JP6204627B2 - 商品棚レイアウト設計装置 - Google Patents

Description

本発明は、商品棚レイアウト設計装置に関する。

物流業の業務には、作業者がピッキングエリア内の商品棚を巡回しながら指定された商品を収集するピッキング作業がある。ピッキング作業工数の削減を実現するためには、ピッキングエリアに配置される商品棚、各商品棚への商品割付が重要である。

出庫頻度や出庫に伴う作業員の動線距離に着目した商品棚レイアウト技術に関して、特開２０１４−３４４４２号公報（特許文献１）がある。

特開２０１４−３４４４２号公報

上記特許文献は、出荷頻度と出荷に伴う動線距離といったピッキング作業についてのみ検討を行っているが、補充を考慮した商品割付がなされていない。

補充作業には、商品棚の商品保管量が閾値（補充点）を下回った際に、予め設定した商品数（最大保管量）まで商品を補充する方法がある。この方法の補充作業の発生頻度は、各商品の最大保管量と補充点とにより決まる。従って、当該商品の最大保管量が大きいほど、１度の補充作業でより多くの商品を補充することができ、補充作業の発生頻度は小さくなる。

しかし、各商品の最大保管量を大きくすることは、広いピッキングエリアと、多くの商品棚を必要とし、エリア費および設備費を増加させる。また、ピッキング作業の動線距離と補充作業の動線距離の合計動線距離が長くなるため、作業工数が増加して作業コストも増加する。このように、補充頻度削減のみを考慮して最大保管量を大きくすると、作業コストを増加させてしまう。

本発明の目的は、物流コストを低減することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、以下のような構成を採用する。
プロセッサと、記憶装置と、を含み、前記記憶装置は、出荷日、ラウンド、商品および出荷量を特定する出荷実績情報と、商品サイズを特定する商品サイズ情報と、商品棚の収納サイズを特定する商品棚情報と、ピッキングエリア内の配置を特定するピッキングエリア情報と、動線距離を移動時間に変換するパラメータを保持し、前記プロセッサは、所定期間における前記出荷実績情報と、前記商品サイズ情報と、前記商品棚情報と、を利用して、商品の保管に必要な商品棚群案と、その商品棚群案への商品割付案と、商品の最大保管量及び補充点の案とを生成し、前記商品の保管に必要な商品棚群案と、前記ピッキングエリア情報と、を利用して、商品棚群の棚配置案と棚間動線距離を生成し、前記商品割付、前記商品の最大保管量及び補充点、および前記棚配置、の各案の組み合わせである商品棚レイアウト案を複数生成し、前記商品棚レイアウト案について、前記所定期間の出荷実績情報と、前記棚間動線距離と、前記パラメータと、を利用して、前記所定期間の出荷実績におけるピックアップ作業時間を算出し、前記商品棚レイアウト案について、前記所定期間の出荷実績情報と、前記棚間動線距離と、前記パラメータと、を利用して、前記所定期間の出荷実績に基づく補充作業時間を算出し、前記ピックアップ作業時間と前記補充作業時間とを利用して、作業工数を算出し、前記作業工数を利用して、前記複数の商品棚レイアウト案から表示させる商品棚レイアウト案を選択する商品棚レイアウト設計装置。

本発明によれば、物流コストを低減することできる。

ピッキングエリアの一例を示す概略図である。 商品棚レイアウト設計システムの一例を示す概略図である。 商品棚レイアウト設計装置の構成例を示すブロック図である。 出荷実績情報テーブルの例である。 商品サイズ情報テーブルの例である。 棚情報テーブルの例である。 ピッキングエリア情報テーブルの例である。 単価情報テーブルの例である。 パラメータ情報テーブルの例である。 棚配置情報テーブルの例である。 商品割付情報テーブルの例である。 総コスト情報テーブルの例である。 商品棚レイアウト設計処理の一例を示すフローチャートである。 ピッキングエリア情報テーブルの更新例である。 ピッキング作業工数及び補充作業工数を算出する処理の一例を示すフローチャートである。 入力データ設定表示画面の一例である。 商品棚レイアウト案表示画面の一例である。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１は、ピッキングエリアの概略の一例を示す。ピッキングエリアには複数の商品棚があり、各商品棚はそれぞれ商品が割付けられている。ピッキング作業者は、ピッキング開始地点からスタートして、ピックアップすべき商品の商品棚を巡回しながら商品をピックアップする。全ての商品のピックアップが完了した後、ピッキング作業者はピッキング終了地点に移動する。また、補充作業者は、各商品の保管量が補充点を下回った場合に、バックワードの保管棚等から商品をピックアップし、補充開始地点から商品棚に移動して補充を行った後、補充終了地点に移動する。

本実施形態における商品棚レイアウト設計装置は、上記のようなピッキング作業と補充作業を考慮した商品棚レイアウト案を設計し、利用者に提供する。提供される商品棚レイアウト（案）は、ピッキングエリア内における商品棚の配置と、当該商品棚と当該商品棚に保管される商品種類との対応を示す商品割付と、当該商品割付において各商品棚に保管される各商品の最大保管量と、補充が必要となる保管量を示す補充点を含むものである。なお、本明細書では、「商品棚」を単に「棚」と呼ぶこともある。

