JP7247436B2 - 物流システム - Google Patents

Description

本発明は、入出庫部と、格納部と、移載手段とから構成され、物品又は物品収納容器（以下、「物品等」という。）を、格納部に保管、整理、又は、仕分けすることができる立体倉庫において、この立体自動倉庫に付設され、物品等の効率的で自動化された注文先への出荷処理が行える物流システムに関する。

物流における近代化・合理化は、生産・販売面のそれに比較すると立ち遅れていたが、
近年、必要な時に必要な物品を手にしたいという要望が、産業界だけでなく一般消費者でも強くなり、急速な物流合理化、すなわち、物流革命が起こりつつある。このため、パレチゼーション、コンテナリゼーションによるユニット・ロード・システム、立体倉庫の自動化等が推進されている。

特に、コンピュータを用いて集約された膨大な入出荷及び在庫情報等に基づいて、様々な制御システムが、コンベヤ、リフト、周辺装置等を効率的に連動させ、物品等を整理、保管すると共に、仕分けすることができる立体自動倉庫は、収容量、空間利用効率、人員削減、作業環境改善等の総合的な物流効率という観点から注目され、日夜進歩している。

このような立体自動倉庫は、一般的に、入出庫部と、格納部と、移載手段から構成され、各種移載手段によって、格納部及び入出庫部における物品等の自在な往復移動が可能であり、物品等が、格納部に搬入、保管、整理、仕分けされ、搬出される。

格納部における物品等の自在な往復移動は、物品等を移載可能な伸縮アーム等を備えたクレーンや走行台車等の様々な機構により行われる。また、入出庫部における物品等の自在な往復移動は、コンベヤ等が主体で行われ、そのコンベヤ等には、方向変換、一時貯留（アキュムレーション）、速度制御、正逆搬送、及び、停止等の様々な機構が、必要に応じて備えられている。そして、入出庫部と格納部との物品等の往復移動も、これらの移載手段を介して行われるが、新たな移載手段が設けられる場合もある。

格納部は、碁盤目状に区画された格納棚が（物品等の出し入れ可能な）格納面の反対面で隣接して１組の格納棚を形成し、この一組の格納棚が格納面で所定の空間を隔てて並置されており、その空間に物品等の移載手段が配置された格納設備が構成単位となり所定の数だけ配設されている場合が、空間の利用効率が高く一般的であるが、限定されるものではない。例えば、碁盤目状に区画された格納棚が格納面で所定の空間を隔てて並置されており、その空間に物品等の移載手段が配置された格納設備が構成単位となって所定の数だけ配設されているような場合もある（特許文献３）。また、格納部が、必ずしも碁盤目状に区画された格納棚に限定されることはなく、コンベヤ、リフト、周辺装置等を効率的に連動させ、物品等を整理、保管すると共に、仕分けすることができる構造となっていればよい。

そして、上記移載手段の違いによって様々な立体自動倉庫が開発されている。例えば、図１に示す立体自動倉庫おいては、移載手段（１）４がスタッカクレーンで、空間３に配置されたレール４５、４６、その上を走行するクレーンマスト４１が備えられたクレーン台車４２、及び、そのクレーンマスト４１に付設された物品等を出し入れ可能な伸縮アーム４４を備えた物品載置台４３から構成され、格納面の反対面で隣接する１組の格納棚が所定の空間３を隔てて並置された格納部１に配備されている（特許文献１）。この移載手段（１）４により、格納棚の水平（Ｘ軸）方向及び垂直（Ｙ軸）方向に物品等の自在な往復移動が可能となっている。

また、図２に示す立体自動倉庫おいては、移載手段（２）５が、Ｙ軸方向の各段に設けられた走行レール５２、その上を往復運動する物品等を出し入れ可能な（図示していない）伸縮アームを備えた走行台車５１、物品等を移載可能な物品等載置搬送台５４を昇降自在に付設した昇降機５３、昇降機５３の近傍の格納棚に付設される仮置き搬送台５５から構成され、図１と同様の格納部１に配備されている（特許文献２）。この場合、走行台車５１が格納棚のＸ軸方向への物品等の自在な往復移動を、物品等載置搬送台５４を付設した昇降機５３がＹ軸方向の物品等の自在な往復移動をそれぞれ担い、仮置き搬送台５５が走行台車５１と物品等載置搬送台５４との間に介在し、ＸＹ軸方向への物品等の自在な往復移動を可能としている。

立体自動倉庫は、図１及び２の構成に限定されず、コンピュータを用いて集約された膨大な入出荷及び在庫情報等に基づいて、様々な制御システムが、コンベヤ、リフト、周辺装置等を効率的に連動させ、物品等を整理、保管すると共に、仕分けすることができる様々な構成が稼働している。

特に、図２に示した立体自動倉庫は、その他の立体自動倉庫と比較すれば、収納量、物流効率、空間利用効率、設備コスト、人員削減、作業環境改善等を含めた総合的な物流効率に優れているため、更なる改良が施されつつある。例えば、設備費用及び設置空間を抑制したまま収納量を増大させるため、昇降機構を対称の中心として格納棚を直列に配備したタンデム方式の立体倉庫（特許文献４）や、格納面の反対側で隣接する格納棚間の横断（Ｚ軸）方向への物品等の移載を可能とした横断搬送方式の立体自動倉庫（特許文献５）等が提案されている。

