JP6884169B2 - 物品配置最適化システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して、コンピュータを用いて物品の配置を最適化する技術に関する。

棚に対する物品の配置の最適化に関する技術として、例えば、特許文献１に開示の技術がある。特許文献１は、物品の補充頻度に適した容積の保管棚に物品を移し替えることを開示している。

特開平9-278126号公報

特許文献１の技術によれば、物品の補充頻度（補充作業の頻度）が頻繁に変動すると、物品の入替作業（移し替え作業）が頻繁に行われるおそれがある。物品の入替頻度（入替作業の頻度）が増加すると、物品の補充作業やピッキング作業を含む物品保管業務（例えば倉庫業務）の効率が低下する。

入替頻度の増加を避けるために補充頻度が変動しても入替作業を行わないでいると、補充頻度が増加するおそれがある。補充頻度が増加すると、物品保管業務の効率が低下する。

システムが、複数の棚が有し複数の商品が配置される複数の間口スペースの各々について、当該間口スペースに配置されている商品の将来の指定期間における需要予測の結果としての予測出荷量を基に当該商品の推奨容量値を計算する。システムが、複数の間口スペースの各々の現状容量値と推奨容量値とを基に、それぞれが商品の入れ替えが生じる間口スペースペアである一つ以上の入替ペアを決定する。各間口スペースについて、現状容量値は、間口スペースの容量を意味する値である。各間口スペースについて、推奨容量値は、当該間口スペースに配置されている商品が指定期間において単位期間に必要と予測される間口スペース容量を意味する値である。上述の一つ以上の入替ペアの各々は、下記の条件を満たしている。
（ａ）当該入替ペアを構成する一方の間口スペースである第１の間口スペースの現状容量値が当該第１の間口スペースの推奨容量値よりも小さい、又は、当該入替ペアを構成する他方の間口スペースである第２の間口スペースの現在容量値が当該第２の間口スペースの推奨容量値よりも大きい。
（ｂ）第２の間口スペースの推奨容量値が第１の間口スペースの現状容量値を満たす。
（ｃ）第１の間口スペースの推奨容量値が第２の間口スペースの現状容量値を満たす。

物品の補充頻度及び入替頻度を低減することができる。

本発明の一実施形態の概要を示す。 本発明の一実施形態に係る商品配置最適化システムの構成例を示す。 棚と間口スペースの関係例を示す。 管理情報の構成例を示す。 ロケーション別在庫情報の構成例を示す。 ロケーション情報の構成例を示す。 ピッキング実績情報の構成例を示す。 容量分類情報の構成例を示す。 配置最適化処理のフローを示す。 現状情報の構成例を示す。 空きスペースと商品スペースの混在例を示す。 現状容量の最小値及び最大値の計算方法を示す。 Ａ群情報の構成例を示す。 Ｂ群情報の構成例を示す。 入替ペア候補の生成の一例を模式的に示す。 入替効果測定の一例を示す。 入替リスト情報の構成例を示す。

以下の説明では、「インターフェース装置」は、一つ以上のインターフェースデバイスでよい。当該一つ以上のインターフェースデバイスは、下記のうちの少なくとも一つでよい。
・一つ以上のＩ／Ｏ（Input/Output）インターフェースデバイス。Ｉ／Ｏ（Input/Output）インターフェースデバイスは、Ｉ／Ｏデバイスと遠隔の表示用計算機とのうちの少なくとも一つに対するインターフェースデバイスである。表示用計算機に対するＩ／Ｏインターフェースデバイスは、通信インターフェースデバイスでよい。少なくとも一つのＩ／Ｏデバイスは、ユーザインターフェースデバイス、例えば、キーボード及びポインティングデバイスのような入力デバイスと、表示デバイスのような出力デバイスとのうちのいずれでもよい。
・一つ以上の通信インターフェースデバイス。一つ以上の通信インターフェースデバイスは、一つ以上の同種の通信インターフェースデバイス（例えば一つ以上のＮＩＣ（Network Interface Card））であってもよいし二つ以上の異種の通信インターフェースデバイス（例えばＮＩＣとＨＢＡ（Host Bus Adapter））であってもよい。

また、以下の説明では、「メモリ」は、一つ以上のメモリデバイスであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリにおける少なくとも一つのメモリデバイスは、揮発性メモリデバイスであってもよいし不揮発性メモリデバイスであってもよい。

また、以下の説明では、「永続記憶装置」は、一つ以上の永続記憶デバイスである。永続記憶デバイスは、典型的には、不揮発性の記憶デバイス（例えば補助記憶デバイス）であり、具体的には、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）である。

また、以下の説明では、「記憶装置」は、メモリと永続記憶装置の少なくともメモリでよい。

また、以下の説明では、「プロセッサ」は、一つ以上のプロセッサデバイスである。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサデバイスであるが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサデバイスでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、プロセッサコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、処理の一部又は全部を行うハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサデバイスでもよい。

また、以下の説明では、「ｋｋｋ部」の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、一つ以上のコンピュータプログラムがプロセッサによって実行されることで実現されてもよいし、一つ以上のハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ）によって実現されてもよい。プログラムがプロセッサによって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置及び／又はインターフェース装置等を用いながら行われるため、機能はプロセッサの少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布計算機又は計算機が読み取り可能な記録媒体（例えば非一時的な記録媒体）であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。

また、以下の説明では、「物品配置最適化システム」は、一つ以上の物理的な計算機でもよいし、少なくとも一つの物理的な計算機が所定のソフトウェアを実行することで実現されるソフトウェアディファインドのシステムでもよい。例えば、計算機が表示デバイスを有していて計算機が自分の表示デバイスに情報を表示する場合、当該計算機が物品配置最適化システムでよい。また、例えば、第１計算機（例えばサーバ）が出力情報を遠隔の第２計算機（表示用計算機（例えばクライアント））に送信し表示用計算機がその情報を表示する場合（第１計算機が第２計算機に情報を表示する場合）、第１計算機と第２計算機とのうちの少なくとも第１計算機が物品配置最適化システムでよい。すなわち、物品配置最適化システムが「出力情報を表示する」ことは、計算機が有する表示デバイスに出力情報を表示することであってもよいし、計算機が表示用計算機に出力情報を送信することであってもよい（後者の場合は表示用計算機によって出力情報が表示される）。

また、以下の説明では、「日付」は、例えば年月日で表現されるが、日付は、時刻の一例でよく、時刻の表現は、年月日時分秒（或いは、それよりも粗い又は細かい）表現とされてもよいし、また別の表現でもよい。

また、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号のうちの共通部分を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、参照符号を使用することがある。例えば、間口スペースを特に区別しないで説明する場合には、「間口スペース１１」と記載し、個々の間口スペースを区別して説明する場合には、「間口スペース１１Ａ−１ａ」、「間口スペース１１Ａ−１ｂ」のように記載することがある。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、物品の一例として商品が採用され、倉庫内において商品の補充作業やピッキング作業が発生するものとする。「補充作業」は、棚に商品を補充する作業である。「ピッキング作業」は、棚から商品をピッキングすることを少なくとも含み、本実施形態では更に、ピッキングされた商品を人間又は機械により所定のポイントまで搬送することを含むものとする。本発明は、補充作業及びピッキング作業のうち少なくとも補充作業を実施している流通業や製造業等に適用可能である。また、本発明は、倉庫に代えて店舗等の別のエリアに配置されている棚に対する物品配置にも適用可能である。また、本発明は、商品以外の物品（例えば、製品の部品）の配置にも適用可能である。