図２は、商品棚レイアウト設計システムの概略を示す。本実施例の商品棚レイアウト設計システムは、商品棚レイアウト設計装置２１０と、出荷実績管理装置２２０と、商品棚レイアウト変更指示装置２３０と、を含み、各装置はネットワーク２４０を介して相互に情報の送受信を行う。

出荷実績管理装置２２０は、ピッキング作業において利用される情報端末からの入力を受け付け、ピッキング作業を過去に行った出荷実績情報を管理する。また、出荷実績管理装置２２０は、予め定められた時又は商品棚レイアウト設計装置２１０からの要求に応じて、出荷作業実績情報を商品棚レイアウト設計装置２１０に送信する。さらに、商品棚レイアウト設計装置２１０は、受信した出荷実績情報を格納する。

商品棚レイアウト変更指示装置２３０は、商品棚レイアウトの割付変更指示情報を管理する。予め定められた時又は商品棚レイアウト設計装置２１０からの要求に応じて、商品棚レイアウト設計装置２１０が作成した商品棚レイアウト案を商品棚レイアウト設計装置２１０から受信する。

図３は、商品棚レイアウト設計装置２１０の構成例（ブロック図）を示す。商品棚レイアウト設計装置２１０は、記憶部１１０、制御部１２０、表示部１３０、通信部１４０及び入力部１５０を含む。これらは通常、プログラムが実行される汎用計算機により構成される。具体的には、記憶部１１０は記憶装置、制御部１２０はソフトウェアと協調動作したプロセッサ、表示部１３０はディスプレイ、通信部１４０はＬＡＮ接続機器、入力部１５０はキーボードやマウスなどで構成される。制御部１２０での各処理は、厳密には、プロセッサとプログラムの協調動作により実現するが、本明細書では便宜的にプロセッサが行う処理として記載する。

記憶部１１０は、出荷実績情報記憶領域１１１、商品サイズ情報記憶領域１１２、棚情報記憶領域１１３、ピッキングエリア情報記憶領域１１４、単価情報記憶領域１１５、パラメータ情報記憶領域１１６及び商品棚レイアウト案情報記憶領域１１７を含む。

出荷実績情報記憶領域１１１は、過去のピッキング作業の実績を特定する情報を格納する。出荷実績情報記憶領域１１１は、例えば、図４に示す出荷実績情報テーブル１１１０を格納する。出荷実績情報テーブル１１１０は、出荷日欄１１１ａ、ラウンドＩＤ欄１１１ｂ、商品ＩＤ欄１１１ｃ、及び出荷量欄１１１ｄを含む。

出荷日欄１１１ａは、出荷日を格納する。例えば、出荷日または出荷日時を含む情報を格納する。ラウンドＩＤ欄１１１ｂは、ラウンドを特定する情報を格納する。ラウンドＩＤは、ラウンドに対して付与された識別情報であり、本実施例ではラウンド順としても機能させるため、番号を用いている。商品ＩＤ欄１１１ｃは、当該ラウンドにおいて収集される商品を特定する情報を格納する。出荷量欄１１１ｄは、当該ラウンドにおいて収集される商品数を特定する情報を格納する。

商品サイズ情報記憶領域１１２は、各商品のサイズ情報を特定する情報を格納する。商品サイズ情報記憶領域１１２は、例えば、図５に示す商品サイズ情報テーブル１１２０を格納する。商品サイズ情報テーブル１１２０は、商品ＩＤ欄１１２ａ、商品サイズ欄１１２ｂを含む。商品ＩＤ欄１１２ａは、商品を特定する情報を格納する。商品サイズ欄１１２ｂは、当該商品のサイズを特定する情報を格納する。複数個の商品を１単位として扱う場合は、その単位個数をもって、仮想的に１商品として扱う。

なお、商品サイズは、通常商品そのもののサイズ（例えば、縦、横、高さなどで示される容積）である。ただし、商品が直方体や立方体でない場合など、サイズ表記が容易でない場合、当該商品を包含するバウンディングボックスを設定し、そのサイズで表現してもよい。

棚情報記憶領域１１３は、各商品棚の収納サイズを特定する情報を格納する。棚情報記憶領域１１３は、例えば、図６に示す棚情報テーブル１１３０を格納する。棚情報テーブル１１３０は、棚ＩＤ欄１１３ａ、収納サイズ欄１１３ｂ、幅欄１１３ｃ、及び奥行欄１１３ｄを含む。棚ＩＤ欄１１３ａは、商品棚を特定する情報を格納する。

収納サイズ欄１１３ｂは、当該商品棚の収納サイズを特定する情報を格納する。収納サイズを特定する情報の一例としては、内容積がある。幅欄１１３ｃは、当該商品棚が占有する幅を特定する情報を格納する。奥行欄１１３ｄは、当該商品棚が占有する奥行きを特定する情報を格納する。これら商品棚の幅及び奥行は、商品棚のサイズ情報の一例であり、商品棚のサイズを特定する情報であればよい。

ピッキングエリア情報記憶領域１１４は、ピッキングエリア全体及び各領域の情報を格納する。例えば、ピッキングエリア全体、通行不可能な領域、ピッキング開始地点、ピッキング終了地点、補充作業開始地点、補充作業終了地点を特定する情報を格納する。

ピッキングエリア情報記憶領域１１４は、例えば、図７に示すピッキングエリア情報テーブル１１４０を格納する。ピッキングエリア情報テーブル１１４０は、例えば、領域ＩＤ欄１１４ａ、領域種別欄１１４ｂ、Ｘ座標欄１１４ｃ、Ｙ座標欄１１４ｄ、Ｘ長さ欄１１４ｅ、及びＹ長さ欄１１４ｆを含む。