特に、横断搬送方式の立体自動倉庫では、格納部内において、極めて短い経路で物品等を整理、仕分けして保管できるので、予め設定された順序通りに出庫させることが可能となり、物品等の入出庫作業の自動化が促進される。例えば、図２において、格納棚Ｌ_ｎと隣り合う格納棚Ｒ_ｎ－１との間に段差等の物品が移動するための障害を設けなければ、通路３_ｎを走行している走行台車５１ｎの伸縮アームを利用したＰＬ_ｎからＰＲ_ｎ－１への物品等のＺ軸方向への水平移動が可能である。この動作を用いて、格納棚Ｒ_ｎ－１のＰＲ_ｎ－１の位置に移動してきた物品等は、左側の通路３_ｎ－１を走行する走行台車５１_ｎ－１の伸縮アームを介して、その通路３_ｎ－１の反対側の格納棚Ｌ_ｎ－１のＰＬ_ｎ－１の位置に移され、格納棚Ｌ_ｎのＰＬ_ｎは、格納棚Ｌ_ｎ－１のＰＬ_ｎ－１の位置まで配置が変更され得る。これは、走行台車５１以外の移載手段（２）５を用いることなく、ＸＺ軸方向への物品等の自在な移動が可能であることを意味し、例えば、ＰＬ_ｎの位置にある物品が注文されて出庫処理を行う場合、予め物品等をＰＬ_ｎの位置からＰＬ_ｎ－１の位置まで移動させておけるので、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫の集約作業を容易に行なえる。

このような立体自動倉庫内の集約作業が行えるようになると、予め設定された順序通りに出庫させる順出し機能を活用して、注文先に出庫する際の時間調整や仕分けするためのコンベヤが不要となると共に、出庫処理能力が大幅に向上する。そのため、立体自動倉庫の付帯設備として、立体自動倉庫の入出庫部の近くに、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分け作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことができるシステムが必要となってきた。

このようなシステムとして、出庫部に供給されてきた物品等の仕分け作業及び処理作業を、作業者又はロボット等（以下、「作業者」という。）が実質的に移動することなく効率的に行うことができる具体例を図３に示す。

図３は、（図示されていない）格納部に物品等を入出庫する搬送コンベヤ２４、入庫コンベヤ２１、及び、出庫コンベヤ２２から構成される入出庫部２に、収納容器提示コンベヤ２３を設置すると共に、集品空容器搬送コンベヤ８１及び集品空容器供給コンベヤ８２から成る集品空容器搬入部８と集品容器搬出コンベヤ１０１及び集品容器搬送コンベヤ１０２から成る集品容器搬出部１０との間に、集品空容器提示部９を設置し、収納容器提示コンベヤ２３と集品空容器提示部９とに隣接するように作業者１１を配置したシステムである。このシステムにより、作業者１１が移動することなく、出庫コンベヤ２２から収納容器提示コンベヤ２３に搬送されてきた収納容器６１に入っている物品等を集品空容器７に仕分けし、集品容器７１として集品容器搬出部１０から出庫することができるようになる。一方、収納容器６１は、物品等が残っている場合は、入庫コンベヤ２１を経由して、格納部に再配置され、物品等が残っていない場合は、入庫コンベヤ２１及び（図示されていない）格納部に物品等を入出庫する搬送コンベヤ２４を経由して処分される。

更に、このシステムを、図４に示す平面図、及び、図５に示す図４の切断線Ｉで紙面に垂直に切断した断面図を用いて具体的に説明する。入出庫物品等搬送コンベヤ２４から入庫された物品等は、格納部１における格納棚Ｌ及びＲに保管される。注文が入ると、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように、例えば、格納棚Ｒ_ｎ+１の指定された場所に整理された後、走行台車５１_ｎ＋１、仮置き搬送台５５Ｒ_ｎ＋１、及び、昇降機５３_ｎ＋１に付設されている物品等載置搬送台５４_ｎ＋１を経由して、物品等が入った収納容器６１_ｎ＋１が、出庫コンベヤ２２_ｎ＋１から収納容器提示コンベヤ２３_ｎ＋１に搬送される。それと同時に、集品空容器７_ｎ＋１が集品空容器搬送コンベヤ８１から集品空容器供給コンベヤ８２_ｎ＋１を経由して集品空容器提示部９_ｎ＋１に搬送され、そこで、作業者１１_ｎ＋１によって、収納容器６１_ｎ＋１の物品Ｅが集品空容器７_ｎ＋１に移載される。そして、物品Ｅが入った集品容器７１_ｎ＋１が、集品容器搬出コンベヤ１０１_ｎ＋１を経由して集品容器搬送コンベヤ１０２で搬出される。一方、物品Ｅが集品空容器７_ｎ＋１に移載されて空となった収納空容器６_ｎ＋１は、入出庫物品等搬送コンベヤ２４を経由して搬出されるが、物品Ｅが残っている収納容器６１_ｎ＋１は、入庫コンベヤ２１_ｎ＋１を経由して格納部に再配置される。図５では、ｎ列とｎ＋１列に関連するコンベヤ及び物品等が重なっているため、上記集品空容器提示部９_ｎ＋１で行われていることが、集品空容器提示部９_ｎとして描かれているが、図４と照らし合わせて見ることによって、立体的に物流を理解することができる。