図１は、本発明の一実施形態の概要を示す。

商品配置最適化システム５０は、推奨計算部２２２と、入替ペア決定部２２６とを有する。

推奨計算部２２２は、倉庫内の複数の棚が有し複数の商品が配置される複数の間口スペースの各々について、当該間口スペースに配置されている商品の将来の指定期間における需要予測の結果としての予測出荷量を基に（具体的には、例えば、予測出荷量と在庫保管日数（在庫保管単位期間数の一例）とを基に）当該商品の推奨容量値（予測による誤差分の幅を含んでよい）を計算する。なお、本実施形態では、後述するように、複数の間口スペースのうち少なくとも商品が配置されている各間口スペースはＡ群とＢ群のいずれかに分類される。例えば、「Ａ群」は、推奨容量値に比して現状容量値が小さい群であり、「Ｂ群」は、推奨容量値に比して現状容量値が大きい群である。Ａ群に属する間口スペースに関する情報が、Ａ群情報１６０Ａであり、Ｂ群に属する間口スペースに関する情報が、Ｂ群情報１６０Ｂである。各間口スペースについて、「現状容量値」は、当該間口スペースの容量を意味する値である。各間口スペースについて、「推奨容量値」は、当該間口スペースに配置されている商品が指定期間（例えば１週間）において単位期間（例えば１日）に必要と予測される間口スペース容量を意味する値である。現状容量値も推奨容量値も、容量それ自体が大きい程大きい傾向にある値（例えば、間口スペース容量それ自体、又は、間口スペース容量の大きさを示す分類）でよい。

入替ペア決定部２２６は、複数の間口スペースの各々の現状容量値と推奨容量値とを基に、それぞれが商品の入れ替えが生じる間口スペースペアである一つ以上の入替ペアを決定する。決定される一つ以上の入替ペアの各々は、下記の条件（ａ）〜（ｃ）を満たしている（現状容量値及び推奨容量値の少なくとも一つに幅がある場合の例は、後に記載する）。
（ａ）第１の間口スペース（一方の間口スペース）の現状容量値が当該第１の間口スペースの推奨容量値よりも小さい、又は、第２の間口スペース（他方の間口スペース）の現在容量値が当該第２の間口スペースの推奨容量値よりも大きい。
（ｂ）第２の間口スペースの推奨容量値が第１の間口スペースの現状容量値を満たす（例えば、第２の間口スペースの推奨容量が第１の間口スペースの現状容量以下である）。
（ｃ）第１の間口スペースの推奨容量値が第２の間口スペースの現状容量値を満たす（例えば、第１の間口スペースの推奨容量が第２の間口スペースの現状容量以下である）。

本実施形態によれば、複数の間口スペースの各々について、当該間口スペースに配置されている商品の将来の指定期間における需要予測の結果としての予測出荷量を基に当該商品の推奨容量値が計算され、各商品についての（各間口スペースについての）現状容量値と推奨容量値の大小関係を基に、入替ペアが決定される。これにより、将来の需要の変動を考慮して物品の補充頻度及び入替頻度を低減することができる。

一つ以上の入替ペアの各々は、更に下記の条件（ｄ）を満たしていてよい。
（ｄ）第２の間口スペースに配置されている物品が占める容量を意味する値である現在保管量値が第１の間口スペースの現在容量値を満たす（例えば、第２の間口スペースの現在保管量（第２の間口スペースに配置されている商品の総量）が、第１の間口スペースの現在容量以下である）。

これにより、第２の間口スペースに存在している商品全体を、第２の間口スペースの現状容量よりも現状容量が小さい第１の間口スペースに移しても、当該商品全体が第１の間口スペースから溢れないことが保証される。

図１の例によれば、以下の通りである。なお、以下の説明では、「商品コード」は、商品ＩＤの一例である。商品コードαの商品を「商品α」と呼ぶことができる。また、「ロケーションコード」は、ロケーションＩＤの一例である。本実施形態では、間口スペースとロケーションは１：１で対応しており、故に、ロケーションコードは、間口スペースＩＤに相当する。ロケーションコードβのロケーションを「ロケーションβ」と呼ぶことができ、ロケーションβにある間口スペースを「間口スペースβ」と呼ぶことができる。本実施形態では、一つのロケーション（一つの間口スペース）には、一つの品種の商品が配置される。

商品ＢＢＢが、条件（ａ）を満たす。現状容量分類（現状容量の大きさを示す分類（値））が推奨容量分類（推奨容量の大きさを示す分類）よりも小さいためである。

商品ＢＢＢの現状容量分類と商品ＺＺＺ、商品ＹＹＹ及び商品ＸＸＸの各々の推奨容量分類との関係が、条件（ｂ）を満たす（一点鎖線枠を参照）。各々の推奨容量分類が、商品ＢＢＢの現状容量分類以下のためである。

商品ＢＢＢの推奨容量分類と商品ＺＺＺ及び商品ＹＹＹの各々の現状容量分類との関係が、条件（ｃ）を満たす（破線枠を参照）。各々の現状容量分類が、商品ＢＢＢの推奨容量分類以上のためである。

商品ＺＺＺの現在保管量分類（現在保管量の大きさを示す分類）と商品ＺＺＺの推奨容量分類が、条件（ｄ）を満たす（二点鎖線枠を参照）。商品ＺＺＺの現在保管量分類（現在保管量の大きさを示す分類）が商品ＺＺＺの推奨容量分類以下であるためである。

以上の結果として、商品ＢＢＢが配置されている間口スペース１１Ｄ−１ａと商品ＺＺＺが配置されている間口スペース１１Ｚ−１ａとの入替ペアが決定される。当該入替ペアによれば、間口スペース１１Ｄ−１ａ及び１１Ｚ−１ａ間で商品ＢＢＢと商品ＺＺＺの入替（交換）が行われる。すなわち、間口スペース１１Ｄ−１ａから間口スペース１１Ｚ−１ａに商品ＢＢＢが移され、間口スペース１１Ｚ−１ａから間口スペース１１Ｄ−１ａに商品ＺＺＺが移される。本実施形態では、入替ペアについて、第１の間口スペース（例えば、間口スペース１１Ｄ−１ａ）は、Ａ群に属する間口スペースであり、第２の間口スペース（例えば、間口スペース１１Ｚ−１ａ）は、Ｂ群に属する間口スペースである。

なお、入替ペアを構成する二つの間口スペースのうちの一つの間口スペースは、商品が配置されていない間口スペースである空きスペースでもよい。このような入替ペアによれば、当該一つの間口スペースから空きスペースに商品が移され、当該一つの間口スペースが空きスペースとなってよい。

以下、本実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態において、間口スペースや商品の「容量」は、例えば単位は「リットル」であるが、他の表現、例えば、縦（例えば奥行）、横（例えば幅）及び高さといった寸法で表現されてもよい。縦、横及び高さの寸法が採用された場合、容量Ｊと容量Ｋの比較では、下記が採用されてよい。
・容量Ｊに属する縦、横及び高さが、それぞれ、容量Ｋに属する縦、横及び高さ以下の場合、容量Ｊは容量Ｋ以下である。
・容量Ｊに属する縦、横及び高さのいずれか（例えば高さ）が、容量Ｋに属する対応する寸法を超えている場合、容量Ｊは容量Ｋより大きい。

図２は、商品配置最適化システムの構成を示す。

商品配置最適化システム５０は、商品配置最適化装置１００と、商品配置最適化装置１００に接続された入出力装置１７０とを含む。入出力装置１７０は、表示用計算機の一例でよく、いわゆる入出力コンソールであり、ユーザの操作を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、ポインティングデバイス）と、商品配置最適化装置１００からの出力情報が表示される表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ）とを含んでよい。入力デバイス及び表示デバイスが一体であるタッチパネルが採用されてもよい。具体的には、例えば、入出力装置１７０は、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介して接続されたパーソナルコンピュータ（例えば、デスクトップ型、ラップトップ型又はタブレット型のパーソナルコンピュータ）やスマートフォンのようにＷｅｂブラウザ等を用いることのできる計算機でよい。

商品配置最適化装置１００は、一つ以上の計算機でよく、インターフェース装置１５０、記憶装置２０３及びそれらに接続されたプロセッサ２０４を有する。インターフェース装置１５０を介して入出力装置１７０と通信が行われる。

記憶装置２０３は、プロセッサ２０４により実行される一つ以上のプログラム（図示せず）を格納する。また、記憶装置２０３は、管理情報２１０を格納する。

プロセッサ２０４が一つ以上のプログラムを実行することで、現状計算部２２１、推奨計算部２２２、需要予測部２２３、スペース分類部２２４、入替ペア決定部２２６、入替効果測定部２２７、入替リスト生成部２２８、及び入替出力部２２９が実現される。