領域ＩＤ欄１１４ａは、ピッキングエリア内の各領域を特定する情報を格納する。領域種別欄１１４ｂは、各領域の種別を特定する情報を格納する。領域種別としては、例えば、ピッキングエリア領域全体を示す「全体」、作業者の通行が禁止されている領域を示す「通行不可領域」、「ピッキング開始地点」、「ピッキング終了地点」、「補充作業開始地点」、「補充作業終了地点」などが格納される。Ｘ座標欄１１４ｃ、Ｙ座標欄１１４ｄは、ピッキングエリアを２次元平面に見立て、直交するＸ軸、Ｙ軸を定義した座標空間における各領域の代表座標を特定する情報を格納する。例えば、ある領域の代表座標を領域の左上にした場合、その領域の左上のＸ座標、Ｙ座標を特定する情報をそれぞれ格納する。Ｘ長さ欄１１４ｅおよびＹ長さ欄１１４ｆは、各軸方向の長さを特定する情報である。

単価情報記憶領域１１５は、作業費、設備費、及びエリア費等のコストを算出するための単価を特定する情報を格納する。単価情報記憶領域１１５は、例えば、図８に示す単価情報テーブル１１５０を格納する。単価情報テーブル１１５０は、単価項目欄１１５ａ、及び単価欄１１５ｂを含む。単価項目欄１１５ａは、単価項目を特定する情報を格納する。

単価項目欄１１５ａは、ピッキング作業における単位工数当りの作業費（ピッキング作業工数単価）、補充作業における単位工数当りの作業費（補充作業工数単価）、棚１台当りの設備費（棚単価）、及びピッキングエリアの単位面積当りのエリア費（エリア単価）を含む単価項目（コスト項目）を格納する。単価欄１１５ｂは、当該項目の単価を特定する情報を格納する。なお、ピッキング作業工数単価／補充作業工数単価はピッキング／補充される商品毎に異なってもよいし、棚単価は棚毎に異なってもよい。その場合、商品ＩＤや棚ＩＤ毎に設定しておけばよい。

パラメータ情報記憶領域１１６は、後述するピッキング作業工数算出処理や補充作業工数算出処理などの工数算出において用いられる各種パラメータを特定する情報を格納する。パラメータ情報記憶領域１１６は、例えば、図９に示すパラメータ情報テーブル１１６０を格納する。パラメータ情報テーブル１１６０は、工数算出パラメータ欄１１６ａ及びパラメータ値欄１１６ｂを含む。

工数算出パラメータ欄１１６ａは、工数算出処理に用いられるパラメータ項目を特定する情報を格納する。工数算出パラメータ欄１１６ａは、例えば、ピッキング作業における移動速度（ピッキング作業時移動速度）、ピッキング作業における単位作業時間（単位ピッキング作業時間）、補充作業における移動速度（補充作業時移動速度）、及び補充作業における単位補充作業時間などのパラメータ項目を格納する。パラメータ値欄１１６ｂは、当該工数算出パラメータ欄１１６ａの値を特定する情報を格納する。

商品棚レイアウト案情報記憶領域１１７は、制御部１２０が生成した商品棚レイアウト案を特定する情報を格納する。商品棚レイアウト案情報記憶領域１１７は例えば、図１０に示す棚配置情報テーブル１１７０、図１１に示す商品割付情報テーブル１１７１、及び図１２に示す総コスト情報テーブル１１７２を格納する。

棚配置情報テーブル１１７０は、商品棚レイアウトＩＤ欄１１７ａ、棚ＩＤ欄１１７ｂ、Ｘ座標欄１１７ｃ、Ｙ座標欄１１７ｄを含む。商品棚レイアウトＩＤ欄１１７ａは、商品棚レイアウト案を特定する情報を格納する。棚ＩＤ欄１１７ｂは、商品棚を特定する情報を格納する。Ｘ座標欄１１７ｃ、Ｙ座標欄１１７ｄは、当該商品棚レイアウト案における商品棚の配置座標を特定する情報を格納する。

商品割付情報テーブル１１７１は、商品棚レイアウトＩＤ欄１１７ｆ、商品ＩＤ欄１１７ｇ、棚ＩＤ欄１１７ｈ、最大保管量欄１１７ｉ及び補充点欄１１７ｊを含む。商品棚レイアウトＩＤ欄１１７ｆは、商品棚レイアウト案を特定する情報を格納する。商品ＩＤ欄１１７ｇは、商品を特定する情報を格納する。棚ＩＤ欄１１７ｈは、当該商品棚レイアウト案における当該商品が割り付けられる商品棚を特定する情報を格納する。最大保管量欄１１７ｉは、当該商品棚レイアウト案における当該商品の当該商品棚における最大保管量を特定する情報を格納する。補充点欄１１７ｊは、当該商品棚レイアウト案における当該商品の補充点を特定する情報を格納する。