このような物流システムにより、立体自動倉庫において、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分けを伴う出庫作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことが可能となるが、新たな問題を内在している。それは、図６に示すように、収納容器提示コンベヤ２３及び集品空容器提示部９とからなるピッキングステーションＧＴＰから出庫された物品等は、品種別、送付先方面別、顧客別等の分類を全て同時に出庫処理作業として行うことができないため、荷合せという仕分け作業を行った後、梱包・出荷されなければならず、格納部１からの出庫が滞りなく行われるに従い、集品容器７が荷合せ部１３に集中し、滞留するため、物流の律速段階となる場合が生じることである。

この荷合せで生じる問題は、例えば、図７に示すように、出荷空容器搬送コンベヤ１３１から送付先方面ごとの出荷空容器１２が出荷空容器提示部１３３に供給されると共に、立体自動倉庫から集品容器搬送コンベヤ１０２を経由して、品種別に分類された物品Ａ～Ｊが入っている集品容器７１が出荷容器提示部１３３に順出しされ、送付先方面ごとに物品が集約される作業で、自動化することが困難な工程であることに起因している。その後、物品等が集約された出荷容器１２１は、出荷容器搬送コンベヤ１４２で梱包部１４３を経由して、出荷コンベヤ１４４で出荷されるが、この梱包及び出荷工程が物流システムの律速段階となることはない。

これに対し、図８に示すような自動投入装置１３４を用いたシステムが検討され始めた。例えば、出荷空容器１２が、出荷空容器搬送コンベヤ１３１により自動投入装置１３４_ｎ－３に供給されると同時に、品種別に分類された物品Ａ～Ｃが入っている集品容器７１が搬送コンベヤ１０２から自動投入装置１３４_ｎ－３に供給され、自動的に送付先方面ごとに物品Ａ～Ｃが集約され、出荷容器搬出コンベヤ１４１_ｎ－３から出荷容器搬送コンベヤ１４２を経由して梱包部１４３に移動された後、出荷コンベヤ１４４で出荷されるシステムである。

この自動投入装置１３４を用いた荷合せは、作業者を必要としない自動化された物流システムであるが、物品等の衝撃を緩和したり、物品等を出荷容器に隙間なく収めたりすることが困難であり、活用可能な物品等が限定されるという問題がある。また、自動投入装置１３４に求められる衝撃緩和機構及び効率的収納機構を実現することが困難であり、例え、このような機構が自動投入装置１３４に備えられたとしても、自動投入装置自体が極めて複雑で大きく、高価なものになるという問題がある。

このように、立体自動倉庫において、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分けを伴う出庫作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことが可能となったが、簡便な機構で、最終的な出荷作業に至るまでの効率的で自動化された物流システムの完成には至っていない。

特開２０１２－２３６６８３号公報 国際公開２０１０／０２６６３３号公報 特開２０１５－１６８５７３号公報 特開２０１１－１７８５４９号公報 特表２０１５－５２４３７４号公報

上述したように、立体自動倉庫において、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分けを伴う出庫作業、更には、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業を効率的に行うことが可能となったが、簡便な機構で、最終的な出荷作業までを含めた効率的で自動化された物流システムの完成には至っていない。そこで、本発明は、立体自動倉庫において、出庫から出荷までを含めた効率的で自動化された物流システムを簡便な機構で提供することを目的としている。

本発明者らは、ＸＹ軸方向に碁盤目状に配列してなる物品等の格納棚が、移載手段を配設する所定の空間を隔てて対峙して配置され、その空間に、格納棚のＸ軸方向に物品等の往復移動が可能であって、格納棚との間で物品等の移載が可能である走行台車と、その走行レールが各段に設けられると共に、垂直方向に物品等の往復移動が可能である物品等載置搬送台を備えた昇降手段が配設され、物品等の入出庫部を備えた立体自動倉庫において、入出庫部に物品等の収納容器提示機構を連接し、収納容器提示コンベヤに連設するように出荷容器提示機構を配置することによって、仕分け、出庫、荷合せ、及び、出荷の作業を集約して行うことができ、出庫から出荷までの物流が効率的でほぼ自動化できることを見出し、本発明の完成に至った。

すなわち、本発明は、水平長手及び垂直方向に碁盤目状に配列してなる格納棚から構成される格納部と、その格納棚の物品等を出し入れ可能な格納面の水平長手方向に走行し、物品等を自在に出し入れすることができる移載手段と、移載手段が格納面において往復移動できる走行空間と、物品等を垂直方向に往復移動するための物品等載置搬送手段が付設された昇降手段と、物品等載置搬送手段と移載手段とを媒介する仮置き搬送手段と、物品等の入出庫部とを備えた立体自動倉庫において、物品等の入出庫部が、入出庫搬送手段とそれに連接する物品等収納容器提示機構とを備え、その物品等収納容器提示機構に連設するように出荷容器提示機構を物品等収納容器提示機構ごとに内設した第一の出荷容器搬送機構を配備したことを特徴とする物流システムである。特に、この第一の出荷容器搬送機構は、出荷容器提示機構と出荷容器の搬入機構及び搬出機構と一体化して兼ね備えていることを特徴としている。

