を採るかの選択を、作業効率の観点から行うようにしている。

すなわち、たとえば搬送に要する総搬送時間を指標にして、クレーン吊荷を搬送用台車が存在しても干渉しない台車干渉回避高さまで吊り上げて搬送する方が総搬送時間が短くなるか、または搬送用台車とクレーンとの協調動作、すなわち搬送用台車の干渉回避動作とより低い位置でクレーン吊荷・搬送を行う方が総搬送時間が短くなるかを判断する。この判断による最適選択により、クレーン吊荷との干渉を回避しつつ、効率よい物品の搬送を行うことができることになる。

図１は、本発明の実施例である物流搬送設備およびクレーンと台車の干渉制御装置の概要を示す図である。図中、１は移動元置場、２は移動先置場、３は天井クレーン、４は軌道、５は搬送台車、６はコイル、７は台車制御装置、８はクレーン制御装置、および９はクレーンと台車の干渉制御装置をそれぞれ表す。

コイル６を運ぶ搬送台車５の軌道４を挟んで、物品移載箇所である移動元置場１と移動先置場２が配置され、移動元置場１から移動先置場２へのコイル６の搬送を天井クレーン３で行う物流搬送設備を示している。そして、クレーンと台車の干渉制御装置９は、搬送用台車５の移動を制御する台車制御装置７と、天井クレーン３の走行および吊荷高さを制御するクレーン制御装置８とを備えている。

図３は、コイルハンドリングの一連の動作を時間経過で示す図である。現在位置から移動元（FROM1）までクレーンを移動し、コイルを掴んで移動先（TO1）まで運び所定の個所に下ろして空になったリフターを巻き上げて１サイクルを終え、次のサイクルの移動元（FROM2）に移動するまでを表している。

１サイクルの総搬送時間としては、先ず、現在位置から移動元（FROM1）までクレーンを移動する移動時間（FROM1）と、移動元（FROM1）でリフターを下ろす巻下げ時間と、コイルを掴むまでの吊上げ時間と、掴んだコイルを巻き上げる巻上げ時間と、コイルを掴んだ状態でクレーンを移動元（FROM1）から移動先（TO1）まで搬送する移動時間（TO1）と、コイルを所定の位置に下ろす巻下げ時間と、掴んだコイルを放す吊卸時間と、最後に空になったリフターを巻き上げる巻上げ時間との合計である。

ここでの作業管理では、作業能率などを評価指標とした作業計画を算定する。評価指標の一例としては、全管理コイルを対象として、至近のコイルハンドリング予定をピックアップし、これらから、Ｎ本毎の組合せを作成し、組合せ毎の総搬送時間を求めて、これらの中から最適コイル移動計画を決定する。

たとえば、２本毎の組合せを作成して評価する方法を、一例に説明を行う。同時に同一要素の作業をする必要がないものとして、作業要素毎に優先順をきめることで、それぞれの要素毎に候補の絞込みが可能である。一例として、作業予定（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）４ケースがその候補となった場合には、作業順の組み合わせは、次の１２通りが存在する。

すなわち、Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ａ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−Ｄ、Ｃ−Ａ、Ｃ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ａ、Ｄ−Ｂ、Ｄ−Ｃの組み合わせである。

そこで、それぞれの組合せ毎に、サイクル時間を計算し、作業能率が指標であれば、組合せパターン毎に総時間を算出できるので、その長短を比較することで作業順位を最適化することができる。

各ケース毎に以下の（ａ）〜（ｄ）に示す時間を合計して、短い合計時間のものを選択することになる。なお、図４は、サイクル時間のその他の要素についての処理内容例を示す図である。
（ａ）１本目の準備動作時間（クレーン現在位置→移動元ヤード位置）
（ｂ）１本目の搬送動作時間（移動元ヤード位置→移動先ヤード位置）
（ｃ）２本目の準備動作時間（クレーン卸し位置→次の移動元ヤード位置）
（ｄ）２本目の搬送動作時間（移動元ヤード位置→移動先ヤード位置）
作業計画を決定すると、次に作業順位に基いた吊荷の移動ルートを具体化する。一般的には移動元と移動先を結んだ直線がそれにあたる。構造物を避ける条件で最短のコースを選定することでその移動時間が短縮できるのは、自明の理であるからである。しかしながら、これはあくまで平面上での距離評価によるものであり、立体的な移動ルートをあわせ考えた場合、障害物をかわして搬送するための吊上げ、吊卸し動作の必要が生じ、その迂回動作のための減速が時間的なロスとなる。

例えば、図１に示した設備では、ヤードクレーン稼動範囲内に搬送用台車がある。従って、クレーンの吊荷ルートが台車線上を横に交錯する場合、吊荷高さを高くし、衝突を阻止する必要がある。この設備構成のヤードクレーンにおいては、この迂回動作が搬送作業のタイムロス要素である。

そこで、このタイムロスを最小にするためには、移動経路毎に吊荷高さを適正化し、軌道を短くすることが好ましい。図５は、置場エリア毎に吊荷高さを適正化した例を示す図である。設備・エリア毎に、各設備ＦＬからの高さ（Ａ）とコイル外径制約（Ｍａｘ）から、搬送最低高さを予め定義しておく。これとは別に各エリアに搬送するコイルの外径指示（Ｂ）と各設備ＦＬからの高さ（Ａ）とから搬送必要高さを（Ａ）＋（Ｂ）と算出する。

本発明では、先の作業順位の決定において、これら搬送最低高さと搬送必要高さをコイルハンドリングの所要時間計算に組み込むこととした。これにより、個別の移動経路状況に応じて関連エリアの干渉高さを把握し、干渉を回避しかつ効率的なクレーンの運行が可能となる。