総コスト情報テーブル１１７２は、商品棚レイアウトＩＤ欄１１７ｋ、総コスト欄１１７ｌ、ピッキング作業費欄１１７ｍ、補充作業費欄１１７ｎ、設備費欄１１７ｏ、及びエリア費欄１１７ｐを含む。商品棚レイアウトＩＤ欄１１７ｋは、商品棚レイアウト案を特定する情報を格納する。総コスト欄１１７ｌは、当該商品棚レイアウトにおける総コストを特定する情報を格納する。ピッキング作業費欄１１７ｍは、当該商品棚レイアウトにおけるピッキング作業費を特定する情報を格納する。補充作業費欄１１７ｎは、当該商品棚レイアウトにおける補充作業費を特定する情報を格納する。設備費欄１１７ｏは、当該商品棚レイアウトにおける設備費を特定する情報を格納する。エリア費欄１１７ｐは、当該商品棚レイアウトにおけるエリア費を特定する情報を格納する。

制御部１２０の各部の機能は、それぞれプログラムが計算機システム、特にプロセッサと協調することで実現される。

以下、制御部１２０の各部については、制御部１２０の処理フローに従ってその機能を説明する。

表示部１３０は、記憶部１１０に格納された情報を出力する。例えば、表示部１３０は、商品棚レイアウト案情報記憶領域１１７が保持する情報を表示する。

通信部１４０は、ネットワーク２４０を介して他の装置等と情報の送受信を行う。

入力部１５０は、ユーザ等による入力を受け付ける。

図１３は、商品棚レイアウト設計の処理の一例である。

棚配置算出部１２５は、商品棚レイアウト案において使用される商品棚群の初期案を生成する（Ｓ１００）。

棚配置算出部１２５は、例えば、図４の出荷実績情報テーブル１１１０（出荷実績情報記憶領域１１１）から取得した各商品の出荷日及び出荷量から各商品の日平均出荷量を算出し、Ｎ倍化して各商品のＮ日分出荷量を算出する。次に、棚配置算出部１２５は、各商品についてＮ日分出荷量に、図５の商品サイズ情報テーブル１１２０から取得した当該商品サイズをかけた値を算出し、積算することで、Ｎ日分の商品保管に必要な総収納サイズを算出する。

棚配置算出部１２５は、商品棚群案に含める各商品棚の収納サイズを積算した総収納サイズがＮ日分の商品保管に必要な総収納サイズを越えるまで、棚情報テーブル１１３０からランダムに１つずつ棚を選択し、初期商品棚群案を生成する。なお、Ｎは１以上の整数である必要はなく、半日であれば「０．５」にするなど、０より大きい値であればどのような値でもよい。

商品割付算出部１２３は、当該商品棚群案の各商品棚への商品割付の初期案を生成する（Ｓ２００）。商品割付算出部１２３は、例えば、図４の出荷実績情報テーブル１１１０に含まれる商品を１種類ずつ、当該商品棚群の商品棚に割り付ける。割付方法はランダムでも構わない。１種類の商品を複数の商品棚に割り付けても構わない。

ここで、商品割付算出部１２３は、１つの商品棚に割り付ける商品の商品サイズの積算サイズが当該商品棚の収納サイズを超えない範囲で、商品全てを商品棚に割り付ける（商品割付を決定する）。

商品棚の収納サイズは商品サイズのｎ個分というようなサイズにはなっていない場合、デッドスペースが生じ、全ての商品を収納できない可能性がある。そこで、商品割付算出部１２３は、商品棚に割り付けようとする商品と当該商品棚に割付済みの商品の商品サイズの積算サイズが当該商品棚の収納サイズを超える場合、棚配置算出部１２５に対して当該商品棚群案への棚追加を要求する。当該要求を受けた棚配置算出部１２５は、棚情報テーブル１１３０から商品棚を当該商品棚群案に追加し、商品割付算出部１２３に対して追加完了を連絡する。商品割付算出部１２３は、処理を継続して当該追加した商品棚に当該商品を割り付ける。

補充作業工数算出部１２２は、当該商品割付案において、補充作業回数を算出し、その補充作業回数に基づいて各商品の最大保管量及び補充点を算出する（Ｓ３００）。

まず、補充作業工数算出部１２２は、任意の最大保管量及び任意の補充点（最大保管量以下）からなる組み合わせを設定する。

補充作業工数算出部１２２は、商品保管量の初期値を最大保管量とし、出荷実績情報テーブル１１１０の当該商品に該当する行の出荷量を、逐次的に商品保管量から減算する。なお、当該商品が複数の商品棚に割り付けられている場合、補充作業工数算出部１２２は、例えば、当該複数の商品棚からランダムに選択した商品棚から当該商品を減算してもよいし、当該商品の保管量が最大の商品棚から当該商品を減算してもよいし、当該商品の保管量と補充点との差が最大の商品棚から当該商品を減算してもよい。減算の結果、商品保管量が補充点を下回った場合、補充作業回数を１増やし、商品保管量を最大保管量に戻す。

当該商品の商品保管量を最大保管量に戻すタイミングは、例えば、当該商品の商品保管量が補充点を下回ったラウンドの終了時であってもよいし、当該ラウンドが含まれるバッチ終了時であってもよい。なお、バッチとは少なくとも一つのラウンドを管理する単位であり、例えば、出荷実績情報記憶領域１１１が、ラウンドとバッチとを対応づける情報を追加で保持すれば、上記処理は可能である。上記処理を出荷実績情報テーブル１１１０全ての行について繰り返すことで、当該商品の補充作業回数を算出する。