また、本発明は、水平長手及び垂直方向に碁盤目状に配列してなる格納棚から構成される格納部と、その格納棚の物品等を出し入れ可能な格納面の水平長手方向に走行し、物品等を自在に出し入れすることができる移載手段と、移載手段が、格納面において往復移動できる走行空間と、物品等を垂直方向に往復移動するための物品等載置搬送手段が付設された昇降手段と、物品等載置搬送手段と移載手段とを媒介する仮置き搬送手段と、物品等の入出庫部とを備えた立体自動倉庫において、物品等の入出庫部が、入出庫搬送手段と入出庫搬送手段に連接する物品等収納容器提示機構とを備え、その物品等収納容器提示機構に連設するように第二の出荷容器搬送機構に連接する出荷容器提示機構を物品等収納容器提示機構ごとに付設したことを特徴とする物流システムである。特に、この物流システムにおいては、出荷容器提示機構は、第二の出荷容器搬送機構に接続された出荷容器の搬入機構及び搬出機構とから形成されることを特徴としており、第二の出荷容器搬送機構から独立して構成される。

つまり、本発明の物流システムの技術思想は、仕分け、出庫、及び、荷合せの各作業を一体化することが可能な機構を立体自動倉庫に付設させたことである。

本発明の物品等収納容器提示機構は、入出庫部において、格納棚から物品等を出庫する搬送手段と格納棚に物品等を入庫する搬送手段が、搬送手段で連結されることによって形成される。これらの各搬送手段は、コンベヤであることが好ましく、コンベヤが交差又は連結され、物品等の分岐及び合流を実行する必要がある箇所には、搬送方向を変換する各種方向変換機構を備えている。例えば、方向変換機構を備えた装置として、コンベヤに昇降式及び／又は回転式のローラ、ベルト、及び、ホイール等の方向変換させる機能部品を備えた装置、コンベヤ自体が回転する機能部品を備えた装置、コンベヤの側面に物品等の方向変換させる機能部品を備えた装置等が適用されるが、搬送装置で分岐及び合流搬送が可能な一般的な装置を全て使用することが可能である。特に、直角に分岐及び合流可能な搬送装置が好ましい。

また、上記搬送手段は、入出庫部の一部を形成し、物品等の処理、例えば、物品等を品種別、送付先方面別、顧客別等に分ける仕分け、保管庫内の物品等の再配置、整理、処分等を行うための搬送手段であるため、必要に応じ、一時貯留機構（アキュムレーションコンベヤ）、速度制御機構、正逆搬送機構、分岐搬送機構、合流搬送機構、及び、停止機構の少なくとも一つ以上の機構を有するコンベヤで構成されているものが好ましい。

本発明の第一の出荷容器搬送機構は、出荷容器提示機構が内設された搬送手段であって、その出荷容器提示機構が物品等収納容器提示機構に連設するように物品等収納容器提示機構ごとに配備される。ここで、連設とは、作業者が実質的に移動することなく、物品等収納容器提示機構に供給されてきた物品等を取り出し、その取り出した物品等を出荷容器に投入又は処理しうることが可能である位置に配設されることを意味する。そして、この第一の出荷容器搬送機構は、出荷容器を搬入する搬送手段と、出荷容器に物品等が出荷投入又は処理された出荷容器を搬出する搬送手段とが接続されて形成され、両者が一体化し、併用される一つの搬送手段に内設される。更に、この第一の出荷容器搬送機構は、出荷容器提示機構ごとに、例えば、ガイドランプ及びデジタル表示器等が付設されており、ガイドランプが点灯している位置の出荷容器に、物品等収納容器提示機構に供給されてきた物品等をデジタル表示器が指示する数だけ投入し、投入完了ボタンを押す一連の作業を繰り返すようなデジタルピッキングシステムであることが好ましい。

更に、この第一の出荷容器搬送機構についても、品種別、送付先方面別、顧客別等に分ける仕分けを行うための搬送手段であるため、必要に応じ、一時貯留機構（アキュムレーションコンベヤ）、速度制御機構、正逆搬送機構、分岐搬送機構、合流搬送機構、及び、停止機構の少なくとも一つ以上の機構を有するコンベヤで構成されているものが好ましい。特に、合流搬送機構は、出荷容器の供給の自由度を高め、分岐搬送機構は、梱包及び出荷工程への自由度を高めるため、物流システムを更に高速化・効率化することができる。このように、第一の出荷容器搬送機構は、荷合せの機能を有するものである。

このような物品等収納容器提示機構及び第一の出荷容器搬送機構を、入出庫物品等搬送手段から入庫された物品等が、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように格納部の格納棚に整理された立体自動倉庫に付設することによって、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分け、出庫、及び、荷合せを一体化することが可能となる。具体的に表現すれば、物品等収納容器提示機構に供給されてきた仕分けされた物品等が、作業者が実質的に移動することなく、物品等収納容器提示機構に供給されてきた物品等を取り出し、その取り出した物品等を出荷容器に投入することによって更に仕分けされ、予め決められた順番通りに梱包及び出荷工程に順次搬送されるということである。ただし、必要に応じ、合流搬送機構及び分岐搬送機構を設けることによって、予め決められた順番と逆転して梱包・出荷工程に移動させることもできる。

一方、本発明の物品等収納容器提示機構は、そこで収納容器内の物品等が取り出され、収納容器内に物品等が残った場合、格納部内に収納容器を再配置又は整理・整頓するために再入庫する、或いは、収納容器を処分するために格納部から出庫する等の処理作業も効率的に行うことが可能である。もちろん、収納容器内に物品等がなくなった場合には、収納容器を処分するために格納部から出庫することが可能である。

