JP7378112B2 - 情報処理装置及び情報処理プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、情報処理装置及び情報処理プログラムに関する。
近年、より効率的に物品の配送を行うことが求められている。そのために、例えば、コンピュータを用いて配送に関する推計をし、この推計結果に基づいて、物品の配送を行う技術が利用されている。
このような、配送に関する推計を行う技術の一例が、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示の技術では、配送対象とする物品それぞれの容積(縦×横×高さ)等のデータを含んだマスタを予め用意しておく。そして、配送対象とする物品数の入力を受け付けると、このマスタを参照することにより、配送対象の物品全ての容積を推計する。
この推計した容積を用いることにより、更に、配送を行う車両の割り当てや、配送料金の算出等を行うことができる。
特開2017-010340号公報
上述した特許文献1に開示の技術等の一般的な技術を用いて適切に推計を行うためには、配送対象とする物品それぞれの容積等のデータを含んだマスタを予め用意しておく必要がある。
しかしながら、例えば、配送のみを請け負う事業者等は、物品の容積等のデータを所有していないことが多く、このようなマスタを予め用意することは困難であった。また、仮に物品の容積等のデータを所有している場合であっても、商品のライフサイクルが短い業界では、新しい商品が販売される都度、商品の容積等を測定してマスタを更新する必要が生じてしまい、煩雑であった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より簡便に配送に関する推計を行うための、情報処理装置及び情報処理プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様の情報処理装置は、
物品の数量及び種類と、該物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられた梱包資材の数量及び種類とを紐付けた実績データを取得する実績データ取得手段と、
前記実績データに基づいた機械学習を行うことにより、梱包資材に関する推計を行うための学習モデルを構築する学習手段と、
前記学習手段が構築した前記学習モデルに基づいて、推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を推計する推計手段と、
を備える。
本発明によれば、より簡便に配送に関する推計を行うことができる。
本発明の一実施形態に係る情報処理システムの全体構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る第1事業者装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る第2事業者装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る第3事業者装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における学習や推計の概念を示す第1模式図である。 本発明の一実施形態における学習や推計の概念を示す第2模式図である。 本発明の一実施形態における学習や推計の概念を示す第3模式図である。 本発明の一実施形態に係る第2事業者装置の学習における、第1学習アルゴリズムの流れを説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る第2事業者装置の学習における、第2学習アルゴリズムにより生成される決定木の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る情報処理システムが実行する学習処理時の流れを示すシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係る第2事業者装置が実行する、推計処理の流れを説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態の変形例における運賃計算の概念を示す模式図である。 本発明の一実施形態の変形例における学習や推計の概念を示す第1模式図である。 本発明の一実施形態の変形例における学習や推計の概念を示す第2模式図である。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。
[システム構成]
図1は、本実施形態に係る情報処理システムSの全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、情報処理システムSは、第1事業者装置10、第2事業者装置20、第3事業者装置30、及びネットワーク40を含む。
これら、第1事業者装置10、第2事業者装置20、及び第3事業者装置30は、ネットワーク40を介して相互に通信可能に接続される。このネットワーク40を介した各装置の間での通信は、任意の通信方式に準拠して行われてよく、その通信方式は特に限定されない。ネットワーク40は、例えば、インターネット、LAN(Local Area Network)、及び携帯電話網の何れか又はこれらを組み合わせたネットワークにより実現される。また、第1事業者装置10、第2事業者装置20、及び第3事業者装置30は、パーソナルコンピュータやサーバ装置等の情報処理機能を有する電子機器により実現される。
第1事業者装置10、第2事業者装置20、及び第3事業者装置30は、それぞれ異なる事業者が利用する装置である。すなわち、第1事業者装置10は、第1事業者が利用する装置であり、第2事業者装置20は、第2事業者が利用する装置であり、第3事業者装置30は、第3事業者が利用する装置である。
本実施形態では、説明の為の一例として、第3事業者は、商品を販売する店舗(例えば、コンビニエンスストア)を運営する事業者であると想定する。また、第1事業者は、第3事業者からの発注に応じて、商品(例えば、食品)を出荷するメーカ等の事業者であると想定する。更に、第2事業者は、第3事業者からの発注に応じて、第1事業者が出荷した商品を、第3事業者が運営する店舗まで配送する事業者であると想定する。
この場合、商品である物品は、図1に示すように、第1事業者、第2事業者、第3事業者の順番で移動する。
このような構成を有する情報処理システムSでは、学習処理及び推計処理を行う。