なお、ここで、商品保管量から出荷量を減算した結果、商品保管量が０を下回る場合がある。具体的には、例えば、保管量が補充点を下回っていないが、当該保管量を超える出荷量の出荷がある場合、バッチ単位で補充を行う場合、バッチ終了時より前に保管量が０を下回る場合などである。商品保管量が０を下回ると、ピッキング作業が中断する可能性がある。そのため、上記のような場合において、補充作業工数算出部１２２は、例えば、保管量が０を下回るピッキング作業が開始する直前に、商品を補充する。なお、補充作業工数算出部１２２は、商品保管量が補充点を下回った際の補充と、商品保管量が０を下回ることが想定された際の補充と、を区別して補充作業回数を算出してもよい。この場合、補充作業工数算出部１２２は、後述するステップＳ６０５の処理において、区別した補充作業それぞれの回数に異なる係数値を掛けて補充作業工数を算出してもよい。詳細はステップＳ６０５において後述する。

補充作業工数算出部１２２は、各商品において最大保管量及び補充点の組み合わせを繰り返し変更して上記の補充回数算出処理を実行し、例えば、各商品の合計補充作業回数が所定数以下となる（望ましくは最小となる）各商品の最大保管量及び補充点を導出する。

棚配置算出部１２５は、棚配置の初期案を生成する（Ｓ４００）。棚配置算出部１２５は、例えば、ステップＳ１００で選択された商品棚群から配置が未決定の１つの棚を選択する。棚配置算出部１２５は、ピッキングエリア情報テーブル１１４０を参照し、使用不可領域などを考慮（除外）して、当該選択した棚を配置可能なＸ座標、Ｙ座標を抽出し、当該選択した棚を配置していく。棚配置算出部１２５は、上記処理を繰り返して、ステップＳ１００で選択された商品棚群の商品棚の配置案を生成する。

棚配置算出部１２５は、図７のピッキングエリア情報記憶領域１１４が格納する情報と当該生成された棚配置案とから、通路、商品棚を配置した領域及び通行不可領域を含むピッキングエリアを決定し、図１４に示すように、新ピッキングエリアを特定する情報をピッキングエリア情報記憶領域１１４に追加して格納する。

棚配置算出部１２５は、当該棚配置案における各棚間の動線距離を算出する（Ｓ５００）。棚配置算出部１２５が、商品棚Ｘから商品棚Ｙまでの棚間動線距離を算出する場合、例えば、図１４に示す、図１４の新ピッキングエリア情報記憶領域１１４が格納情報に基づいて、通行不可領域を除く通路を通る、商品棚Ｘから商品棚Ｙまでの経路（望ましくは最短経路）を設定し、当該経路の長さから棚間動線距離を算出する。最短経路を算出する方法としては、例えばダイクストラ法などを用いればよい。

また、棚配置算出部１２５は、棚間動線距離だけでなく、各商品棚とピッキング開始地点との間、各棚とピッキング終了地点との間、各棚と補充作業開始地点との間、及び各棚と補充作業終了地点との間、における動線距離も併せて算出する。

ステップＳ１００からステップＳ５００の処理において決定した棚配置、商品割付、最大保管量、及び補充点を含む商品棚レイアウト案に基づき、ピッキング作業工数算出部１２１はピッキング作業工数を算出し、補充作業工数算出部１２２は補充作業工数を算出する（Ｓ６００）。ピッキング作業工数算出処理及び補充作業工数算出処理の詳細は図１５を用いて後述する。

総コスト算出部１２６は、商品棚レイアウト案における総コストを算出する（Ｓ７００）。総コスト算出部１２６は、例えば、単価情報テーブル１１５０から、ピッキング作業工数単価、補充作業工数単価、棚単価、及びエリア単価を取得する。総コスト算出部１２６は、ステップＳ６００において算出されたピッキング作業工数に取得したピッキング作業工数単価を掛けた値と、補充作業工数に補充作業単価を掛けた値と、の和から作業費を算出する。総コスト算出部１２６は、当該和そのものを作業費としてもよいが、他の計算を行って作業費を求めてもよい。

また、総コスト算出部１２６は、例えば、当該商品棚レイアウト案の棚数に取得した棚単価をかけた値から設備費を算出する。総コスト算出部１２６は、当該値そのものを設備費としてもよい。総コスト算出部１２６は、例えば、ピッキングエリアの面積にエリア単価を掛けた値からエリア費を算出する。総コスト算出部１２６は、当該値そのものをエリア費としてもよい。総コスト算出部１２６は、例えば、作業費、設備費およびエリア費の総和から総コストを算出する。なお、総コスト算出部１２６は、作業費、設備費およびエリア費でなく、作業費と設備費の２つの総和から総コストを算出してもよい。

棚配置算出部１２５は、棚配置案変更の終了条件を満たすか否かを判定する（８００）。棚配置算出部１２５は、当該終了条件を満たすと判定した場合（Ｓ８００：ＹＥＳ）ステップＳ１０００へ進み、満たさないと判定した場合（Ｓ８００：ＮＯ）ステップＳ９００へ進む。棚配置変更の繰り返し回数が所定の上限値を超えることや、商品レイアウト設計処理開始から所定時間が経過すること等は、当該終了条件の一例である。