更に、本発明の物品等収納容器提示機構に連設するように第二の出荷容器搬送機構に連接する出荷容器提示機構を別途配備することが好ましい。この出荷容器提示機構は、物品等提示機構に対し、作業者が実質的に移動することなく、物品等収納容器提示機構に供給されてきた物品等を取り出し、その取り出した物品等を、出荷容器提示機構に供給されてきた出荷容器に投入又は処理しうることが可能である位置に配設され、搬送手段によって第二の出荷容器搬送機構に接続される。そして、第二の出荷容器搬送機構は、出荷容器提示機構に出荷容器を搬入し、物品等が投入又は処理された出荷容器の搬出するための搬送手段であって、出荷容器提示機構ごとに、例えば、ガイドランプ及びデジタル表示器等が付設されており、ガイドランプが点灯している位置の出荷容器に、物品等収納容器提示機構に供給されてきた物品等をデジタル表示器が指示する数だけ投入し、投入完了ボタンを押す一連の作業を繰り返すようなデジタルピッキングシステムであることが好ましい。従って、この場合、出荷容器提示機構が荷合せの機能を有している。

第二の出荷容器搬送機構及び出荷容器提示機構も、入出庫部の一部を形成し、物品等を品種別、送付先方面別、顧客別等に分ける仕分け等の物品等の処理に係わる搬送を行い、梱包・出荷工程への物品等の搬出を効率的に行うための搬送手段であるため、コンベヤであることが好ましく、コンベヤが交差又は連結され、物品等の分岐及び合流を実行する必要がある箇所には、搬送方向を変換する上記の各種方向変換機構を備えており、特に、直角に分岐可能な搬送装置が好ましい。また、必要に応じ、一時貯留機構（アキュムレーションコンベヤ）、速度制御機構、正逆搬送機構、分岐搬送機構、合流搬送機構、及び、停止機構の少なくとも一つ以上の機構を有するコンベヤで構成されているものが好ましい。

第二の出荷容器搬送機構は、出荷空容器を搬入し、物品等が投入された出荷容器を梱包・出荷工程に搬出する過程において、コンピュータを用いて集約された膨大な情報に基づいて、物品等を投入しなければならない格納棚の列に配設された出荷容器提示機構に出荷空容器及び物品等が投入された出荷容器を搬入し、搬出する。従って、作業者は、物品等収納容器提示機構に供給される仕分けされた物品等を、出荷容器提示機構に供給されてきた出荷空容器又は物品等が投入された出荷容器に、必要とする物品等を移載すればよいだけで、作業者のミスが発生する可能性が極めて低くなるという特徴がある。更に、出荷容器提示機構を新たに設けることによって、出荷空容器及び物品等が投入された出荷容器の搬送形態の自由度が高まり、物流が高速化・効率化されるという特徴もある。

このように、物品等収納容器提示機構、出荷容器提示機構、第二の出荷容器搬送機構を入出庫物品等搬送手段から入庫された物品等が、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように格納部の格納棚に整理された立体自動倉庫に付設されることによって、物品等の品種別、送付先方面別、顧客別等の分類といった仕分け、出庫、及び、荷合せを一体化することが可能となり、簡便な機構で、最終的な出荷作業までを含めた効率的で自動化された物流システムが構築される。

なお、既に記載したように、このような物流は、従来の一般的な方法、すなわち、膨大な入荷、出荷、及び、在庫データを保有する中央情報システムに基づいた様々な制御システムによって制御され、コンベヤ、昇降機、ピッキング、周辺装置等の一連の動作が連動して行われる。

本発明により、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように格納部の格納棚に整理された立体自動倉庫から供給される仕分けされた物品等の更なる仕分けによって、出庫及び荷合せをも一体化することが可能となり、最終的な出荷作業までを含めた効率的で自動化された物流システムを簡便な機構で構築することができると同時に、格納部内の物品等の再配置、整理・整頓、処分等の処理作業も効率的に行うこともできる。

また、本発明の物流システムは、人の介在する工程が少なく、簡便な搬送手段を主体とするため、膨大な入荷、出荷、及び、在庫データを保有する中央情報システムに基づいた様々な制御システムによって制御され、コンベヤ、昇降機、ピッキング、周辺装置等の一連の動作が連動して行われる自動化システムを提供するものである。

スタッカクレーンを物品等の移載手段として配設した従来の立体自動倉庫の模式図である。 走行台車と昇降機を物品等の移載手段として配設した従来の立体自動倉庫の模式図である。 図２に示す立体自動倉庫の入出庫部に付設された収納容器提示部の近くに、集品容器搬入出部と連接する集品空容器提示部を配置し、収納容器提示部と集品空容器提示部とに隣接するように作業者を配備した物流システムの概略図である。 図３に示す物流システムの、物品等の流れを説明するための平面模式図である。 図４の切断線Ｉで紙面に垂直に切断し、立体的に物品等の流れを説明するための断面模式図である。 図１又は２に示す立体自動倉庫の入出庫部に付設された収納容器提示部の近くに、集品容器搬入出部と連接する集品空容器提示部を配置し、収納容器提示部と集品空容器提示部とに隣接するように作業者を配備した物流システムにおける入庫から出庫及び出荷までの工程概要図である。 図６に示す荷合せ及び梱包・出荷工程の概要図である。 図６に示す荷合せ及び梱包・出荷工程において、荷合せ工程に自動投入装置を導入した場合の概要図である。 本発明の物流システムの特徴を示す、入庫から出庫及び出荷までの工程概要図である。 本発明の一実施形態に係る、図２の立体自動倉庫の入出庫部に、収納容器提示コンベヤ、並びに、出荷空容器搬送コンベヤ、及び、出荷空容器提示部、及び、出荷容器搬送コンベヤから成る第一の出荷容器搬送機構を付設した物流システムの平面模式図である。 本発明の一実施形態に係る、図１０の切断線ＩＩで紙面に垂直に切断した、物流システムの断面模式図である。 本発明の一実施形態に係る、図２の立体自動倉庫の入出庫部に、収納容器提示コンベヤ、並びに、出荷空容器提示部、及び、出荷空容器搬送・供給コンベヤ、及び、出荷容器搬出・搬送コンベヤから成る第二の出荷容器搬送機構を付設した物流システムの平面模式図である。 本発明の一実施形態に係る、図１２の切断線ＩＩＩで紙面に垂直に切断した物流システムの断面模式図である。