具体的に、学習処理において、第2事業者装置20が、物品の数量及び種類と、該物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられた梱包資材の数量及び種類とを紐付けた実績データを取得する。また、学習処理において、第2事業者装置20が、取得した実績データに基づいた機械学習を行うことにより、梱包資材に関する推計を行うための学習モデルを構築する。
更に、推計処理において、第2事業者装置20が、構築した学習モデルに基づいて、推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を推計する。
第2事業者は、この推計結果を参照することにより、第1事業者が、発注データに応じた商品を、何れの梱包資材に、どれだけの数で梱包するのかを予測することができる。すなわち、第2事業者は、他の事業者(第1事業者)が、どのように梱包してくるのかを、発注データに基づいて予測することができる。
そのため、第2事業者は、予測結果に基づいて、予め配送に必要な車両の割り当てや、配送経路の決定等を行っておき、効率的に配送を行うことができる。また、この場合に、第2事業者は、配送対象とする物品それぞれの容積等のデータを含んだマスタや、物品を梱包するための梱包資材に関するマスタを設けておく必要はない。
つまり、情報処理システムSによれば、より簡便に配送に関する推計を行うことができる。
なお、図中では、各装置を1台ずつ図示しているがこれは例示に過ぎず、情報処理システムSには、これら各装置が任意の台数含まれていてよい。また、これに応じて各装置を利用する各事業者が複数存在していてもよい。
次に、これら各装置それぞれの構成について詳細に説明をする。
[第1事業者装置の構成]
次に、第1事業者装置10の構成について、図2のブロック図を参照して説明をする。図2に示すように、第1事業者装置10は、CPU(Central Processing Unit)11と、ROM(Read Only Memory)12と、RAM(Random Access Memory)13と、通信部14と、記憶部15と、入力部16と、表示部17と、を備えている。これら各部は、信号線によりバス接続されており、相互に信号を送受する。
CPU11は、ROM12に記録されているプログラム、又は、記憶部15からRAM13にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
RAM13には、CPU11が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
通信部14は、CPU11が、情報処理システムSに含まれる他の装置との間で通信を行うための通信制御を行う。
記憶部15は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリで構成され、各種データを記憶する。
入力部16は、各種ボタン及びタッチパネル、又はマウス及びキーボード等の外部入力装置で構成され、ユーザの指示操作に応じて各種情報を入力する。
表示部17は、液晶ディスプレイ等で構成され、CPU11が出力する画像データに対応する画像を表示する。
第1事業者装置10が動作する場合、図2に示すように、CPU11において、在庫データ管理部111と、発注データ受信部112と、出荷指示部113とが機能する。
また、記憶部15の一領域には、在庫データ記憶部151が設定される。
在庫データ記憶部151には、第1事業者が製造する物品(以下、適宜「商品」と称する)の在庫データが記憶される。例えば、商品の在庫数、商品の製造予定数、商品の製造日時、及び製品の使用期限(例えば、賞味期限)等のデータが在庫データとして記憶される。
在庫データ管理部111は、在庫データ記憶部151が記憶する在庫データを管理する機能を含む。在庫データ管理部111は、例えば、入力部16により受け付けた第1事業者の操作や、第1事業者が利用する他の装置(図示を省略する)から通信部14を介して受信したデータ等に基づいて、在庫データ記憶部151が記憶する在庫データを最新の内容に更新することにより管理を行う。
発注データ受信部112は、第3事業者装置30から通信部14を介して発注データを受信する機能を含む。この発注データには、例えば、第3事業者が運営する各店舗それぞれに対して配送する商品の種類、商品の数、及び配送日時等のデータ等が含まれる。また、発注データ受信部112は、受信した発注データを出荷指示部113に対して出力する機能も含む。
出荷指示部113は、在庫データ記憶部151が記憶する最新の在庫データと、発注データ受信部112から入力された発注データに基づいて出荷指示情報を出力する機能を含む。出荷指示情報は、例えば、何日何時までに、何れの倉庫に在庫されている何れの商品を、何れの場所に対して出荷するかといった情報を含む。また、出荷指示部113は、例えば、発注データに含まれる商品についての在庫が不足している等の情報も出力するようにしてもよい。出荷指示部113による出力は、例えば、表示部17への表示や、印刷装置(図示を省略する)からの紙媒体への印刷等により実現される。
第1事業者は、この出荷指示を参照することにより、発注データに応じた出荷を行う。本実施形態では、説明の為の一例として第1事業者は、発注データに応じた商品を在庫から用意し、第2事業者の配送所まで、この用意した商品を配送する場合を想定する。ただし、第1事業者が発注データに応じた商品を在庫から用意し、第2事業者が第1事業者の倉庫等までこの商品を受け取りにいくような場合であっても、本実施形態を適用することは可能である。
[第2事業者装置の構成]
次に、第2事業者装置20の構成について、図3のブロック図を参照して説明をする。図3に示すように、第2事業者装置20は、CPU21と、ROM22と、RAM23と、通信部24と、記憶部25と、入力部26と、表示部27と、を備えている。これら各部は、信号線によりバス接続されており、相互に信号を送受する。
ここで、これら各部のハードウェアとしての機能は、上述の第1事業者装置10が備える、符号のみが異なる同名の各部のハードウェアとしての機能と同等である。従って、重複する説明を省略する。
第2事業者装置20が動作する場合、図3に示すように、CPU21において、発注データ受信部211と、実績データ取得部212と、学習部213と、推計部214とが機能する。
また、記憶部25の一領域には、実績データ記憶部251と、学習モデル記憶部252とが設定される。