棚配置算出部１２５は、終了条件を満たさない場合、棚配置を変更する（Ｓ９００）。棚配置算出部１２５は、例えば、無作為に選定した１つの棚をＸ方向又はＹ方向に所定量移動したり、無作為に選定した２つの棚の配置を入れ替えたりすることにより、棚配置を変更し、複数の棚配置案を生成する。なお、棚配置算出部１２５は、当該変更において、当該変更対象の棚の配置位置が、通行不可領域又は他の棚と所定間隔以下の位置である場合、当該変更を棄却してもよい。

商品割付算出部１２３は、商品割付変更の終了条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０００）。商品割付算出部１２３が、終了条件を満たすと判定した場合（Ｓ１０００：ＹＥＳ）ステップＳ１２００へ進み、終了条件を満たさないと判定した場合（Ｓ１０００：ＮＯ）ステップＳ１１００へ進む。商品割付変更の繰り返し回数が所定の上限値を超えることや、商品レイアウト設計処理開始から所定時間が経過すること等は、当該終了条件の一例である。

商品割付算出部１２３は、商品割付を変更する（Ｓ１１００）。商品割付算出部１２３は、例えば、無作為に選定した１つの商品を、無作為に選定した棚に割付を変更したり、無作為に選定した２つの商品の棚割付を入れ替えたりすることにより、商品割付を変更し、別の商品割付案を生成する。ただし、商品割付算出部１２３は、変更又は入替後の商品割付案において、各棚に割り付けられた商品の商品サイズの合計が棚の収納サイズ以下であるかを確認し、棚の収納サイズを超える場合、当該割付案は棄却する。

棚配置算出部１２５は、商品棚群変更の終了条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１２００）。棚配置算出部１２５が、当該終了条件を満たすと判定した場合ステップＳ１４００へ進み、当該終了条件を満たさないと判定した場合ステップＳ１３００へ進む。総品棚群変更の繰り返し回数が所定の上限値を超えることや、商品レイアウト設計処理開始から所定時間が経過すること等を当該終了条件として用いる。

棚配置算出部１２５は、商品棚群の構成要素である商品棚を変更し、複数の商品棚案を生成する（Ｓ１３００）。棚配置算出部１２５は、例えば、棚情報テーブル１１３０から所定数の棚を選択して当該選択した棚を現在の商品棚群案に追加したり、現在の商品棚群案から所定数の棚を選択して削除したりすることにより、別の商品棚群案を生成する。また、棚配置算出部１２５は、ステップＳ１００にて述べたパラメータＮを所定量増減させてステップＳ１００と同様の方法で棚を再度選択することにより、商品棚群案を生成してもよい。

総コスト算出部１２６は、ステップＳ１００からステップＳ１３００の処理において生成又は変更された商品棚レイアウト案の総コストに基づいて、商品棚レイアウト案を抽出する（Ｓ１４００）。例えば、総コスト算出部１２６は、当該複数の商品棚レイアウト案によりピック作業から、総コストが所定の閾値よりも小さい商品棚レイアウト案を抽出してもよいし、総コストが小さい順に所定数の商品棚レイアウト案を抽出してもよいし、最小の商品棚レイアウト案のみを抽出してもよい。総コスト算出部１２６は、抽出した商品棚レイアウト案の情報の一部又は全部を、例えば、棚配置情報テーブル１１７０、商品割付情報テーブル１１７１及び総コスト情報テーブル１１７２にそれぞれ格納する。

図１５は、ピッキング作業工数及び補充作業工数算出処理の一例を示す。ステップＳ６０１からステップＳ６０３の処理は、ピッキング作業工数を算出する処理であり、当該処理は、出荷実績情報テーブル１１１０に含まれる全ラウンドについて繰り返される。

ピッキング作業工数算出部１２１は、各ラウンドの動線距離を算出する（Ｓ６０１）。具体的には、ピッキング作業工数算出部１２１は、ステップＳ５００で算出された棚間動線距離、出荷実績情報テーブル１１１０から抽出した当該ラウンドにおいて収集する商品（群）及びステップＳ２００（商品割付が初期案から変更されている場合はステップＳ１１００）で決定された商品割付案を用いて、各ラウンドのピッキング作業動線距離を算出する。

ピッキング作業工数算出部１２１は、各ラウンドのピッキング作業時間を算出する（Ｓ６０２）。ピッキング作業工数算出部１２１は、例えば、Ｓ５００で算出されたピッキング作業動線距離、出荷実績情報テーブル１１１０に格納された出荷量及びパラメータ情報記憶領域１１６に格納されたパラメータ情報を用いて、当該ラウンドのピッキング作業時間を算出する。ピッキング作業工数算出部１２１は、例えば、Ｓ５００で算出したピッキング動線距離をパラメータ情報であるピッキング作業時移動速度で除した時間値と、パラメータ情報である単位ピッキング作業時間に出荷実績情報である商品の出荷量をかけた時間値と、の積算時間を当該ラウンドのピッキング作業時間として算出する。

そして、ピッキング作業工数算出部１２１は、全ラウンドのピッキング作業時間を積算し、全ラウンド分のピッキング作業工数として算出する（Ｓ６０３）。

ステップＳ６０４からステップＳ６０５は、補充作業工数を算出する処理であり、当該処理は、対象商品全てについて行われる。補充作業工数算出部１２２は、各商品の補充作業時間を算出する（Ｓ６０４）。具体的には、補充作業工数算出部１２２は、ステップＳ５００で算出された棚間動線距離情報、ステップＳ３００で算出された補充回数情報及びステップＳ２００（商品割付が初期案から変更されている場合はステップＳ１１００）で決定された商品割付情報を用いて、当該商品の補充作業時間を算出する。