以下、本発明を、図面に示した一実施形態を用いてより詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能であり、特許請求の範囲に記載した技術思想によってのみ限定されるものである。

図９は、本発明の物流システムの特徴を説明するために描かれた入庫から出庫及び出荷までの物品等の流れを示す工程概要図であり、この流れは、膨大な入荷、出荷、及び、在庫データを保有する中央情報システムに基づいた様々な制御システムによって制御され、コンベヤ、昇降機、ピッキング、周辺装置等の一連の動作が連動して行われる自動化システムによって具現化されるものである。なお、移載手段は、物品等の出し入れや移動を可能とする伸縮アーム等を備えた、図１に示すようなスタッカクレーン型の移載手段４、又は、図２に示すような走行台車型の移載手段５のいずれも適用でき、スタッカクレーン型の移載手段４の場合には、昇降機５３は不要である。

まず、入出庫物品等搬送コンベヤ２４から格納棚Ｌ、Ｒに入庫された物品等が投入された収納容器は、注文が入ると、予め決められた順番どおりに出庫する順立て出庫できるように整理される。そして、格納棚Ｌ、Ｒから収納容器が取り出され、出庫コンベヤ２２を経由して、収納容器提示コンベヤ２３及び出荷空容器提示部１３３から成るピッキングステーションＧＴＰ、例えば、ＧＴＰ－１において、収納容器から必要な数量だけ、例えば、ある送付先方面の出荷空容器に移載される。そして、この出荷容器は、出荷空容器と出荷容器の搬送を兼ねたコンベヤで搬送され、この送付先方面の出荷容器に仕分けされるべき物品等をＧＴＰ－３で更に移載した後、直ちに出荷容器搬送コンベヤで梱包・出荷部１４に移動され、出荷される。すなわち、本発明の、物品等収納容器提示コンベヤ、出荷空容器提示部、出荷空容器搬送コンベヤ、及び、出荷容器搬送コンベヤから構成されるシステムは、従来の荷合せに相当する機能を有している。従って、本発明によれば、格納棚への入庫から送付先への出荷までがほぼ完全に自動化された物流が提供される。

一方、必要な数量だけの物品等が取り出された収納容器に物品等が残っている場合は、入庫コンベヤ２１を経由して格納棚Ｌ、Ｒに再配置或いは整理されるか、入出庫コンベヤ２４を経由して処分される。もちろん、収納容器に物品等が残っていない場合は、入出庫コンベヤ２４を経由して処分される。

図１０の平面図は、図２の立体自動倉庫の入出庫部２に、収納容器提示コンベヤ２３、並びに、出荷空容器搬送コンベヤ１３１、及び、出荷空容器提示部１３３、及び、出荷容器搬送コンベヤ１４２から成る第一の出荷容器搬送機構を付設した物流システムの平面模式図である。図２に示すような走行台車型の移載手段５を具体例として用い、請求項１に包摂される本発明の一実施形態を示している。ＸＹ軸方向に碁盤目状に配列してなる物品等を格納するＲ_ｎ列の格納棚とＬ_ｎ列の格納棚とが、移載手段の配設空間３_ｎを介して対面し、一つの立体自動倉庫のユニットを形成しており、このユニットが、複数Ｚ軸方向に並んでおり、ここでは、その一部を表記した。更に、背面で隣接するＲ_ｎ－１列の格納棚とＬ_ｎ列の格納棚の間には、物品等の水平移動を妨げるものはない。

Ｘ軸方向の物品等の移動手段は、走行レール５２上を自在に走行する物品等を自在に出し入れ可能な、例えば、伸縮アーム部を有する走行台車５１であり、Ｙ軸方向の物品等の移動手段は、物品等載置搬送台５４を備えた昇降機５３で構成されており、物品等載置搬送台５４と走行台車５１との物品等の移動を媒介するための仮置き搬送台５５が格納棚の端に設けられている。更に、背面で隣接するＲ_ｎ－１列とＬ_ｎ列の格納棚間は、伸縮アームによって物品等の水平移動が可能であり、これら全体で格納棚のＸＹＺ軸方向の自在な物品等の往復移動が可能な移載手段を構成している。

入出庫部２は、物品等の格納棚への入出庫を担う物品等入出庫コンベヤ２４、格納棚Ｌに付設される入庫コンベヤ２１、格納棚Ｒに付設される出庫コンベヤ２２、そして、格納棚Ｌ及びＲに付設される収納容器提示コンベヤ２３が、入庫コンベヤ２１と出庫コンベヤ２２に接続されている。これらのコンベヤの交差するところにおいては、直角に方向変換可能なコンベヤに昇降式ローラの方向変換機能部品を備えた方向変換機構付き搬送台を配備している。また、それぞれのコンベヤは、少なくとも一時貯留機構及び停止機構を備えている。