本発明では、図１に示すようにヤード内に台車が存在し、これを横断する搬送経路である場合、（１）Maxコイル高さのコイルを積載した台車が直下に存在しても干渉しない高さ(台車干渉回避高さ)まで一旦クレーンを吊り上げる方法か、（２）台車を予め干渉エリア外に移動させ、（１）の方法より低いクレーン吊荷高さ(移載箇所干渉回避高さ)にする方法のいずれかを採る。

（１）のMax外径のコイルでも干渉の可能性がない高さまでの巻き上げを行い、台車線を横断した後に巻き降ろす場合、他の場所よりも台車高さ分高く設定する必要が生じ、吊り上げ・吊り降ろしに要する所要時間がタイムロスとなる。また、（２）の事前に非干渉エリアへ台車を移動する方法（２）は、台車の退避完了までの退避時間がタイムロスとなる。どちらの方法を採るかは、たとえばタイムロスを含めた総搬送時間をそれぞれ求めて決めるようにすると良い。なお、ここでの判断の指標として総搬送時間を用いた例を紹介したが、他の作業効率(例えば、搬送コストなど)を指標としてもかまわない。

本発明では、台車制御情報として、台車位置、移動予定、そして積載物の寸法を把握し、台車線エリア通過時の干渉条件を算出の作業計画に反映することにより、課題を克服する。図２は、本発明に係るクレーンと台車の干渉制御方法における制御処理フロー例を示す図である。

先ず、Step1の作業選択では、クレーン作業の選択を行う。すなわち、手動・半自動・自動の作業選択を行う、手動以外の半自動・自動が本処理の対象となり、半自動では搬送指示を手入力し、自動では上位計算機（図示せず）より搬送指示を入力する。

そして、Step2のクレーンハンドリング作業候補では、作業の組み合わせ算出を行い、空きエリア検索、および作業時間算出を組み合わせ分行った上で搬送作業候補とする。

次に、Step3の台車線横断では、先に求めた搬送作業候補が台車線を横断するかの判断を行なう。そして、台車線横断がある場合には、Step4の台車状況で、台車搬送装置から横断する台車の運行管理情報を得る。ここでの運行管理情報とは、台車のモード(手動・半自動・自動)、運行計画、台車停止の有無、台車通過時刻または停止時刻・時間などである。

そして、Step5のクレーン作業能率演算では、台車線横断がない場合は、先の図４で示した要素ごとの作業時間を算出して合計し、台車線横断がある場合は、台車の干渉回避動作(加減速および移動)を含めた要素ごとの作業時間を算出して合計する。

さらに、Step6のクレーン最適作業計画では、先に求めたクレーン作業能率から最適なクレーン作業を選ぶ。そして、Step7の台車干渉では、選んだクレーン最適作業に台車の干渉回避動作が含まれているかどうかを判断する。台車の干渉回避動作が含まれている場合は、Step8の台車運行スケジューラで、台車搬送装置にその台車の干渉回避動作が含まれた台車運行スケジュールを指示する。

最後に、Step9のクレーン運行スケジューラでは、台車干渉がある場合も含めて、クレーン移動・巻き上げ下げなどの詳細なクレーン運行スケジュールを確定して処理を終了する。

本発明の実施例である物流搬送設備およびクレーンと台車の干渉制御装置の概要を示す図である。 本発明に係るクレーンと台車の干渉制御方法における制御処理フロー例を示す図である。 コイルハンドリングの一連の動作を時間経過で示す図である。 サイクル時間のその他の要素についての処理内容を示す図である。 置場エリア毎に吊荷高さを適正化した例を示す図である。

符号の説明

１ 移動元置場
２ 移動先置場
３ 天井クレーン
４ 軌道
５ 搬送台車
６ コイル
７ 台車制御装置
８ クレーン制御装置
９ クレーンと台車の干渉制御装置

Claims (3)

1. 物品移載箇所に搬送物を吊荷し搬送するクレーンと、該クレーンの稼動範囲を走行する台車との干渉を回避する、クレーンと台車の干渉制御方法であって、
   クレーン作業に、台車の干渉回避動作が含まれている場合に、
   台車が直下に存在しても干渉しない台車干渉回避高さまでクレーン吊荷を吊り上げて搬送する方法と、
   台車を非干渉エリアに移動して、前記台車干渉回避高さより低い移載箇所干渉回避高さでクレーン吊荷を行う方法のうち、いずれか作業効率の良い方法にて搬送することをクレーンと台車の干渉制御装置が選択することを特徴とするクレーンと台車の干渉制御方法。
2. 請求項１に記載のクレーンと台車の干渉制御方法において、
   前記作業効率の指標は、
   総搬送時間であることを特徴とするクレーンと台車の干渉制御方法。
3. 物品移載箇所に搬送物を吊荷し搬送するクレーンと、該クレーンの稼動範囲を走行する台車との干渉を回避する、クレーンと台車の干渉制御装置であって、
   前記台車の移動を制御する台車制御装置と、
   前記クレーンの走行および吊荷高さを制御するクレーン制御装置とを備え、
   該クレーン制御装置は、
   台車が直下に存在しても干渉しない台車干渉回避高さまでクレーン吊荷を吊り上げて搬送する方が作業効率が良い場合には、前記台車干渉回避高さで、
   また台車を非干渉エリアに移動して、前記台車干渉回避高さより低い移載箇所干渉回避高さでクレーン吊荷を行う方が作業効率が良い場合には、前記移載箇所干渉回避高さで、それぞれクレーン吊荷・搬送を行い、
   また、前記台車制御装置は、
   台車を非干渉エリアに移動して、前記移載箇所干渉回避高さでクレーン吊荷を行う方が作業効率が良い場合には、台車を非干渉エリアに移動することを特徴とするクレーンと台車の干渉制御装置。

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