現状計算部２２１は、間口スペース毎に現状容量（例えば、隣の間口スペースが空いている場合は、空いている間口スペースの容量を含んだものを最大値、含まない値を最小値とする）を計算する。推奨計算部２２２は、商品が配置されている間口スペース毎に推奨容量（例えば、推奨容量の最小値及び最大値）を計算する。需要予測部２２３は、品種毎に、指定期間についての需要予測（例えば、出荷量の推移予測）を行う。スペース分類部２２４は、複数の商品をＡ群とＢ群に分類する。入替ペア決定部２２６は、一つ以上の入替ペアを決定する。入替効果測定部２２７は、ピッキング作業時間を含む作業時間を入替前後について予測することを含む入替効果測定を行う。入替リスト生成部２２８は、決定された一つ以上の入替ペアのリストに関する情報である入替リスト情報を生成する。入替出力部２２９は、生成された入替リスト情報（又は、当該情報に基づく指示であって作業員又は機械に対する入替指示）を出力する。入替リスト情報は、例えば入替ペア毎に（又は、決定された一つ以上の入替ペア全体について）、作業時間及び入替効果の少なくとも一つを示す情報を含んでもよい。

図２の例によれば、需要予測部２２３は、推奨計算部２２２による推奨容量計算のために利用される。また、入替効果測定部２２７は、入替ペア決定部２２６による入替ペア決定のために利用される。需要予測部２２３及び入替効果測定部２２７の少なくとも一つは、既存の機能それ自体でもよいし、当該既存の機能が本実施形態に係るシステム向けにカスタマイズされた機能でもよい。需要予測部２２３は、例えば、需要予測のためのモデルでよく、入替効果測定部２２７は、例えば、ピッキング作業時間の算出（及び比較）のためのモデルでよい。モデルは、既知の学習手法を利用して作成されたモデル、例えば、自己回帰移動平均モデル（例えばＡＲＩＭＡ（Autoregressive Integrated Moving Average）モデル）やニューラルネットワークを採用可能である。

図３は、棚と間口スペースの関係例を示す。

倉庫内エリア３０１に、水平方向（例えばｘ方向及びｙ方向）に沿って複数の棚３１０（例えば棚３１０Ａ〜３１０Ｄ）が配置されている。各棚３１０は、垂直方向（例えばｚ方向）に沿って並んだ複数の段１２を有する。各段１２に、例えば段１２の長手方向（例えばｙ方向）に沿って並んだ一つ又は複数の間口スペース１１がある。段１２の長手を「幅」と言い、段１２の短手を「奥行」と言うことができる。

「間口スペース」は、段１２において、物理的に（例えば板や壁により）仕切られたスペースでもよいし、仮想的に仕切られたスペースでもよい。間口スペースは、「サブスペース」或いは「部屋」といった他の表現に差し替えられてもよい。間口スペースは、段１２の短手全体に延びたスペースでもよいし、段１２の少なくとも一部において、二つ以上の間口スペースが短手方向に沿って並んでいてもよい。また、間口スペース１１の形状は、立方体や直方体に限られないでよい。また、間口スペース１１の間口（間口スペース１１内に対する商品の出入り口）の形状は、方形に限られないでよい。

図３によれば、棚３１０Ａが、上段１２Ａ−１、中段１２Ａ−２及び下段１２Ａ−３といった三つの段１２を有する。一つの棚３１０において段１２の数は３より少なくても多くてもよい。各段１２において、間口スペース１１が段１２の長手方向に沿って並んでいる。上段１２Ａ−１は、四つの間口スペース１１Ａ−１ａ〜１１Ａ−１ｄを有する。中断１２Ａ−２は、六つの間口スペース１１Ａ−２ａ〜１１Ａ−２ｆを有する。下段１２Ａ−３は、三つの間口スペース１１Ａ−３ａ〜１１Ａ−３ｃを有する。各段１２において、間口スペース１１の容量は均等でなくてもよい。

図４は、管理情報２１０の構成例を示す。

管理情報２１０は、ロケーション別在庫情報４３１、ロケーション情報４３２、ピッキング実績情報４３３、容量分類情報４３４、制約条件情報４３５及び棚配置情報４３６を含む。情報４３１〜４３６の少なくとも一部は、ユーザサイドのコンピュータシステム（例えば入出力装置１７０）から受信し格納された情報でよい。

図５は、ロケーション別在庫情報４３１の構成例を示す。

ロケーション別在庫情報４３１は、ロケーション（間口スペース１１）に配置されている商品に関する情報を有する。ロケーション別在庫情報４３１は、例えば、ロケーション（間口スペース１１）に配置されている商品毎にエントリ５００を有する。一つの商品（図５の説明において「注目商品」）を例に取ると、エントリ５００は、商品コード５０１、ロケーションコード５０２、在庫トータル数５０３、単品容量５０４、補充限度５０５、在庫保管日数５０６及び緊急補充頻度５０７といった情報を格納する。

商品コード５０１は、注目商品の商品コード（商品ＩＤ）を示す。ロケーションコード５０２は、注目商品が配置されているロケーションのロケーションコード（ロケーションＩＤ）を示す。在庫トータル数５０３は、配置されている注目商品（単品）の数を示す。単品容量５０４は、注目商品（単品）の容量を示す。補充限度５０５は、当該ロケーションに対する注目商品（単品）の補充限度（注目商品（単品）数の上限）を示す。在庫保管日数５０６は、注目商品の在庫保管日数（１日当たりの補充点（１日当たりに補充されるべき注目商品（単品）の数）を基準に決定され注目商品（単品）を何日分配置するか）を示す。１日当たりの補充点と在庫保管日数との積が、補充限度以下である。緊急補充頻度５０７は、注目商品の緊急補充頻度（例えば、注目商品のピッキング実績から予測される範囲外のタイミングで補充される頻度）を示す。

商品コードは、商品の品種のコード（ＩＤ）であってもよいし、商品それ自体のコードであってもよいし、商品の品種のコードと商品それ自体のコードとの組合せであってもよい。

ロケーションコードは、本実施形態では、ロケーションが属する段のコードと棚のコードとを含むが、ロケーションコードから独立して、段のコードと棚のコードとの少なくとも一つが存在してもよい。

図６は、ロケーション情報４３２の構成例を示す。

ロケーション情報４３２は、ロケーションに関する情報を有する。ロケーション情報４３２は、例えば、ロケーション毎にエントリ６００を有する。一つのロケーション（図６の説明において「注目ロケーション」）を例に取ると、エントリ６００は、ロケーションコード６０１及び段容量６０２といった情報を格納する。

ロケーションコード６０１は、注目ロケーションのロケーションコード（ロケーションＩＤ）を示す。段容量６０２は、注目ロケーションを含んだ段１２の段容量（段１２全体の容量）を示す。

図７は、ピッキング実績情報４３３の構成例を示す。

ピッキング実績情報４３３は、ピッキング作業の実績に関する情報を有する。ピッキング実績情報４３３は、例えば、ピッキング作業毎にエントリ７００を有する。一つの商品（図７の説明において「注目ピッキング作業」）を例に取ると、エントリ７００は、商品コード７０１、作業開始日付７０２、作業実績数７０３及び実績ロケーションコード７０４といった情報を格納する。

商品コード７０１は、注目ピッキング作業が行われた商品の商品コードを示す。作業開始日付７０２は、注目ピッキング作業が開始された日付を示す。作業実績数７０３は、注目ピッキング作業においてピッキング作業した商品の数を示す。実績ロケーションコード７０４は、注目ピッキング作業においてピッキングされた商品が配置されていたロケーションのロケーションコードを示す。

図８は、容量分類情報４３４の構成例を示す。

容量分類情報４３４は、容量の分類ルールに関する情報を有する。容量分類情報４３４は、例えば、容量範囲毎にエントリ８００を有する。一つの容量範囲（図８の説明において「注目容量範囲」）を例に取ると、エントリ８００は、最小容量８０１、最大容量８０２及び容量分類８０３といった情報を格納する。