上記収納容器提示コンベヤ２３の近くに、出荷空容器搬送コンベヤ１３１と出荷容器搬送コンベヤ１４２を兼ね、デジタル表示器、ガイドランプが備えられたコンベヤが連設され、このコンベヤには、収納容器提示コンベヤ２３に面して、出荷空容器提示部１３３が内設されており、少なくとも、一時貯留機構及び停止機構を備えている。ここで、収納容器提示コンベヤ２３と出荷空容器提示部１３３の位置関係は、作業者１１が移動することなく、収納容器提示コンベヤ２３に供給された収納容器６１から出荷空容器提示部１３３に供給された出荷空容器１２への物品等の移載が可能である距離にあることである。そして、出荷空容器搬送コンベヤ１３１、出荷容器搬送コンベヤ、及び、１４２出荷空容器提示部１３３が、従来の荷合せ部１３に相当する機能を発揮する。

図１０には図示していないが、必要に応じて、出荷空容器搬送コンベヤ１３１と出荷容器搬送コンベヤ１４２を兼ねたコンベヤに、出荷容器、例えば、物品Ｃを仕分けした出荷容器を梱包工程に先送り可能な分岐コンベヤを設けても良い。また、同じく、出荷空容器搬送コンベヤ１３１と出荷容器搬送コンベヤ１４２を兼ねたコンベヤに、出荷空容器を先送りすることが可能な合流コンベヤを設けても良い。これらによって、より高速で効率の良い物流を実現することができる。

図１０を用いて物品等の流れをより具体的に説明する。物品Ｄは、物品等に関する膨大なデータに基づいて制御、動作された走行台車５１_ｎ、物品等載置搬送台５４Ｒ_ｎを備えた昇降機５３_ｎ、仮置き搬送台５５Ｒ_ｎ等の移載手段を用いて、格納棚Ｌ、Ｒに整理され保管されている。物品Ｄに注文が入ると、同じ移載手段を用いて、予め決められた順番どおりに出庫できるように、例えば、格納棚Ｒ_ｎの指定された場所に再配置した後、順立て出庫される。すなわち、出庫コンベヤ２２_ｎを経由して収納容器提示コンベヤ２３_ｎに供給される。それと同時に、出荷空容器搬送コンベヤ１３１から空容器１２が、出荷空容器提示部１３３_ｎに供給され、作業員１１_ｎが移動することなく、その場で、物品Ｄの収納容器６１_ｎから出荷容器１２_ｎへの移載が完了し、出荷容器１２１_ｎとして出荷容器搬送コンベヤ１４２で搬送される。更に、この出荷容器１２１_ｎに仕分けされるべき物品Ｅが、同様に、収納容器提示コンベヤ２３_ｎ＋１と出荷空容器提示部１３３_ｎ＋１との間で移載され、出荷容器搬送コンベヤ１４２を経由して梱包及び出荷工程に搬送される。

一方、収納容器６１_ｎから物品Ｄが取り出され、空となった収納容器６_ｎは、入庫コンベヤ２１_ｎを経由して、入出庫コンベヤ２４から自動倉庫外に搬出される。収納容器６１_ｎに物品Ｄが残っている場合は、入庫コンベヤ２１_ｎを経由して格納棚Ｒ_ｎに再配置されるか、別の格納棚に整理されるか、入庫コンベヤ２１_ｎを経由して、入出庫コンベヤ２４から自動倉庫外に搬出される。

更に、本発明の一実施形態である物流システムを、図１０の切断線ＩＩで紙面に垂直に切断して認められる断面模式図を図１１に示す。ここでは、本発明の入出庫部２に付設した入庫コンベヤ２１、出庫コンベヤ２２、収納容器提示コンベヤ２３、出荷空容器搬送コンベヤ１３１、出荷容器搬送コンベヤ１４２、出荷空容器提示部１３３を、格納棚Ｌ、Ｒの一段目に設けているが、格納棚Ｌ、Ｒの何段目に設けても良いし、格納棚Ｌ、Ｒを底上げしたり、階上に設置し、格納棚Ｌ、Ｒの真下や階下に設けても良い。

次いで、図１２の平面図は、図２の立体自動倉庫の入出庫部２に、収納容器提示コンベヤ２３、並びに、出荷空容器提示部１３３、及び、出荷空容器搬送・供給コンベヤ１３１・１３２、及び、出荷容器搬出・搬送コンベヤ１４１・１４２から成る第二の出荷容器搬送機構を付設した物流システムの平面模式図で、請求項２に包摂される本発明の一実施形態を示している。このシステムの特徴は、出荷空容器提示部１３３を、出荷空容器搬送コンベヤ１３１及び出荷容器搬送コンベヤ１４２を兼ねたコンベヤから、出荷空容器供給コンベヤ１３２及び出荷容器搬出コンベヤ１４１を付設して独立させたことである。これは、段落００４６に記載した分岐コンベヤ及び合流コンベヤを、物品等の移載が行われる格納棚Ｌ、Ｒごとに設け、出荷空容器１２及び出荷容器１２１の物流の高速化及び高効率化を実現したものである。