実績データ記憶部251には、第1事業者が商品を配送するために行った梱包に関する情報が実績データとして記憶される。例えば、1回の配送に対応する発注データと、この発注データに対応する商品を梱包するために用いられた梱包資材の数量及び種類とを紐付けた情報が実績データとして記憶される。
学習モデル記憶部252には、後述の学習部213が機械学習を行うことにより構築した学習モデルが記憶される。学習部213により行われる機械学習の詳細や、学習モデルの詳細については、[学習と推計]という欄にて後述する。
発注データ受信部211は、第3事業者装置30から通信部24を介して発注データを受信する機能を含む。発注データ受信部211は、受信した発注データを実績データ取得部212に対して出力する。
実績データ取得部212は、実績データを取得する機能を含む。本実施形態において、第2事業者は、発注データに対応する商品を受け取った際に、実際に梱包のために用いられていた梱包資材の数量及び種類を計測し、入力部26の操作により計測結果を実績データ取得部212に対して入力する。実績データ取得部212は、入力部26により受け付けた第2事業者の操作や、第2事業者が利用する他の装置(図示を省略する)から通信部24を介して受信したデータ等に基づいて、発注データに対応する商品を梱包するために用いられた梱包資材の数量及び種類を取得する。
そして、発注データ受信部211は、発注データ受信部211から入力された発注データと、上述したようにして取得した発注データに対応する商品を梱包するために用いられた梱包資材の数量及び種類とを紐付けることにより、実績データを取得する。また、発注データ受信部211は、取得した実績データを実績データ記憶部251に記憶させる。
学習部213は、実績データ記憶部251に記憶されている実績データに基づいた機械学習を行うことにより、梱包資材に関する推計を行うための学習モデルを構築する機能を含む。
推計部214は、学習部213が構築した学習モデルに基づいて、推計対象とされた商品の数量及び種類に対応する商品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を推計する機能を含む。また、推計部214は、推計結果を出力する機能も含む。推計部214による出力は、例えば、表示部27への表示や、印刷装置(図示を省略する)からの紙媒体への印刷等により実現される。
学習部213により行われる機械学習の詳細や、学習モデルの詳細、及び推計部214により行われる推計の詳細は、[学習と推計]という欄にて後述する。
[第3事業者装置の構成]
次に、第3事業者装置30の構成について、図4のブロック図を参照して説明をする。図4に示すように、第3事業者装置30は、CPU31と、ROM32と、RAM33と、通信部34と、記憶部35と、入力部36と、表示部37と、を備えている。これら各部は、信号線によりバス接続されており、相互に信号を送受する。
ここで、これら各部のハードウェアとしての機能は、上述の第1事業者装置10や第2事業者装置20が備える、符号のみが異なる同名の各部のハードウェアとしての機能と同等である。従って、重複する説明を省略する。
第3事業者装置30が動作する場合、図4に示すように、CPU11において、発注データ生成部311と、発注データ送信部312とが機能する。
また、記憶部35の一領域には、発注データ記憶部351が設定される。
発注データ記憶部351には、発注データが記憶される。例えば、第3事業者が運営する各店舗それぞれに対して配送する商品の種類、商品の数、及び配送日時等のデータが発注データとして記憶される。
発注データ生成部311は、発注データ記憶部351が記憶する発注データを生成する機能を含む。発注データ生成部311は、例えば、入力部36により受け付けた第3事業者の操作や、第3事業者が利用する他の装置(図示を省略する)から通信部34を介して受信したデータ等に基づいて、発注データを生成する。そして、発注データ生成部311は、生成した発注データを発注データ記憶部351に記憶させる。
発注データ送信部312は、発注データ記憶部351が記憶する発注データを、通信部34を介して、発注データに対応する第1事業者装置10及び第2事業者装置20に対して送信する機能を含む。発注データ送信部312が送信した発注データは、上述した発注データ受信部112や、発注データ受信部211により受信される。
[学習と推計]
次に、学習部213により行われる機械学習の詳細や、学習モデルの詳細、及び推計部214により行われる推計の詳細について、図5から図9までを参照して説明をする。
図5から図7までは、機械学習や推計の概念を示す模式図である。学習部213は、実績データ記憶部251に記憶される実績データを教師データとして機械学習を行うことにより学習モデルを構築及び更新する。
具体的には、図5に示すように、学習部213は、実績データに含まれる発注データD11を入力とし、実績データに含まれる出荷データD12を出力とした場合の、この発注データD11と出荷データD12との関係性を学習する。そして、学習部213は、未知データ(まだ出力が確定していないデータ)に含まれる発注データD21を入力とした場合の、出荷データD22を、学習した発注データD11と出荷データD12との関係性に基づいて推計する。そして、推計部214は、推計した出荷データD22を、推計結果として出力する。
以上が、学習部213により行われる機械学習の詳細や、学習モデルの詳細、及び推計部214により行われる推計の詳細である。
次に、図6を参照して、発注データD11及び出荷データD12それぞれの具体的なデータ構造の例について説明をする。また、図7を参照して、発注データD21及び出荷データD22それぞれの具体的なデータ構造の例について説明をする。なお、これらの図に図示する具体例は、あくまで説明の為の一例であり、各データのデータ構造は、これらの図に図示する具体例には、限定されない。
図6に示すように、学習における入力となる発注データD11には、或る1つの店舗において各日(ここでは、一例として3月1日~3月5日)それぞれで発注された、各商品それぞれの数量及び種類が含まれる。例えば、商品「焼きそばパン」のレコードの場合、この商品が属するグループである商品グループ1「調理パン」と、商品グループ1が更に上位概念化されたグループである商品グループ2「惣菜類」と、各日の発注量が含まれる。また、発注データD11には、或る1つの店舗において各日それぞれで発注された、各商品グループそれぞれの数量も含まれる。例えば、商品グループ「調理パン」のレコードの場合、この商品グループに属する各商品の、各日の発注量の合計数が含まれる。例えば、図6の例であれば、商品グループ「調理パン」に属する、商品「焼きそばパン」、「コロッケパン」、「カツサンド」、及び「ピロシキパン」各日の発注量の合計数が含まれる。