最小容量８０１は、注目容量範囲の最小値を示す。最大容量８０２は、注目容量範囲の最大値を示す。容量分類８０３は、注目容量範囲に割り振られる分類（値）を示す。図８の例によれば、注目容量範囲は、０．０以上０．５未満であり、分類“１”が割り振られる。

以下、図９を参照して、本実施形態で行われる配置最適化処理の概要を説明する。

図９は、配置最適化処理のフローを示す。

現状計算部２２１が、ロケーション別在庫情報４３１を参照して、各ロケーション（各間口スペース）について現状容量の最小値（具体的には、現状容量それ自体）を計算する（Ｓ９０１）。各ロケーションについて算出された現状容量の最小値が格納された現状情報９０１が出力され、当該現状情報９０１が記憶装置２０３に格納される。

現状計算部２２１が、ロケーション情報４３２及びＳ９０１後の現状情報９０１を参照して、各ロケーションについて現状容量の最大値（具体的には、隣の間口スペースが空いている場合の拡張可能サイズ）を計算する（Ｓ９０２）。各ロケーションについて、算出された現状容量の最大値は、現状情報９０１に格納される。

推奨計算部２２２が、需要予測部２２３に、需要（具体的には、例えば、各商品の指定期間（例えば現在から将来１週間）における単位期間（例えば１日）毎の出荷量（別の言い方をすれば、補充点））を、ピッキング実績情報４３３を基に予測させる（Ｓ９０３）。予測された需要を示す需要情報９０２が出力され記憶装置２０３に格納される。

推奨計算部２２２が、需要情報９０２及びロケーション別在庫情報４３１を基に、各ロケーションについて推奨容量（具体的には、推奨容量の最小値及び最大値）を計算する（Ｓ９０４）。

スペース分類部２２４が、Ｓ９０２後の現状情報９０１と、Ｓ９０４で各ロケーションについて算出された推奨容量と、容量分類情報４３４とを基に、複数の間口スペース（商品或いはロケーション）をＡ群とＢ群に分類する（Ｓ９０５）。これにより、Ａ群を示すＡ群情報１６０ＡとＢ群を示すＢ群情報１６０Ｂとが生成され記憶装置２０３に格納される。

Ａ群情報１６０Ａが示すＡ群に属する間口スペース（ロケーション）毎に、入替ペア決定部２２６は、Ａ群情報１６０Ａ、Ｂ群情報１６０Ｂ及び制約条件情報４３５を基に、当該間口スペースをそれぞれ含んだ一つ又は複数の入替ペア候補を生成する（Ｓ９０６）。Ａ群に属する一つの間口スペースを例に取る（この段落において「注目間口スペース」）。本実施形態では、注目間口スペース（商品）は、上述の条件（ａ）を満たしている。このため、Ｓ９０６では、Ｂ群に属する間口スペース（商品）から、それぞれ上述の条件（ｂ）〜（ｄ）を満たす一つ又は複数の間口スペース（商品）が選択される。Ｂ群から選択された一つ又は複数の間口スペースの各々が、注目間口スペースと入替ペア候補を構成する。

入替ペア決定部２２６は、一つ以上の入替ペアを決定する（Ｓ９０７）。具体的には、入替ペア決定部２２６は、Ａ群に属する間口スペース毎に、一つ又は複数の入替ペア候補から一つの入替ペアを決定する（Ｓ９０７）。

入替リスト生成部２２８は、決定された一つ以上の入替ペアのリストに関する情報である入替リスト情報９０４を生成する（Ｓ９０８）。

入替出力部２２９は、入替情報（例えば、生成された入替リスト情報９０４、又は、後述の入替指示）を出力する（Ｓ９０９）。

図１０〜図１７を参照して、配置最適化処理の詳細を説明する。なお、以下の説明では、商品が配置されている間口スペースを、「商品スペース」と言い、商品が配置されていない間口スペースを、「空きスペース」と言うことがある。

＜Ｓ９０１：現状容量の最小値の計算＞

現状計算部２２１が、ロケーション別在庫情報４３１を参照して、各ロケーション（各商品）について、下記を計算する。
現状容量（最小値）＝単品容量×補充限度

各間口スペース（各ロケーション）について、現状容量は、ロケーション別在庫情報４３１に、例えば当該間口スペースの実寸を基に予め登録されていてもよいが、ユーザサイドのコンピュータシステムが管理するロケーション別在庫情報には、各間口スペースの現状容量は一般には登録されていない。一方、商品スペース毎に、当該商品スペースに配置される商品の単品容量と、当該商品スペースに配置可能な商品（単品）の数の上限である補充限度は、ユーザサイドのコンピュータシステムにおいて管理されている。そこで、本実施形態では、商品スペース毎に、単品容量と補充限度との積が、当該間口スペースの現状容量（の最小値）と推定される。このようにして、間口スペース毎の現状容量が一般にユーザサイドのコンピュータシステムにおいて管理されていないという課題を技術的に解決して、商品配置の最適化を実現することができる。

なお、算出された現状容量は、現状情報９０１に格納される。現状情報９０１の構成例は、図１０に示す通りである。すなわち、現状情報９０１は、各ロケーション（各商品スペース）について算出された現状容量を示す。現状情報９０１は、例えば、ロケーション毎にエントリ１０００を有する。一つのロケーション（図１０の説明において「注目ロケーション」）を例に取ると、エントリ１０００は、商品コード１００１、ロケーションコード１００２、現状容量（最小値）１００３及び現状容量（最大値）１００４といった情報を格納する。商品コード１００１は、注目ロケーションに配置されている商品の商品コードを示す。ロケーションコード１００２は、注目ロケーションのロケーションコードを示す。現状容量（最小値）１００３は、注目ロケーションについてＳ９０１で算出された現状容量を示す。現状容量（最大値）１００４は、注目ロケーションについて後のＳ９０２で算出される現状容量（最大値）を示す。

＜Ｓ９０２：現状容量の最大値の計算＞

現状計算部２２１が、ロケーション情報４３２（全間口スペースのロケーションコードを含んだ情報）と、Ｓ９０１後の現状情報９０１（全間口スペースのうちの全商品スペースのロケーションコードを含んだ情報）とを比較することで、一つ以上の空きスペースが存在する場合には当該一つ以上の空きスペースを特定する。ここでは、一つ以上の空きスペースが存在するものとする（空きスペースが一つも存在しない場合は、各商品スペースについて、現状容量の最小値と最大値は同じ値である）。

一つ以上の空きスペースがあれば、少なくとも一つの間口スペースについて、現状容量の最小値と最大値が異なる。具体的には、例えば、一つの間口スペースを例に取れば（この段落において「注目間口スペース」）、注目間口スペースの隣（例えば両隣のうちの少なくとも一方）に、連続した一つ以上の空きスペースがあれば、注目間口スペースの現状容量の最大値は、注目間口スペースの現状容量の最小値に、当該連続した一つ以上の空きスペースにそれぞれ対応した一つ以上の現状容量（最小値）の合計が加算された値とされる。

図１１及び図１２を例に取れば、次の通りである。すなわち、図１１が示す例によれば、段１２Ａ−２が有する六つの間口スペース１１Ａ−２ａ〜１１Ａ−２ｆのうち、間口スペース１１Ａ−２ｂ、１１Ａ−２ｅ及び１１Ａ−２ｆの各々が、商品スペースであり、残りの間口スペース１１Ａ−２ａ、１１Ａ−２ｃ及び１１Ａ−２ｄの各々が、空きスペースである。段１２Ａ−２において、六つの間口スペース１１Ａ−２ａ〜１１Ａ−２ｆの現状容量（最小値）は均等ではない。故に、現状情報９０１から、商品スペース１１Ａ−２ｂ、１１Ａ−２ｅ及び１１Ａ−２ｆの各々については現状容量（最小値）がわかっても、空きスペース１１Ａ−２ａ、１１Ａ−２ｃ及び１１Ａ−２ｄの各々については、現状容量（最小値）がわからない。