図１２に示した本発明の一実施形態である物流システムを、図１２の切断線ＩＩＩで紙面に垂直に切断して認められる断面模式図を図１３に示す。図１３も図１１と全く同様のことが言える。

以上、一実施形態を示すことによって、本発明を具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態によって限定されるものではない。

本発明は、立体自動倉庫の入出庫部に連接するように、収納容器提示機構を設け、収納容器提示機構に連設するように、出荷容器提示機構を備えた出荷容器搬送機構を付設するだけで、入庫から出荷までの一連の作業工程をほぼ自動化した物流システムを構築できると共に、立体倉庫内の物品等の再配置、整理、処分も行えるシステムである。従って、単なる物品及び物品収納容器等に限定されるものではなく、車、書籍、あるいは、工場等における原材料、部品、仕掛品、完成品等のあらゆる保管管理システムに適用することができる立体自動倉庫を用いた物流システムである。

１ 格納部
２ 入出庫部
２１ 格納棚Ｌに付設される入庫コンベヤ
２２ 格納棚Ｒに付設される出庫コンベヤ
２３ 格納棚Ｌ及びＲに付設される収納容器提示コンベヤ
２４ 入出庫物品等搬送コンベヤ
３ 移載手段の配設空間
４ 移載手段（１）
４１ 移載手段（１）を構成するクレーンマスト
４２ 移載手段（１）を構成するクレーン台車
４３ 移載手段（１）を構成する物品等載置台
４４ 移載手段（１）を構成する伸縮アーム
４５ 移載手段（１）を構成する上部走行レール
４６ 移載手段（１）を構成する下部走行レール
５ 移載手段（２）
５１ 移載手段（２）を構成する走行台車
５２Ｌ 格納棚Ｌに設置され、移載手段（２）を構成する走行レール
５２Ｒ 格納棚Ｒに設置され、移載手段（２）を構成する走行レール
５３ 移載手段（２）を構成する昇降機
５４Ｌ 昇降機５３の格納棚Ｌ側に付設され、移載手段（２）を構成する物品等載置搬送台
５４Ｒ 昇降機５３の格納棚Ｒ側に付設され、移載手段（２）を構成する物品等載置搬送台
５５Ｌ 格納棚Ｌに連設され、移載手段（２）を構成する仮置き搬送台
５５Ｒ 格納棚Ｒに連設され、移載手段（２）を構成する仮置き搬送台
６ 収納空容器
６１ 物品等が入っている収納容器
７ 集品空容器
７１ 物品等が入っている集品容器
８ 集品空容器搬入部
８１ 集品空容器搬送コンベヤ
８２ 集品空容器供給コンベヤ
９ 集品空容器提示部
１０ 集品容器搬出部
１０１ 集品容器搬出コンベヤ
１０２ 集品容器搬送コンベヤ
１１ 作業者
１２ 出荷空容器
１２１ 物品等が入っている出荷容器
１３ 荷合せ部
１３１ 出荷空容器搬送コンベヤ
１３２ 出荷空容器供給コンベヤ
１３３ 出荷空容器提示部
１３４ 物品等自動投入装置
１４ 梱包・出荷部
１４１ 出荷容器搬出コンベヤ
１４２ 出荷容器搬送コンベヤ
１４３ 梱包部
１４４ 出荷コンベヤ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ 物品
Ｌ，Ｒ 格納棚
ＰＬ，ＰＲ 格納棚Ｌ及びＲに格納される物品等
ＧＴＰ ピッキングステーション
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ 切断線
下付きｎ 移載手段の配設空間の第ｎ列に係ることを示し、例えば、３_ｎは
第ｎ列の移載手段の配設空間

Claims (2)

1. 水平長手及び垂直方向に碁盤目状に配列してなる格納棚から構成される格納部と、
   前記格納棚の物品又は物品収納容器を出し入れ可能な格納面の水平長手方向に走行し、前記物品又は物品収納容器を自在に出し入れすることができる走行台車と、
   前記走行台車が走行するための走行レールと、
   前記走行台車が、前記格納面において往復移動できる走行空間と、
   前記物品又は物品収納容器を垂直方向に往復移動するための物品又は物品収納容器載置搬送手段が付設された昇降手段と、
   前記物品又は物品収納容器載置搬送手段と前記走行台車とを媒介する仮置き搬送手段と、
   前記物品又は物品収納容器の前記格納部の入出庫部と、
   前記格納部から所定の前記物品又は物品収納容器を出庫させる出庫搬送手段と、
   前記格納部へ所定の前記物品又は物品収納容器を入庫させる入庫搬送手段と、
   前記出庫搬送手段と前記入庫搬送手段との間に介設される物品又は物品収納容器提示機構と、
   前記物品又は物品収納容器提示機構に隣接して並設される、所定の前記物品又は物品収納容器が移載される出荷容器を最終出荷工程まで搬送する搬送機能と、前記物品又は物品収納容器提示機構ごとに所定の前記物品又は物品収納容器の前記出荷容器への仕分けと荷分けを同時に行う出荷容器提示機能とを兼備する出荷容器搬送機構と、
   を配備していることを特徴とする物流システム。
2. 出荷容器提示機構が、前記物品又は物品収納容器提示機構ごとに前記出荷容器搬送機構に連接される出荷容器搬入手段と出荷容器搬出手段との間であって、前記物品又は物品収納容器提示機構に隣接して並設されていることを特徴とする請求項１に記載の物流システム。
   

Images