ただし、これは一例に過ぎず、商品グループとして、上述したような情報とは異なる情報を利用するようにしてもよい。例えば、商品グループの数を更に多数設定するようにしてもよい。また、商品グループの階層数を更に増加し、商品グループ2が更に上位概念化されたグループである商品グループ3「食品」等を追加するようにしてもよい。また、各商品グループを階層化した関係とせず、何らの階層関係も有さないようにしてもよい。例えば、商品グループ1は、「調理パン」等の商品種別を示す情報として、商品グループ2は「男性用・女性用」、「定価販売品・特価販売品」といった商品グループ1とは、何らの階層も有さない情報としてもよい。すなわち、商品の属性を示す任意のプロパティ情報に基づいて、商品グループ生成するようにしてもよい。
また、図6に示すように、学習における出力となる出荷データD12には、第1事業者が、或る1つの店舗において各日それぞれで発注された各商品を、実際に梱包するために用いた梱包資材の数量及び種類が含まれる。例えば、出荷データD12には、梱包資材の種類として、「番重」と「クレート」がそれぞれ存在する。そして、出荷データD12には、或る1つの店舗において各日それぞれで、第1事業者が実際に梱包するために用いた「番重」と「クレート」の数量が含まれる。なお、梱包資材の種類として大きさや形状が含まれていてもよい。例えば、番重であっても、サイズの大きな番重と、これよりも小さなサイズの番重とで、異なる種類の梱包資材として取り扱うようにしてもよい。
学習部213は、機械学習によって、各日における、発注データD11と出荷データD12との関係性を学習する。なお、関係性の学習は、発注データD11に含まれる各商品の数量及び種類と、出荷データD12に含まれる梱包資材の数量及び種類との関係性について行われてもよいし、発注データD11に含まれる各商品グループの数量及び種類と、出荷データD12に含まれる梱包資材の数量及び種類との関係性について行われてもよい。
一方で、図7に示すように、発注データD21は、推計対象とする日(図中では、一例として「3月6日」と仮定する)の商品の数量及び種類を含んだデータである。発注データD21は、例えば、第2事業者が入力部26を介して入力してもよく、発注データ受信部211が受信した新たな発注データを、発注データD21としてもよい。
また、発注データD22は、推計部214が推計結果として出力したデータであって、出荷データD21により推計対象とされた商品の数量及び種類に対応する商品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を含んだデータである。
このようにして、推計部214は、学習部213が学習した発注データD11と出荷データD12との関係性に基づいて、発注データD21を入力とした場合の、出荷データD22を推計する。
なお、図6では、或る1つの店舗にて複数の日(ここでは、一例として3月1日~3月5日)それぞれにおいて発注された発注データD11や、この或る1つの店舗に対して複数の日(ここでは、一例として3月1日~3月5日)それぞれにおいて出荷された出荷データD12を用いて学習する場合を例に取って説明した。また、図7では、この或る店舗にて或る日(ここでは、一例として3月6日)において発注された発注データD21を用いて、出荷データD22を推計する場合を例に取って説明した。
しかしながら、これに限らず、例えば、或る1日において複数の店舗にて発注された発注データや、この或る1日において複数の店舗に出荷された出荷データを用いて学習するようにしてもよい。また、これら複数の店舗以外の或る店舗において或る日において発注された発注データを用いて推計をするようにしてもよい。更に、例えば、複数の日それぞれおいて複数の店舗それぞれにて発注された発注データや、この複数の日それぞれにおいて複数の店舗それぞれに出荷された出荷データを用いて学習をするようにしてもよい。これら点については、<第4変形例>として後述する。
次に、学習部213が学習を行うための手法の一例として、以下では、第1学習アルゴリズムと、第2学習アルゴリズムの2つのアルゴリズムについて説明をする。
[第1学習アルゴリズム]
第1学習アルゴリズムは、実績データに基づいて個々の商品のサイズを推計する手法である。学習部213が、この第1学習アルゴリズムに基づいて学習を行う場合の流れについて、図8のフローチャートを参照して説明をする。
ステップS101において、学習部213は、梱包資材の容量を評価する指標を選択する。指標は、例えば、梱包資材である容器の容積や、容器の底面積等から選択される。この選択は、予め定められた条件に基づいて行われてもよく、第2事業者の操作に基づいて行われてもよい。
ステップS102において、学習部213は、実績を学習する期間の実績データに基づいて、梱包資材容量の延べ合計を、全商品の延べ数量合計で割って全商品の平均サイズを求める
ステップS103において、学習部213は、全商品を同一のサイズと仮定し、ステップS102にて求めた全商品の平均サイズを、各商品それぞれのサイズとする。
ステップS104において、学習部213は、実績を学習する期間の実績データに基づいて、各商品についての期間内の1日当たりの平均の受注数を求める。
ステップS105において、学習部213は、実績を学習する期間の実績データに基づいて、期間内のそれぞれの1日に対して、現在、設定されている各商品のサイズに当該日に受注した数量を掛けて、現設定上、必要となる梱包資材数を推計する。
ステップS106において、学習部213は、実績を学習する期間の実績データに基づいて、ステップS105にて推計された梱包資材数と実績の梱包資材数の乖離が最も大きい日を選ぶ。ここで、乖離が最も大きいか否かは、例えば、推計された梱包資材数と実績の梱包資材数の差の乖離や、あるいは比の乖離が大きいか否かに基づいて判定することができる。
ステップS107において、学習部213は、実績を学習する期間の実績データに基づいて、ステップS106にて選択された当該の日において、実績の受注数がステップS104で求めた平均の受注数から最も乖離する商品を求める。