そこで、本実施形態では、現状計算部２２１は、段１２Ａ−２のロケーション段容量６０２をロケーション情報４３２から特定し、空きスペース１１Ａ−２ａ、１１Ａ−２ｃ及び１１Ａ−２ｄの各々の現状容量（最小値）を、下記のように計算する。
現状容量（最小値）＝（ロケーション段容量−（同段における全商品スペースの現状容量（最小値）の合計）÷空きスペース数

つまり、段１２Ａ−２における三つの空きスペース１１Ａ−２ａ、１１Ａ−２ｃ及び１１Ａ−２ｄの現状容量（最小値）は均等であると定義される。

そして、現状計算部２２１は、間口スペース１１Ａ−２ａ〜１１Ａ−２ｆの各々について、下記のようにして、現状容量（最大値）を計算する。
・当該間口スペースの隣に、空きスペースが一つもなければ、現状容量（最大値）を、現状容量（最小値）と同じ値とする。
・当該間口スペースの隣に、連続した一つ以上の空きスペースがあれば、現状容量（最大値）を、現状容量（最小値）と、当該一つ以上の空きスペースにそれぞれ対応した一つ以上の現状容量（最小値）の和との合計値とする。

この結果、間口スペース１１Ａ−２ａ〜１１Ａ−２ｆの各々の現状容量（最小値）と現状容量（最大値）は、図１２に例示の通りとなる（段１２Ａ−２の段容量は“１４００”）。このようにして、隣に空きスペースがある間口スペースについては、現状容量（最小値）より大きい現状容量（最大値）を定義することができ、以って、商品配置をより適切にすることが期待できる。

なお、入替ペア候補の生成では、間口スペースの現状容量の最小値と最大値の両方が参照される。現状容量の最小値より大きく現状容量の最大値以下の容量が採用されたことで、入替ペアの要素とされた間口スペースＴと、間口スペースＴの隣の一つ以上の間口スペース（空きスペース）のうち拡張分の容量に関わる間口スペース（例えば一つの間口スペース（空きスペース）Ｕ）については、例えば入替ペア決定部２２６により、現状情報９０１内の情報１００３及び１００４が更新されてよい。具体的には、例えば、下記の更新がされてよい。
・間口スペースＴの現状容量（最小値）１００３が、間口スペースＴの更新前の現状容量（最大値）１００４と同じ値に更新される。
・間口スペースＴの現状容量（最大値）１００４が、“０”（容量無しを意味する値）に更新される。
・間口スペースＵの現状容量（最小値）１００３及び現状容量（最大値）１００４の各々が、“０”に更新される。

＜Ｓ９０３：需要の予測＞

需要予測は、例えば、指定期間（例えば将来１週間）における単位期間毎の出荷量の予測である。需要予測の方法としては、任意の方法が採用されてよい。例えば、需要予測部２２３が、ピッキング実績情報４３３を基に、例えば商品毎の日単位の出荷量を算出する。また、需要予測部２２３が、出荷量のバラつき（例えば、標準偏差σ）を算出する。また、需要予測部２２３が、外れ値（例えば、平均よりＮσ（Ｎは自然数）以上離れている値）を除去する。需要予測部２２３が、回帰を用いてモデルを構築する。需要予測部２２３が、構築したモデルを用いて、指定期間の出荷量を予測する。需要予測の結果を示す需要情報９０２（図９参照）が出力される。需要情報９０２は、例えば、各ロケーションについて、指定期間における単位期間毎の予測出荷量を示す。各単位期間について、予測出荷量は、例えば、当該単位期間における最大出荷量の予測値でよい。

＜Ｓ９０４：推奨容量の計算＞

各ロケーションについて、推奨計算部２２２が、下記を行う。以下、一つのロケーションを例に取る（Ｓ９０４の説明において、「注目ロケーション」）。

推奨計算部２２２が、需要情報９０２から、注目ロケーションについて、最大の予測出荷量を特定する。最大の予測出荷量を、以下、「推奨補充点」と呼ぶ。なお、推奨補充点は、指定期間に属する複数の単位期間にそれぞれ対応した複数の予測出荷量に基づく出荷量の一例である。

推奨計算部２２２が、需要情報９０２から、注目ロケーションについて、予測出荷量のバラつき（例えば、指定期間について、予測出荷量の最大値と最小値の差分）を算出する。

推奨計算部２２２が、注目ロケーションについて、下記を計算する。
推奨補充点（最大値）＝推奨補充点＋バラつき
推奨補充点（最小値）＝推奨補充点−バラつき

推奨計算部２２２が、注目ロケーションについて、下記を計算する。在庫保管日数及び単品容量は、注目ロケーションのロケーションコードをキーにロケーション別在庫情報４３１から特定可能である。
推奨容量（最大値）＝「推奨補充点（最大値）」×「在庫保管日数」×「単品容量」
推奨容量（最小値）＝「推奨補充点（最小値）」×「在庫保管日数」×「単品容量」

以上の説明によれば、需要予測の結果として、指定期間における単位期間毎に予測出荷量がある。指定期間に属する複数の予測出荷量にバラつきがある商品が配置されている間口スペースについて、当該間口スペースの推奨容量の最小値と最大値とがある。推奨容量（最小値）は、推奨補充点からバラつきを引いた値に基づいており、推奨容量（最大値）は、推奨補充点にバラつきを加えた値に基づいている。需要予測は必ずしも正確ではなく、上述のようにして推奨容量に幅を持たせることで、需要予測が不正確でも、商品配置の最適化ができる。なお、推奨容量の最小値及び最大値の少なくとも一つの算出には、推奨補充点や、予測出荷量のバラつき以外の値が使用されてもよい。

また、以上の説明によれば、間口スペース（少なくとも商品スペース）について、当該開口スペースの推奨容量は、推奨補充点（指定期間に属する複数の予測出荷量に基づく出荷量の一例）と、在庫保管日数（単位期間において出荷される商品の数を保管しておく日数（単位期間数の一例）である在庫保管単位期間数の一例）と、当該商品の単品容量とに基づいている。推奨容量の算出に、在庫保管日数及び単品容量が使用される理由は、推奨容量は、入替ペア候補の生成のために現状容量と比較され、現状容量の要素となる補充限度が、在庫保管日数と単品容量との積の上限であるためである。

＜Ｓ９０５：間口スペースの分類＞

スペース分類部２２４が、各間口スペース（各ロケーション）について、容量分類情報４３４を用いて、現状容量（最小値）、現状容量（最大値）、推奨容量（最小値）及び推奨容量（最大値）の各々を分類（数値化）する。これにより、現状容量分類と推奨容量分類が得られる。なお、本実施形態では、容量の分類（数値化）が採用されるが、容量の分類に代えて、容量それ自体が採用されてもよい。

スペース分類部２２４が、複数の間口スペース（例えば、少なくとも複数の商品スペース）を、Ａ群とＢ群とに分類する。例えば、Ａ群は、例えば、推奨容量分類（例えば、推奨容量分類の最小値）に比して現状容量分類（例えば、現状容量分類の最小値）が小さい群でよい。Ｂ群は、推奨容量分類（例えば、推奨容量分類の最小値）に比して現状容量分類（例えば、現状容量分類の最小値）が大きい群でよい。