補充作業工数算出部１２２は、例えば、補充回数×（（補充開始地点〜各商品が保管される棚〜補充終了地点の動線距離／補充作業時移動速度）＋単位補充作業時間）により補充作業時間を算出する。なお、パラメータ情報テーブル１１６０が保持する補充作業時移動速度、単位補充作業時間等のパラメータは、商品保管量が補充点を下回った際の補充と、商品保管量が０を下回ることが想定された際の補充と、を区別した補充作業に対して、それぞれ異なる値であってもよい。ステップＳ３００において、当該区別した補充作業の補充作業回数が算出された場合、補充作業工数算出部１２２は、上記数式に当該異なる値を代入し、当該区別した補充作業の補充作業時間をそれぞれ算出してもよい。続いて、補充作業工数算出部１２２は、各商品の補充作業時間を積算し、補充作業工数を算出する（Ｓ６０５）。

なお、ステップＳ６０２において、ピッキング作業工数算出部１２１は、例えば、当該巡回すべき棚群に含まれる棚の数に１を加えた数（加える１はピッキング終了地点までの移動分）をラウンド内の移動回数とし、当該ラウンド内の移動回数に所定の係数をかけた値を補充動線距離としてもよい。

商品棚レイアウト設計装置２１０は、図１３及び図１５に示した処理により、ピッキング作業工数及び補充作業工数を削減する、ひいては作業費を削減する商品棚レイアウトを作成することができる。また、商品棚レイアウト設計装置２１０は、商品棚レイアウト案に商品棚の配置を含め、当該配置から算出されたピッキング及び補充における動線距離に基づいて、作業工数を算出することにより、高精度に作業費を算出することができる。

また、商品棚レイアウト設計装置２１０は、補充作業回数に基づいて、最大保管量及び補充点を算出することにより、さらに補充作業工数を削減する、ひいてはさらに作業費を削減する商品棚レイアウトを作成することができる。また、商品棚レイアウト設計装置２１０は、設備費、及びエリア費を含む総コストに基づいて、商品棚レイアウト設計結果を選択することにより、棚数増加に伴う設備費の増加やピッキングエリア面積の増大に伴うエリア費の増加等を抑制する、即ち作業費、設備費、エリア費を含む総コストを抑制する商品棚レイアウトを作成することができる。

図１６は、入力データ設定のための表示画面の一例を示す。当該表示画面は、記憶部１１０に格納する情報を設定するための画面である。当該表示画面は、例えば、入力受付領域１３０１〜１３０６を含む。入力受付領域１３０１は、出荷実績情報記憶領域１１１に格納される、出荷実績データの入力を受け付ける。入力受付領域１３０２は、商品サイズ情報記憶領域１１２に格納される、商品情報の入力を受け付ける。

入力受付領域１３０３は、棚情報記憶領域１１３に格納される棚マスタ情報の入力を受け付ける。入力受付領域１３０４は、単価情報記憶領域１１５に格納されるコスト単価情報の入力を受け付ける。入力受付領域１３０５は、パラメータ情報記憶領域１１６に格納されるパラメータ情報の入力を受け付ける。

入力受付領域１３０６は、ピッキングエリア情報の入力を受け付ける。入力受付領域１３０６は、例えば、ピッキングエリア情報テーブル１１４０に格納される値の入力を受け付けてもよいし、図１６に示すように、入力受付領域１３０６は、通行不可領域が画面上に描画されることよってピッキングエリア情報の入力を受け付けてもよい。

図１７は、商品棚レイアウト案の表示画面の一例を示す。当該表示画面は、商品棚レイアウト案情報記憶領域１１７が保持する情報を表示する。当該表示画面は、例えば商品棚レイアウト案選択領域１４０１、棚配置表示領域１４０２、商品割付・最大保管量表示領域１４０３、及びコスト表示領域１４０４を含む。商品棚レイアウト案選択領域１４０１は、表示する商品棚レイアウト案を選択するための領域である。

棚配置表示領域１４０２は、棚配置情報テーブル１１７０に格納された情報を表示する。具体的には、棚配置表示領域１４０２は、例えば、選択された商品棚レイアウト案における棚配置を表示する。商品割付・最大保管量表示領域１４０３は、商品割付情報テーブル１１７１に格納された情報を表示する。具体的には、商品割付・最大保管量表示領域１４３は、例えば、商品割付、及び最大保管量等を表示する。コスト表示領域１４０４は、総コスト情報テーブル１１７２に格納された情報を表示する。具体的には、コスト表示領域１４０４は、例えば、当該商品棚レイアウト案における作業費、設備費、及びエリア費を表示する。

なお、本実施形態の商品棚レイアウト設計装置２１０は、過去の出荷実績を用いて、各商品棚レイアウト案における総コストを算出しているが、例えば、将来の各ラウンドの各商品の出荷量の予測結果を用いて総コストを算出してもよい。つまり、出荷実績情報テーブル１１１０が、過去の出荷実績情報の代わりに、例えば、ユーザ等によって入力された将来の出荷予測情報を保持してもよい。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌＩＤ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

Claims (8)