ステップS108において、学習部213は、推計上の梱包資材数が実績の梱包資材数になるべく近付くようにステップS107にて選択された当該商品の設定上のサイズを増減させる。この場合に、増減の幅又は増減率には制限を設けるようにしてもよい。
ステップS109において、学習部213は、推計上の梱包資材数が実績の梱包資材数に一致したか否かを判定する。一致しない場合は、ステップS109においてNoと判定され、処理はステップS107に戻る。そして、再度処理を再開する。なお、ステップS108における増減を行っているので、再度行われるステップS107では、前回のステップS107において選択された商品の次に乖離が大きかった商品が選択される。
一方で、一致した場合には、ステップS109においてYesと判定され、処理はステップS110に進む。なお、一致しない場合であっても、ステップS107からステップS109の処理を、N回(Nは任意の自然数)繰り返した場合にはステップS109においてYesと判定するようにしてもよい。
ステップS110において、学習部213は、本第1学習アルゴリズムの終了条件が満たされたか否かを判定する。ここで、終了条件は、任意に定めることができるが、例えば、推計上の梱包資材数と実績の梱包資材数が乖離する日がなくなったことや、あるいは所定回数ステップS109までの処理を繰り返したことを終了条件とすることができる。終了条件が満たされた場合には、ステップS110においてYesと判定され、本第1学習アルゴリズムは終了する。一方で、終了条件が満たされなかった場合には、ステップS110においてNo判定され、処理はステップS106に戻る。そして、再度処理を再開する。なお、ステップS108における増減を行っているので、再度行われるステップS106では、前回のステップS106において選択された日の次に乖離が大きかった日が選択される。
以上説明した、第1学習アルゴリズムによれば、個々の商品のサイズの推計値を出力できるので、人間がチェックして必要に応じて修正できる。つまり、実績データと推計値の関係がブラックボックスになるため、コンピュータがどのように判断して推計値を出したのかが分かりにくいという問題が生じない。
[第2学習アルゴリズム]
第2学習アルゴリズムは、各日の発注データ(例えば、商品それぞれの数量や、商品グループそれぞれの数量)を入力とし、それに対する実績の梱包資材数を出力とする組合せのレコードを教師データとして、ディープラーニングなどの一般的な教師あり(または半教師あり)機械学習アルゴリズムに学習させる方法である。
機械学習のアルゴリズムには任意のものが使えるが、一般に流通や物流の世界のデータは商品の改廃や価格・料金の変動が頻繁で普遍性がない、そのため、膨大な教師データを必要とするディープラーニング等の手法は適切ではない場合がある。
その代わり、一般に流通や物流の世界のデータでは、入力と出力の関係性は比較的単純である。例えば、一般的にサイズの大きい商品の数量が大きければ荷量も大きくなるという関係性があることは容易に分かる。
このような教師データの特性を考慮して、複雑な判別を行う能力には劣るが、少数の教師データからも良好な学習成績を得られるランダムフォレストのような決定木による学習を行うことが考えられる。
一例として、学習部213が、第2学習アルゴリズムとして、単純な決定木による学習を行う場合について説明をする。本例では、注文データを入力すると、或る種類の梱包資材が1個以上、必要になるかどうかを判断する決定木を作成する。
(1)この場合、学習部213は、実績データを、目的とする梱包資材が1個以上必要になった場合と、それ以外の場合の二つのグループに分ける。
(2)次に、学習部213は、上記(1)で分けた二つのグループのそれぞれに対して、入力側の各指標に対する平均値を求め、二つのグループの間で最も値が離れている指標を見つける。例えば、図6を参照して上述した発注データD11及び出荷データD12において、クレートが1個以上になるかどうかを判別しようとする場合は、クレートが0個の実績データのグループとクレートが1個以上のグループで最も数値がかけ離れる指標は「乳製品」の個数で、それぞれのグループにおける「乳製品」の個数の平均値は0と35.6である。
(3)上記(2)で発見した指標をこのレベルにおける分岐の指標とし、二つのグループの間の中間の値を分岐の値とする。例えば、図6を参照して上述した発注データD11及び出荷データD12の場合であれば、乳製品の個数が17.8以上かどうかで実績データを二分する。ただし、これは一例に過ぎず、他の方法により分岐指標を求めるようにしてもよい。
(4)上記(3)で二分したそれぞれのグループが、目的とする梱包資材が0個だけのデータと1個以上のデータに適切に分別されているか確認する。適切に分別されていない場合は、そのグループに対して、再度上記(1)に戻り、同様の手順で分割を行う。
本第2学習アルゴリズムによる上述の処理を行うことにより完成する完成した決定木の概念的なイメージを、図9に示す。このようにして完成した決定木を用いることにより、梱包に用いられる梱包資材の個数を判別することが可能となる。なお、図9に示すのは、概念的なイメージであり、実際に、図6を参照して上述した発注データD11及び出荷データD12に対して上記の手順通りに作成したものではない。
同様にして、他の種類のクレートや番重それぞれに対して、1個、2個、3個、・・・、M個(Mは任意の自然数)以上になるか否かを判別する決定木を作成する。これにより、複数種類の梱包資材それぞれについて、梱包に用いられる個数を判別することが可能となる。
本第2学習アルゴリズムによれば、緩衝材や組合せの問題で単純に積載する商品のサイズの合計で容器種類や個数を求められない場合でも推計を行うことができる。すなわち、単純に注文データの商品のサイズの合計だけで梱包後の荷物の総量が決まらない場合でも推計を行うことができる。
[学習処理]
次に、図10のシーケンス図を参照して、情報処理システムSが実行する学習処理の流れについて説明をする。ここで学習処理とは、情報処理システムSに含まれる各装置が協働することにより、第2事業者装置20により学習を実現する一連の処理である。
ステップS31において、第3事業者装置30の発注データ生成部311は、発注データを生成する。
ステップS32において、第3事業者装置30の発注データ送信部312は、ステップS31において発注データ生成部311が生成した実績データを、第1事業者装置10及び第2事業者装置20に対して送信する。