Ｓ９０５では、Ａ群情報１６０Ａ及びＢ群情報１６０Ｂが生成される。

Ａ群情報１６０Ａは、例えば図１３に示すように、Ａ群に分類された間口スペース（商品）毎に、エントリ１３００を有する。一つの間口スペースを例に取ると（図１３の説明において「注目間口スペース」）、エントリ１３００は、商品コード１３０１、ロケーションコード１３０２、現状容量分類１３０３、推奨容量分類（最小値）１３０４、推奨容量分類（最大値）１３０５、推奨補充点（最小値）１３０６、推奨補充点（最大値）１３０７、最大出荷量１３０８、容量差分１３０９及び緊急補充頻度１３１０といった情報を格納する。商品コード１３０１は、注目間口スペースに配置されている商品の商品コードを示す。ロケーションコード１３０２は、注目間口スペースに対応したロケーションのロケーションコードを示す。現状容量分類１３０３は、注目間口スペースについて得られた現状容量分類（最小値及び最大値）を示す。推奨容量分類（最小値）１３０４は、注目間口スペースについてＳ９０４で得られた推奨容量分類（最小値）を示す。推奨容量分類（最大値）１３０５は、注目間口スペースについてＳ９０４で得られた推奨容量分類（最大値）を示す。推奨補充点（最小値）１３０６は、注目間口スペースについてＳ９０４で得られた推奨補充点（最小値）を示す。推奨補充点（最大値）１３０７は、注目間口スペースについてＳ９０４で得られた推奨補充点（最大値）を示す。最大出荷量１３０８は、注目間口スペースについてＳ９０４で特定された推奨補充点（指定期間における複数の予測出荷量の最大値）を示す。容量差分１３０９は、注目間口スペースについてＳ９０５で得られた容量差分（現状容量分類の中央値から推奨容量分類の中央値を引いた値）を示す。緊急補充頻度１３１０は、注目間口スペースに緊急に商品が補充された頻度を示す。緊急補充頻度１３１０は、例えば、ユーザサイドのコンピュータシステムにおいて管理されている図示しない情報から取得された情報でもよいし、ユーザにより入出力装置１７０経由で入力された情報でもよい。

Ｂ群情報１６０Ｂは、例えば図１４に示すように、Ｂ群に分類された間口スペース（商品）毎に、エントリ１４００を有する。一つの間口スペースを例に取ると（図１４の説明において「注目間口スペース」）、エントリ１４００は、情報１３０１〜１３１０と同じ情報１４０１〜１４１０の他に、保管量１４１１といった情報を格納する。保管量１４１１は、注目間口スペースに現在配置されている（保管されている）商品（単品）の数である保管量を示す。保管量１４１１と、当該商品の単品容量との積が、保管量（容量）に相当し、保管量をキーに容量分類情報４３４を参照することで、保管量分類（保管量を数値化したもの）が得られる。なお、Ｂ群情報１６０Ｂに保管量１４１１があり、Ａ群情報１６０Ａに保管量を示す情報が無くてもよい理由の一例は、下記である。
・Ｂ群に属する間口スペースからＡ群に属する間口スペースに商品が移るということは、現在容量分類がより小さい間口スペースに商品が移るということであり、このようなケースでは、既に移動元間口スペースに存在している商品の全てが移動先間口スペースに配置できるとは限らない。
・Ａ群に属する間口スペースからＢ群に属する間口スペースに商品が移るということは、現在容量分類がより大きい間口スペースに商品が移るということであり、このようなケースでは、既に移動元間口スペースに存在している商品の全てが移動先間口スペースに配置できる。

＜Ｓ９０６：入替ペア候補の生成＞

Ａ群とＢ群の各々について、出荷量、現状容量値と推奨容量値との差分の絶対値、及び、緊急補充頻度のうちの少なくとも一つが大きい間口スペース程、優先的に、入替ペアを構成する要素の候補とされる。これにより、入替効果の高いと推測される商品を優先的に入替ペア候補とすることができる。具体的には、例えば、入替ペア決定部２２６が、Ａ群情報１６０Ａ及びＢ群情報１６０Ｂの各々におけるエントリを、下記のように並び替える。なお、出荷量の降順とする理由は、出荷量が多いと、ピッキング作業も多く（また、補充頻度も多く）、故に、出荷量が多い程、入替効果が高いと考えられるからである。
（Ｓ９０６−０１）複数のエントリを、出荷量の降順に並べる。
（Ｓ９０６−０２）Ｓ９０６−０１の後、同順のエントリがあれば、同順のエントリを、容量差分の絶対値の降順に並べる。
（Ｓ９０６−０３）Ｓ９０６−０２の後、同順のエントリがあれば、同順のエントリを、緊急補充頻度の降順に並べる。

入替ペア決定部２２６が、一つ以上の入替ペア候補があれば当該一つ以上の入替ペア候補を特定する。入替ペア候補の特定では、Ａ群情報１６０Ａ及びＢ群情報１６０Ｂのいずれについても、最上位のエントリから順に参照される。すなわち、入替効果が高いと推定された間口スペースのエントリから順に参照される。入替ペア候補の数には上限があってもよい。この場合、入替効果が高いと推定される間口スペースペアが優先的に入替ペア候補として特定されることになる。

各入替ペア候補は、間口スペースＡ（Ａ群に属する間口スペース）と間口スペースＢ（Ｂ群に属する間口スペース）とのペアであり、下記の条件（ａ）〜（ｅ）を満たすペアである。なお、条件（ａ）は、Ｓ９０５の間口スペース分類により満たされている。
（ａ）間口スペースＡの現状容量値が間口スペースＡの推奨容量値よりも小さい、又は、間口スペースＢの現在容量値が間口スペースＢの推奨容量値よりも大きい。
（ｂ）間口スペースＢの推奨容量値が間口スペースＡの現状容量値を満たす。
（ｃ）間口スペースＡの推奨容量値が間口スペースＢの現状容量値を満たす。
（ｄ）間口スペースＢの現在保管量値が間口スペースＡの現在容量値を満たす。
（ｅ）間口スペースＡ及びＢのいずれも制約条件情報４３５が示す制約条件を満たす。

条件（ｂ）を満たすエントリは、具体的には、下記の（ｂ１）及び（ｂ２）を満たすエントリである。図１５の例によれば、商品ＸＸＸの推奨容量分類（最小値）“１”が、商品ＢＢＢの現在容量分類（最大値）“３”以下であり、商品ＸＸＸの推奨容量分類（最大値）“２”が、商品ＢＢＢの現在容量分類（最小値）“２”以上であり、故に、商品ＸＸＸの間口スペースと商品ＢＢＢの間口スペースとのペアが条件（ｂ）を満たす（一点鎖線枠参照）。
（ｂ１）間口スペースＢの推奨容量分類（最小値）が、間口スペースＡの現状容量分類（最大値）以下である。
（ｂ２）間口スペースＢの推奨容量分類（最大値）が、間口スペースＡの現状容量分類（最小値）以上である。

条件（ｃ）を満たすエントリは、具体的には、下記の（ｃ１）及び（ｃ２）を満たすエントリである。図１５の例によれば、商品ＢＢＢの推奨容量分類（最小値）“４”が、商品ＺＺＺの現在容量分類（最大値）“６”以下であり、商品ＢＢＢの推奨容量分類（最大値）“５”が、商品ＺＺＺの現在容量分類（最小値）“５”以上であり、故に、商品ＢＢＢの間口スペースと商品ＺＺＺの間口スペースとのペアが条件（ｃ）を満たす（破線枠参照）。
（ｃ１）間口スペースＡの推奨容量分類（最小値）が、間口スペースＢの現状容量分類（最大値）以下である。
（ｃ２）間口スペースＡの推奨容量分類（最大値）が、間口スペースＢの現状容量分類（最小値）以上である。

条件（ｄ）を満たすエントリの具体例は、間口スペースＢのエントリであって、間口スペースＢの現在保管量分類が、当該間口スペースＡの現在容量分類（最小値）以上、又は、当該間口スペースＡの現在容量分類（最大値）以下である。図１５の例によれば、商品ＺＺＺの現在保管量分類“２”が、条件（ｄ）を満たす（二点鎖線枠参照）。なお、「現在保管量分類」は、保管量１４１１が分類（数値化）されたものである。

条件（ｅ）によれば、制約条件情報４３５を基に、上述した条件（ａ）〜条件（ｄ）が満たされるか否かに関わらずにエントリが選別される。例えば、制約条件情報４３５が示す制約条件は、商品入替に関する制約を示す条件であり、例えば、下記のうちの少なくとも一つを含む。下記の制約条件を満たすエントリペアが特定される。
・商品に関する属性（例えば、商品コード、又は、商品（単品）の重さ）と、当該商品が配置されるべき又は配置されてはならない段の属性（例えば、上からｍ段目までの段に配置されるべき又は配置されてはならない）。
・商品に関する属性と、当該商品が配置されるべき又は配置されてはならないエリア範囲。
・入替不可の商品に関する属性。
・間口スペースから溢れることが許容されている商品に関する属性。