1. プロセッサと、記憶装置と、を含み、
   前記記憶装置は、
   出荷日、ラウンド、商品および出荷量を特定する出荷実績情報と、
   商品サイズを特定する商品サイズ情報と、
   商品棚の収納サイズを特定する商品棚情報と、
   ピッキングエリア内の配置を特定するピッキングエリア情報と、
   動線距離を移動時間に変換するパラメータを保持し、
   前記プロセッサは、
   所定期間における前記出荷実績情報と、前記商品サイズ情報と、前記商品棚情報と、を利用して、商品の保管に必要な商品棚群案と、その商品棚群案への商品割付案と、商品の最大保管量及び補充点の案とを生成し、
   前記商品の保管に必要な商品棚群案と、前記ピッキングエリア情報と、を利用して、商品棚群の棚配置案と棚間動線距離を生成し、
   前記商品割付、前記商品の最大保管量及び補充点、および前記棚配置、の各案の組み合わせである商品棚レイアウト案を複数生成し、
   前記商品棚レイアウト案について、前記所定期間の出荷実績情報と、前記棚間動線距離と、前記パラメータと、を利用して、前記所定期間の出荷実績におけるピックアップ作業時間を算出し、
   前記商品棚レイアウト案について、前記所定期間の出荷実績情報と、前記棚間動線距離と、前記パラメータと、を利用して、前記所定期間の出荷実績に基づく補充作業時間を算出し、
   前記ピックアップ作業時間と前記補充作業時間とを利用して、作業工数を算出し、
   前記作業工数を利用して、前記複数の商品棚レイアウト案から表示させる商品棚レイアウト案を選択する商品棚レイアウト設計装置。
2. 請求項１において、
   前記プロセッサは、
   前記商品棚の収納サイズと前記商品サイズとに基づいて補充作業回数を算出し、
   前記補充作業回数を利用して、前記商品の最大保管量及び補充点の案を生成することを特徴とする商品棚レイアウト設計装置。
3. 請求項１において、
   前記ピッキングエリア情報は、通行不可領域を示す通行不可領域情報を含み、
   前記プロセッサは、前記棚間動線距離として、当該通行不可領域を通行しない経路の動線距離を算出することを特徴とする商品棚レイアウト設計装置。
4. 請求項１において、
   前記記憶装置は、
   作業動線距離に応じた作業時間と、ピッキング数に応じた作業時間と、を特定する情報である工数算出パラメータと、
   工数単価を特定する情報であるコスト情報と、をさらに保持し、
   前記プロセッサは、
   前記作業動線距離と、前記出荷実績情報と、前記工数算出パラメータと、を利用して、作業工数を算出し、
   前記作業工数と前記コスト情報とに基づいて、表示させる商品棚レイアウト案を選択することを特徴とする商品棚レイアウト設計装置。
5. 商品棚レイアウト設計装置が、商品棚レイアウトを設計する方法であって、
   前記商品棚レイアウト設計装置は、
   出荷日、ラウンド、商品および出荷量を特定する出荷実績情報と、
   商品サイズを特定する商品サイズ情報と、
   商品棚の収納サイズを特定する商品棚情報と、
   ピッキングエリア内の配置を特定するピッキングエリア情報と、
   動線距離を移動時間に変換するパラメータを保持し、
   前記方法は、
   所定期間における前記出荷実績情報と、前記商品サイズ情報と、前記商品棚情報と、を利用して、商品の保管に必要な商品棚群案と、その商品棚群案への商品割付案と、商品の最大保管量及び補充点の案とを生成し、
   前記商品の保管に必要な商品棚群案と、前記ピッキングエリア情報と、を利用して、商品棚群の棚配置案と棚間動線距離を生成し、
   前記商品割付、前記商品の最大保管量及び補充点、および前記棚配置、の各案の組み合わせである商品棚レイアウト案を複数生成し、
   前記商品棚レイアウト案について、前記所定期間の出荷実績情報と、前記棚間動線距離と、前記パラメータと、を利用して、前記所定期間の出荷実績におけるピックアップ作業時間を算出し、
   前記商品棚レイアウト案について、前記所定期間の出荷実績情報と、前記棚間動線距離と、前記パラメータと、を利用して、前記所定期間の出荷実績に基づく補充作業時間を算出し、
   前記ピックアップ作業時間と前記補充作業時間とを利用して、作業工数を算出し、
   前記作業工数を利用して、前記複数の商品棚レイアウト案から表示させる商品棚レイアウト案を選択する方法。
6. 請求項５において、
   前記方法は、
   前記商品棚の収納サイズと前記商品サイズとに基づいて補充作業回数を算出し、
   前記補充作業回数を利用して、前記商品の最大保管量及び補充点の案を生成することを特徴とする方法。
7. 請求項５において、
   前記ピッキングエリア情報は、通行不可領域を示す通行不可領域情報を含み、
   前記方法は、前記棚間動線距離として、当該通行不可領域を通行しない経路の動線距離を算出することを特徴とする方法。
8. 請求項５において、
   前記商品棚レイアウト設計装置は、
   作業動線距離に応じた作業時間と、ピッキング数に応じた作業時間と、を特定する情報である工数算出パラメータと、
   工数単価を特定する情報であるコスト情報と、をさらに保持し、
   前記方法は、
   前記作業動線距離と、前記出荷実績情報と、前記工数算出パラメータと、を利用して、作業工数を算出し、
   前記作業工数と前記コスト情報とに基づいて、表示させる商品棚レイアウト案を選択することを特徴とする方法。

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