ステップS21において、第2事業者装置20の発注データ受信部211は、ステップS32において送信された発注データを受信する。
ステップS11において、第1事業者装置10の発注データ受信部112は、ステップS32において送信された発注データを受信する。
ステップS12において、第1事業者装置10の出荷指示部113は、ステップS11において受信した発注データに基づいて、出荷指示情報を生成する。そして、出荷指示部113は、この生成した出荷指示情報を出力することにより、第1事業者に対して出荷を指示する。この出荷指示に応じて、第1事業者は出荷を行う。これにより、図中に破線矢印で示すように、商品は第2事業者の配送センター等に移動される。そして、第2事業者は、発注データに対応する商品を受け取った際に、実際に梱包のために用いられていた梱包資材の数量及び種類を計測し、入力部26の操作により計測結果を実績データ取得部212に対して入力する。
ステップS22において、第2事業者装置20の実績データ取得部212は、実績データを取得する。また、実績データ取得部212は、取得した実績データを、第2事業者装置20の実績データ記憶部251に記憶させる。
ステップS23において、第2事業者装置20の学習部213は、機械学習を実行する。例えば、学習部213は、図8を参照して上述した第1アルゴリズム、又は図9を参照して上述した第2アルゴリズムに基づいて、機械学習を実行する。また、学習部213は、機械学習により構築(あるいは更新)した学習モデルを、第2事業者装置20の学習モデル記憶部252に記憶させる。これにより、学習処理は終了する。
以上説明した学習処理により、実績データに基づいて構築され、適宜更新された学習モデルを作成することができる。
なお、図8のシーケンス図に示す学習処理では、教師データである実績データが作成される都度、即座に機械学習を行うというオンライン学習を行っている。しかしながら、これに限られず、例えば、機械学習をバッチ学習で行うようにしてもよい。バッチ学習とは、実績データが作成されることが繰り返される間に、繰り返しに応じた複数の実績データを収集し、収集した全ての実績データを用いて、機械学習を行うという学習方法である。
[推計処理]
次に、図11のフローチャートを参照して、第2事業者装置20の推計部214が実行する推計処理の流れについて説明をする。ここで推計処理とは、学習処理において構築(あるいは更新)した学習モデルに基づいて、推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を推計する一連の処理である。
ステップS41において、推計部214は、推定対象データを受け付ける。
ステップS42において、推計部214は、推計を実行する。具体的に、推計部214は、ステップS41にて受信した推定対象データを、学習モデル記憶部252に記憶されている学習モデルの入力とする。そして、推計部214は、この入力に応じた学習モデルの出力を、推計結果として取得する。
ステップS43において、推計部214は、ステップS42において取得した推計結果を出力する。
第2事業者は、この推計結果を参照することにより、第1事業者が、発注データに応じた商品を、何れの梱包資材に、どれだけの数で梱包するのかを予測することができる。すなわち、第2事業者は、他の事業者(第1事業者)が、どのように梱包してくるのかを、発注データに基づいて予測することができる。
このような推計処理は、推定対象データ(例えば、今回の発注データ)を第2事業者装置20が取得した時点で行うことができる。例えば、図10の例であれば、ステップS21において発注データを受信した時点で推計処理を行うことができ、出荷された商品を実際に受け取る前に行うことができる。
そのため、第2事業者は、予測結果に基づいて、予め配送に必要な車両の割り当てや、配送経路の決定等を行っておき、効率的に配送を行うことができる。また、この場合に、第2事業者は、配送対象とする物品それぞれの容積等のデータを含んだマスタや、物品を梱包するための梱包資材に関するマスタを設けておく必要はない。
つまり、情報処理システムSによれば、より簡便に配送に関する推計を行うことができる。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。また、上述した各機能ブロックのそれぞれは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
換言すると、図2、図3、及び図4に図示した機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が情報処理システムSに備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図2、図3、及び図4に図示した例に限定されない。
例えば、本実施形態に含まれる機能的構成を、演算処理を実行するプロセッサによって実現することができ、本実施形態に用いることが可能なプロセッサには、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ及びマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field‐Programmable Gate Array)等の処理回路とが組み合わせられたものを含む。
例えば、第2事業者装置20については、機械学習に伴う演算量が多いため、例えば、パーソナルコンピュータにGPU(Graphics Processing Units)を搭載し、GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Units)と呼ばれる技術により、GPUを機械学習に伴う演算処理に利用するようにすると高速処理できるようになるのでよい。更には、より高速な処理を行うために、このようなGPUを搭載したコンピュータを複数台用いてコンピュータ・クラスターを構築し、このコンピュータ・クラスターに含まれる複数のコンピュータにて並列処理を行うようにしてもよい。