このようにして、条件（ａ）〜条件（ｅ）を満たす入替ペア候補が特定される。

＜Ｓ９０７：入替ペアの決定＞

入替ペア決定部２２６が、Ａ群に属する間口スペース（商品）毎に、一つ又は複数の入替ペア候補を一つの入替ペアに絞り込む。具体的には、入替ペア決定部２２６が、複数の入替ペア候補から、ピッキング作業時間が最適となる一つ以上の入替ペアを決定する。より具体的には、例えば、入替ペア決定部２２６は、ピッキング作業時間の予測のためのモデルを含んだ入替効果測定部２２７に、Ｓ９０８で生成された複数の入替ペア候補に関する情報を入力することで、ピッキング作業時間が最適となる一つ以上の入替ペアを決定してよい。ピッキング作業時間を考慮しない入替ペア決定がされると、図１６の左側に例示のように、複数作業者の動線が考慮できず渋滞が発生する、或いは、１オーダーの商品の組合せが考慮できず移動距離が長くなるといったような課題が生じ得るが、ピッキング作業時間を考慮した入替ペア決定がされることで、図１６の右側に例示のように、上記のような課題を解決できる、すなわち、渋滞が発生しにくい商品配置、或いは、１オーダーの移動距離が短縮される商品配置を実現できる。入替効果測定部２２７は、複数の棚の配置に関する情報である棚配置情報４３６を基にピッキング作業時間を含む作業時間を入替前後について予測する。「ピッキング作業時間を含む作業時間」は、本実施形態では、ピッキング作業時間それ自体であるが、ピッキング作業時間に加えて、商品の入替作業といった他種の作業にかかる時間を含んでもよい。

Ｓ９０７では、例えば、入替ペア決定部２２６が、下記を行ってよい。
（Ｓ９０７−１）複数の入替ペア候補のうち、Ａ群に属し未選択の間口スペースのうちの最上位の間口スペースを選択する。
（Ｓ９０７−２）Ｓ９０７−１で選択された間口スペースについて、一つ又は複数の入替ペア候補に関する情報を入替効果測定部２２７に入力する。入替効果測定部２２７により、各入替ペア候補に関し、入替前のピッキング作業時間と入替後のピッキング作業時間が測定される。これにより、入替前後でピッキング作業時間が最も短縮される入替ペアが決定される。
（Ｓ９０７−３）Ｓ９０７−２で選択された入替ペアを基に、必要に応じて（例えば、当該入替ペアについて、現状容量の拡張分が採用された場合）、現状情報９０１、Ａ群情報１６０Ａ及びＢ群情報１６０Ｂの少なくとも一部を更新する。また、この更新により必要があれば（例えば、Ａ群に属する或る間口スペースについて、Ｂ群に属する間口スペースの現状容量（最大値）が小さくなったことにより条件が満たされなくなった場合）、入替ペア候補を減らす。
（Ｓ９０７−４）複数の入替ペア候補のうち、Ａ群に属し未選択の間口スペースがあるか否かを判断する。Ｓ９０７−４の判断結果が真の場合、処理がＳ９０７−１に戻る。Ｓ９０７−４の判断結果が偽の場合、Ｓ９０７が終了する。

以上のように、入替ペア決定部２２６は、複数の入替ペア候補の各々についての入替効果測定の結果を基に、一つ以上の入替ペアを決定する。別の言い方をすれば、入替効果測定部２２７を利用して各入替ペア候補の効果を検証し、当該検証の結果を基に、入替ペアを決定することができる。

＜Ｓ９０８：入替リスト情報の生成＞

入替リスト生成部２２８が、Ｓ９０７で決定された入替ペアのリストを示す入替リスト情報９０４を生成する。入替リスト情報９０４は、例えば図１７に示すように、入替ペア毎に、エントリ１７００を有する。一つの入替ペアを例に取ると（図１７の説明において「注目入替ペア」）、エントリ１７００は、注目入替ペアのうちの間口スペースＡ（Ａ群に属する間口スペース）に関する情報１７０１〜１７０５と、注目入替ペアのうちの間口スペースＢ（Ｂ群に属する間口スペース）に関する情報１７０６〜１７１０とを格納する。具体的には、例えば、エントリ１７００は、ロケーションコード（Ａ群）１７０１、現状容量分類（Ａ群）１７０２、商品コード（Ａ群）１７０３、商品名（Ａ群）１７０４、単品容量（Ａ群）１７０５、ロケーションコード（Ｂ群）１７０６、現状容量分類（Ｂ群）１７０７、商品コード（Ｂ群）１７０８、商品名（Ｂ群）１７０９及び単品容量（Ｂ群）１７１０を格納する。ロケーションコード（Ａ群）１７０１は、間口スペースＡのロケーションコードを示す。現状容量分類（Ａ群）１７０２は、間口スペースＡの現状容量分類（最小値及び最大値）を示す。商品コード（Ａ群）１７０３は、商品Ａ（間口スペースＡに配置されている商品）の商品コードを示す。商品名（Ａ群）１７０４は、商品Ａの名称を示す。単品容量（Ａ群）１７０５は、商品Ａの単品容量を示す。ロケーションコード（Ｂ群）１７０６は、間口スペースＢのロケーションコードを示す。現状容量分類（Ｂ群）１７０７は、間口スペースＢの現状容量分類（最小値及び最大値）を示す。商品コード（Ｂ群）１７０８は、商品Ｂ（間口スペースＢに配置されている商品）の商品コードを示す。商品名（Ｂ群）１７０９は、商品Ｂの名称を示す。単品容量（Ｂ群）１７１０は、商品Ｂの単品容量を示す。商品名（Ａ群）１７０４及び商品名（Ｂ群）１７０９は、例えばユーザサイドのコンピュータシステムにおいて管理されている情報でよい。

＜Ｓ９０９：入替情報の出力＞

入替出力部２２９が、入替情報を出力する。入替情報は、商品入替に関する情報であり、例えば、入替リスト情報９０４、又は、入替リスト情報９０４（又は各入替ペア）に基づき生成された入替指示（入替ペアを構成する間口スペース間で商品を入れ替えることの指示）である。Ｓ９０９は、例えば、下記のうちの少なくとも一つでよい。
・入替出力部２２９が、入替リスト情報９０４を入出力装置１７０に表示する。
・入替出力部２２９が、決定された一つ以上の入替ペアに従う一つ以上の入替の指示である一つ以上の入替指示を生成し、当該一つ以上の入替指示を、複数の棚３１０が配置されているエリア３０１において作業をする作業員のモバイル端末（例えば、ラップトップ型又はタブレット型のパーソナルコンピュータ）、又は、複数の棚３１０が配置されているエリア３０１において商品の入替作業、ピッキング作業及び搬送作業のうちの少なくとも一つを含む作業を行うロボットを備えたロボットシステムに送信する。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実行することが可能である。例えば、本発明は、物品のピッキング作業や搬送が自動化されたロボットシステムが設置された環境（例えば、自律走行するロボットがピッキング作業や搬送を行うシステム）にも適用することができる。

５０…商品配置最適化システム

Claims (14)

1. 複数の棚が有し複数の物品が配置される複数の間口スペースの各々について、当該間口スペースに配置されている物品の将来の指定期間における需要予測の結果としての予測出荷量を基に当該物品の推奨容量値を計算する推奨計算部と、
   前記複数の間口スペースの各々の現状容量値と推奨容量値とを基に、それぞれが物品の入れ替えが生じる間口スペースペアである一つ以上の入替ペアを決定する入替ペア決定部と
   を備え、
   各間口スペースについて、前記現状容量値は、当該間口スペースの容量を意味する値であり、
   前記各間口スペースについて、前記推奨容量値は、当該間口スペースに配置されている物品が前記指定期間において単位期間に必要と予測される間口スペース容量を意味する値であり、
   前記一つ以上の入替ペアの各々は、下記の条件を満たしている、
   （ａ）当該入替ペアを構成する一方の間口スペースである第１の間口スペースの現状容量値が当該第１の間口スペースの推奨容量値よりも小さい、又は、当該入替ペアを構成する他方の間口スペースである第２の間口スペースの現在容量値が前記第２の間口スペースの推奨容量値よりも大きい、
   （ｂ）前記第２の間口スペースの推奨容量値が前記第１の間口スペースの現状容量値以下である、
   （ｃ）前記第１の間口スペースの推奨容量値が前記第２の間口スペースの現状容量値以下である、
   物品配置最適化システム。
2. 前記一つ以上の入替ペアの各々は、更に下記の条件を満たしている、
   （ｄ）前記第２の間口スペースに配置されている物品が占める容量を意味する値である現在保管量値が前記第１の間口スペースの現在容量値以下である、
   請求項１に記載の物品配置最適化システム。
3. 前記一つ以上の入替ペアの各々は、更に、物品入替の制約に関する一つ又は複数の条件である制約条件を満たしている、
   請求項２に記載の物品配置最適化システム。
4. 前記入替ペア決定部は、
   それぞれが（ａ）乃至（ｃ）を満たす一つ又は複数の入替ペア候補を決定し、
   当該一つ又は複数の入替ペア候補の各々についての入替効果測定の結果を基に、当該一つ又は複数の入替ペア候補から前記一つ以上の入替ペアを決定し、
   前記入替効果測定は、前記複数の棚の配置に関する情報である棚配置情報を基にピッキング作業時間を含む作業時間を入替前後について予測することを含む、
   請求項１に記載の物品配置最適化システム。
5. 物品が配置されている間口スペースである物品スペース毎に、当該物品スペースの現状容量値を、当該物品スペースに配置される物品の単品容量と、当該物品スペースに配置可能な物品の数の上限である補充限度とを基に計算する現在計算部、
   を更に備える請求項１に記載の物品配置最適化システム。
6. 物品が配置されていない間口スペースである空きスペースを含んだ段について、前記現在計算部は、
   当該段の容量値から、当該段における全ての物品スペースの現状容量値の合計を引いた値と、当該段に存在する空きスペースの数とを基に、当該段に存在する空きスペース毎の現状容量値を決定し、
   当該段において連続した一つ以上の空きスペースが隣接する間口スペース毎に、当該間口スペースの現状容量値を、当該間口スペースの現状容量値の最小値として決定し、当該間口スペースの現状容量値と、当該間口スペースに隣接する一つ以上の空きスペースの現状容量値との合計を、当該間口スペースの現状容量値の最大値として決定する、
   請求項５に記載の物品配置最適化システム。
7. 物品が配置されていない間口スペースである空きスペースを含んだ段において、連続した一つ以上の空きスペースが隣接する間口スペースの現状容量値の最小値と最大値があり、
   当該最小値は、当該間口スペースの現状容量値であり、
   当該最大値は、当該間口スペースの現状容量値と、当該間口スペースに隣接する一つ以上の空きスペースの現状容量値との合計である、
   請求項１に記載の物品配置最適化システム。
8. 前記需要予測の結果として、前記指定期間における単位期間毎に予測出荷量があり、
   前記指定期間に属する複数の予測出荷量にバラつきがある物品が配置されている間口スペースについて、当該間口スペースの推奨容量値の最小値と最大値とがあり、
   当該最小値は、前記複数の予測出荷量に基づく出荷量からバラつきを引いた値に基づいており、
   当該最大値は、前記複数の予測出荷量に基づく出荷量にバラつきを加えた値に基づいている、
   請求項１に記載の物品配置最適化システム。
9. 前記需要予測の結果として、前記指定期間における単位期間毎に予測出荷量があり、
   物品が配置されている開口スペースについて、当該開口スペースの推奨容量値は、前記指定期間に属する複数の予測出荷量に基づく出荷量と、単位期間において出荷される物品の数を保管しておく単位期間数である在庫保管単位期間数と、当該物品の単品容量とに基づいている、
   請求項１に記載の物品配置最適化システム。
10. 前記複数の間口スペースのうち少なくとも物品が配置されている各間口スペースを、推奨容量値に比して現状容量値が小さい群であるＡ群と、推奨容量値に比して現状容量値が大きい群であるＢ群とに分類するスペース分類部、
    を更に備え、
    前記一つ以上の入替ペアの各々について、
    前記第１の間口スペースは、前記Ａ群に属する間口スペースであり、
    前記第２の間口スペースは、前記Ｂ群に属する間口スペースである、
    請求項１に記載の物品配置最適化システム。
11. 前記Ａ群と前記Ｂ群の各々について、出荷量、現状容量値と推奨容量値との差分の絶対値、及び、緊急補充頻度のうちの少なくとも一つが大きい間口スペース程、優先的に、入替ペアを構成する要素の候補とされる、
    請求項１０に記載の物品配置最適化システム。
12. 前記決定された一つ以上の入替ペアに従う一つ以上の入替の指示である一つ以上の入替指示を生成し、当該一つ以上の入替指示を、前記複数の棚が配置されているエリアにおいて作業をする作業員のモバイル端末、又は、前記複数の棚が配置されているエリアにおいて商品の入替作業、ピッキング作業及び搬送作業のうちの少なくとも一つを含む作業を行うロボットを備えたロボットシステムに送信する入替出力部、
    を更に備える請求項１に記載の物品配置最適化システム。
13. 複数の棚が有し複数の物品が配置される複数の間口スペースの各々について、当該間口スペースに配置されている物品の将来の指定期間における需要予測の結果としての予測出荷量を基に当該物品の推奨容量値を計算し、
    前記複数の間口スペースの各々の現状容量値と推奨容量値とを基に、それぞれが物品の入れ替えが生じる間口スペースペアである一つ以上の入替ペアを決定し、
    各間口スペースについて、前記現状容量値は、当該間口スペースの容量を意味する値であり、
    前記各間口スペースについて、前記推奨容量値は、当該間口スペースに配置されている物品が前記指定期間において単位期間に必要と予測される間口スペース容量を意味する値であり、
    前記一つ以上の入替ペアの各々は、下記の条件を満たしている、
    （ａ）当該入替ペアを構成する一方の間口スペースである第１の間口スペースの現状容量値が当該第１の間口スペースの推奨容量値よりも小さい、又は、当該入替ペアを構成する他方の間口スペースである第２の間口スペースの現在容量値が前記第２の間口スペースの推奨容量値よりも大きい、
    （ｂ）前記第２の間口スペースの推奨容量値が前記第１の間口スペースの現状容量値以下である、
    （ｃ）前記第１の間口スペースの推奨容量値が前記第２の間口スペースの現状容量値以下である、
    物品配置最適化方法。
14. 複数の棚が有し複数の物品が配置される複数の間口スペースの各々について、当該間口スペースに配置されている物品の将来の指定期間における需要予測の結果としての予測出荷量を基に当該物品の推奨容量値を計算し、
    前記複数の間口スペースの各々の現状容量値と推奨容量値とを基に、それぞれが物品の入れ替えが生じる間口スペースペアである一つ以上の入替ペアを決定する入替ペア決定する
    ことをコンピュータに実行させ、
    各間口スペースについて、前記現状容量値は、当該間口スペースの容量を意味する値であり、
    前記各間口スペースについて、前記推奨容量値は、当該間口スペースに配置されている物品が前記指定期間において単位期間に必要と予測される間口スペース容量を意味する値であり、
    前記一つ以上の入替ペアの各々は、下記の条件を満たしている、
    （ａ）当該入替ペアを構成する一方の間口スペースである第１の間口スペースの現状容量値が当該第１の間口スペースの推奨容量値よりも小さい、又は、当該入替ペアを構成する他方の間口スペースである第２の間口スペースの現在容量値が前記第２の間口スペースの推奨容量値よりも大きい、
    （ｂ）前記第２の間口スペースの推奨容量値が前記第１の間口スペースの現状容量値以下である、
    （ｃ）前記第１の間口スペースの推奨容量値が前記第２の間口スペースの現状容量値以下である、
    コンピュータプログラム。

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