また、一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワーク又は記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されることによりユーザに提供されてもよく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供されてもよい。装置本体とは別に配布される記憶媒体は、例えば、磁気ディスク(フロッピディスクを含む)、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk),Blu-ray(登録商標) Disc(ブルーレイディスク)等により構成される。光磁気ディスクは、MD(Mini-Disk)等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図2のROM12、図3のROM22、及び図4のROM32、又は図2の記憶部15、図3の記憶部25、図4の記憶部35に含まれるハードディスク等で構成される。
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置及び複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略及び置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、本発明の実施形態を以下の変形例のように変形してもよい。
<第1変形例>
上述の実施形態では、推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を推計していた。これに限らず、他の推計を行うようにしてもよい。例えば、推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を配送するための運賃について推計を行うようにしてもよい。
そのためには、配送における特性(例えば、発地、着地、荷物の種類、及び配送に必要な車種等)の組合せを上述の実施形態における「商品」として取り扱い、輸送手段や運賃を「梱包資材」と取り扱う。このようにすれば、ある荷物集合の輸送依頼に対する車両の種類と台数や、運賃の推定することができる。
本変形例における運賃の推計について図12を参照してより詳細に説明をする。なお、図12に図示する具体例は、あくまで説明の為の一例であり、各データのデータ構造は、図12に図示する具体例には、限定されない。
本変形例では、教師データの入力として、上述した発注データD11に代えて、配送における特性と荷量とを紐付けた配送データD31を用いる。そして、これら配送における特性の組合せを1つの「商品」と考える。また、個々の特性は1つの「商品グループ」と考える。更に、荷量を「商品個数」と考える。
また、教師データの出力として、出荷データD12に代えて、配送において生じた費用である運賃を示す運賃データD32を用いる。そして、この運賃を「梱包資材」と考える。
このように考えることにより、学習部213は、上述の実施形態と同様にして、配送データD31を入力とし、運賃データD32を出力とした場合の、この配送データD31と運賃データD32との関係性を学習することができる。
なお、これら、配送データD31及び運賃データD32は、それぞれ実際に行われた配送における実績データであり、発注データD11や出荷データD12と同様に、ユーザの入力等に基づいて実績データ取得部212により取得される。
また、推計部214は、未知データ(まだ出力が確定していないデータ)に含まれる配送データD41を入力とした場合の、運賃データD42を、学習した配送データD31と運賃データD32との関係性に基づいて推計する。そして、推計部214は、推計した運賃データD42を、推計結果として出力する。
以上説明した本変形例によれば、推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を配送するための運賃について推計を行うことが可能となる。
また、本変形例を更に変形して、運賃以外の他の情報についての推計を行うようにしてもよい。例えば、1つの車両を、車両を一つの大きな梱包資材(すなわち、1つの大きな容器)と考えることにより、配送に必要な車両の種類と台数を推計するようにしてもよい。
<第2変形例>
推計対象とする発注データD21に、未知の商品(例えば、新製品)が含まれる場合に、商品グループを利用して推計を行うようにしてもよい。この場合、例えば、学習部213は、発注データD11に含まれる商品ではなく、発注データD11に含まれる商品グループと、出荷データD12との関係性を学習するようにする。
そして、推計部214は、推計対象とする発注データD21に、未知の商品が含まれる場合には、この未知の商品の商品グループに基づいて、推計を行う。
このようにすれば、発注データD21に、推計対象とする発注データD21に、未知の商品が含まれる場合であっても、より精度高く推計を行うことができる。
<第3変形例>
上述した実施形態では、学習処理において、第2事業者装置20が、取得した実績データに基づいた機械学習を行うことにより、梱包資材に関する推計を行うための学習モデルを構築していた。
また、推計処理において、第2事業者装置20が、構築した学習モデルに基づいて、推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を推計していた。そして、第2事業者がこの推計結果を利用していた。
これに限らず、学習処理や推計処理を行う機能を、第1事業者装置10(又は第3事業者装置30)により実現するようにしてもよい。そして、第1事業者(又は第3事業者)が、これらの装置により推計を行い、推計結果を、第2事業者に対して通知するようにしてもよい。
このような構成とした場合であっても、第2事業者は、他の事業者(第1事業者)が、発注データに対応する商品を、どのように梱包してくるのかを知ることができる。つまり、本変形例によっても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
<第4変形例>
上述した実施形態では、図6に示す発注データD11及び出荷データD12を用いた学習を行うこと、並びに、図7に示す発注データD21及び出荷データD22を用いた推計を行うことを、具体例として説明をした。
しかしながら、これに限らず、例えば、或る1日において複数の店舗にて発注された発注データや、この或る1日において複数の店舗に出荷された出荷データを用いて学習するようにしてもよい。また、これら複数の店舗以外の或る店舗において或る日において発注された発注データを用いて推計をするようにしてもよい。この場合に、学習に用いるデータの一例を、図13に発注データD51及び出荷データD52として示す。また、この場合に、推計に用いるデータの一例を、図14に発注データD61及び出荷データD62として示す。
図13に示すように、発注データD51は、或る1日(ここでは、一例として3月5日)において複数の店舗(ここでは、一例として店舗A~店舗E)にて発注された発注データである。また、図13に示すように、出荷データD52は、或る1日(ここでは、一例として3月5日)において複数の店舗(ここでは、一例として店舗A~店舗E)に出荷された出荷データある。
本変形例では、学習部213は、機械学習によって、各店舗における、発注データD51と出荷データD52の関係性を学習する。
一方で、図14に示すように、発注データD61は、推計対象とする日(図中では、一例として「3月6日」)の、推計対象とする店舗(図中では、一例として店舗X)商品の数量及び種類を含んだデータである。
また、発注データD62は、推計部214が推計結果として出力したデータであって、出荷データD61により推計対象とされた商品の数量及び種類に対応する商品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の数量及び種類を含んだデータである。
このようにして、推計部214は、学習部213が学習した発注データD51と出荷データD52との関係性に基づいて、発注データD61を入力とした場合の、出荷データD62を推計する。
以上説明したように、本変形例のように、或る1日において複数の店舗それぞれにて発注された発注データや、この或る1日において複数の店舗それぞれに出荷された出荷データを用いて学習をするようにしても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、本変形例を更に変形し、例えば、複数の日それぞれおいて複数の店舗それぞれにて発注された発注データや、この複数の日それぞれにおいて複数の店舗それぞれに出荷された出荷データを用いて学習をするようにしても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
10 第1事業者装置
20 第2事業者装置
30 第3事業者装置
11、21、31 CPU
12、22、32 ROM
13、23、33 RAM
14、24、34 通信部
15、25、35 記憶部
16、26、36 入力部
17、27、37 表示部
40 ネットワーク
111 在庫データ管理部
112 発注データ受信部
113 出荷指示部
151 在庫データ記憶部
211 発注データ受信部
212 実績データ取得部
213 学習部
214 推計部
251 実績データ記憶部
252 学習モデル記憶部
311 発注データ生成部
312 発注データ送信部
351 発注データ記憶部
S 情報処理システム

Claims (6)

  1. 複数種類の物品の数量及び種類と、該複数種類の物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられた梱包資材の数量及び種類とを紐付けた実績データを取得する実績データ取得手段と、
    前記実績データに基づいた機械学習を行うことにより、梱包資材に関する推計を行うための学習モデルを構築する学習手段と、
    前記学習手段が構築した前記学習モデルに基づいて、推計対象とされた複数種類の物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の種類ごとの数量を推計する推計手段と、
    を備える情報処理装置。
  2. 前記実績データ取得手段は、物品を出荷する第1事業者が物品の梱包を行った場合の前記実績データを取得し、
    前記学習手段は、前記第1事業者が物品の梱包を行った場合の前記実績データに基づいた機械学習を行うことにより、前記学習モデルを構築し、
    前記推計手段は、梱包された物品を配送する第2事業者が利用する装置に対して前記推計の結果を出力する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記学習手段は、前記実績データに基づいた機械学習を行うことにより、前記推計対象とされた物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために必要となる梱包資材の数量を判断するための学習モデルを、各種類の梱包資材それぞれについて構築する、
    請求項1又は2に記載の情報処理装置。
  4. 前記学習手段は、各種類の物品を所定の区分に基づいて分類し、該分類後の前記実績データに基づいた機械学習を行うことにより、梱包資材に関する推計を行うための学習モデルを構築し、
    前記推計手段は、推計対象とされた物品が前記実績データに存在しない場合に、該物品に対応する上記分類に基づいて、前記推計をする、
    請求項1からまでの何れか1項に記載の情報処理装置。
  5. 前記実績データ取得手段は、物品の配送における特性を示す情報と、該特性を示す情報に対応する配送を実際に行うために生じた運賃とを紐付けた実績データを運賃推計用の実績データとして取得し、
    前記学習手段は、前記運賃推計用の実績データに基づいた機械学習を行うことにより、配送により生じる運賃に関する推計を行うための学習モデルを構築し、
    前記推計手段は、前記学習手段が構築した前記運賃に関する推計を行うための学習モデルに基づいて、推計対象とされた物品の配送を実際に行うために生じる運賃を推計する、
    請求項1からまでの何れか1項に記載の情報処理装置。
  6. 情報処理装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、
    複数種類の物品の数量及び種類と、該複数種類の物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられた梱包資材の数量及び種類とを紐付けた実績データを取得する実績データ取得手段と、
    前記実績データに基づいた機械学習を行うことにより、梱包資材に関する推計を行うための学習モデルを構築する学習手段と、
    前記学習手段が構築した前記学習モデルに基づいて、推計対象とされた複数種類の物品の数量及び種類に対応する物品を実際に梱包するために用いられる梱包資材の種類ごとの数量を推計する推計手段と、
    を備える情報処理装置として前記コンピュータを機能させる情報処理プログラム。
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