JP7425449B2 - 倉庫管理システム及びその管理サーバのプログラム - Google Patents
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Description
管理サーバと、
各ユニットロードの運搬を行うフォークリフトに搭載されたディスプレイを具備する車載端末装置と、を備え、
前記管理サーバは、
前記倉庫に着荷するコンテナ内のユニットロードの其々について、該ユニットロードの識別番号,保管期間を含むロード属性を記憶するロード属性記憶手段と、
前記倉庫に保管される各ユニットロードに対して該ユニットロードが収納される棚区劃の割り当て情報である棚割情報を記憶する棚割情報記憶手段と、
前記倉庫に一度に着荷する複数のユニットロードを前記各パレットラック内の各棚区劃に収納するに当たり、前記各ユニットロードを収容する棚区劃の割り当てである棚割を行い、その棚割の情報を前記棚割情報記憶手段に保存するパレットロケーション決定手段と、
前記倉庫内の前記フォークリフトの現在位置を検出する車両位置検出手段と、
搬送指示生成手段と、
を備え、
前記パレットロケーション決定手段は、前記各ユニットロードの前記ロード属性を参照し、保管期間の短い前記ユニットロードほど、前記入出荷ゲートまでの距離が短い前記パレットラックの棚区劃を割り当てる処理を行うものであり、
搬送指示生成手段は、前記車両位置検出手段で検出される前記フォークリフトの現在位置から、該フォークリフトが運搬する前記ユニットロードに対し前記パレットロケーション決定手段が割り当てた該ユニットロードを収納する棚区劃までの、通路を通る最短経路を計算し、該最短経路の情報を、該ユニットロードを収納する棚区劃の情報とともに、該フォークリフトに搭載された前記車載端末装置へ送信し、
前記車載端末装置は、前記管理サーバから、前記最短経路の情報及び前記棚区劃の情報を受信すると、前記ディスプレイに倉庫内のレイアウト図を表示するとともに、該レイアウト図内に、該フォークリフトが運搬する前記ユニットロードを収納する棚区劃の位置と、現在の該フォークリフトの位置と、現在の該フォークリフトの位置から該棚区劃までの最短経路とを表示するものであることを特徴とする。
前記保管スペースを複数の保管区C1,…,CMに区劃して、前記各保管区Ci(i=1,…,M)に対して、他の保管区Cj(j≠i)と範囲が重複しないように且つどの範囲にも入らない保管期間が生じないように保管期間の範囲(以下「規準保管時区間」という。)TIiを割り当て、且つ保管区から前記入出荷ゲートまでの距離が小さいほど前記規準保管時区間の区間最小値が小さくなるように前記各保管区Ci(i=1,…,M)の規準保管時区間TIiを割り当て、
前記各ユニットロードに対し、該ユニットロードUkの前記ロード属性に含まれる保管期間を参照して該ユニットロードUkの保管期間Ts(Uk)を取得し、該保管期間Ts(Uk)を含む前記規準保管時区間TImが割り当てられた保管区Cmを選択し、前記棚割情報記憶手段に記憶された棚割の情報を参照し、選択された保管区Cmに含まれる前記各パレットラックの棚区劃のうち、その時点で他の前記ユニットロードが割り当てられていない棚区劃である空棚を、該ユニットロードUkを収容する棚区劃に割り当てることを特徴とする。
前記ユニットロードUkの保管期間Ts(Uk)を含む前記規準保管時区間TImが割り当てられた保管区Cmに含まれる前記各パレットラックの棚区劃において、その時点で空棚である棚区劃が存在しない場合、
前記棚割情報記憶手段に記憶された棚割の情報を参照し、その時点で空棚が存在する保管区Cjのうち、保管区Cmからの距離が最も小さい保管区Clを選択し、選択された保管区Clに含まれる前記各パレットラックの棚区劃のうち、その時点で空棚である棚区劃を、該ユニットロードUkを収容する棚区劃に割り当てることを特徴とする。
前記ユニットロードUkの保管期間Ts(Uk)を含む前記規準保管時区間TImが割り当てられた保管区Cmに含まれる前記各パレットラックの棚区劃において、その時点で空棚である棚区劃が存在しない場合、
前記棚割情報記憶手段に記憶された棚割の情報を参照し、その時点で空棚が存在する保管区Cjのうち、その前記規準保管時区間TIjと前記ユニットロードUkの保管期間Ts(Uk)との時間距離ΔTj(Uk)=min(|Ts(Uk)-Tj-1|,|Ts(Uk)-Tj|)(但し、TI j =[T j-1 ,T j )。TI j は保管区C j の規準保管時区間。)が最も小さい保管区Clを選択し、選択された保管区Clに含まれる前記各パレットラックの棚区劃のうち、その時点で空棚である棚区劃を、該ユニットロードUkを収容する棚区劃に割り当てることを特徴とする。
前記パレットロケーション決定手段は、
前記各ユニットロードに対し、該ユニットロードのロード属性に含まれる保管期間及び荷主を参照し、荷主及び保管期間が同じユニットロードの集合(以下「同属性ユニットロード集合」という。)に属するユニットロードに対しては、選択された保管区内に於いて、該同属性ユニットロード集合の大きさと同数以上の連鎖する隣接関係がある空棚が存在する場合、該ユニットロードに割り当てられる棚区劃が、同じ同属性ユニットロード集合に属する他の何れかのユニットロードに割り当てられる棚区劃と上下又は左右に隣接するように、前記各ユニットロードに対し棚区劃の割り当てを行うことを特徴とする。
図1は、本実施例で管理対象となる倉庫の建屋内のレイアウト図である。尚、図1は、あくまでも説明のための一例であり、実際には、倉庫レイアウトは、それぞれの倉庫に応じてケース・バイ・ケースで設定される。ユーザ(荷主)から預かる保管荷物は、荷主毎にパレットに収容されてユニットロードとして一つの単位にまとめられ、ユニットロード単位で倉庫内に保管される。
図2は、本発明の実施例1に係る倉庫管理システムの構成を表すブロック図である。倉庫管理システムは、管理サーバ10,車載端末装置11,車載アレイアンテナ12,車載RFIDリーダ13,天井RFIDリーダ14,荷台RFIDリーダ15,通信回線16,棚区劃タグ4b,フォークリフトタグ7a,パレットタグ9aを構成として備えている。管理サーバ10は、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの汎用コンピュータで構成され、倉庫内での各ユニットロード9の運搬及び保管に関する作業管理を行うコンピュータである。
パレットタグ9a又は棚区劃タグ4bから読み取られる情報(パレットID,棚区劃IDの情報)を受信する処理を行うモジュールである。パレット収納記録部28は、各フォークリフト7がユニットロード9を棚区劃4aに収納したときに、その収納時の(パレットID,棚区劃ID)の組み合わせの情報を、棚割情報記憶部22に記録する処理を行うモジュールである。
以上のように構成された本実施例の倉庫管理システムについて、以下、その動作を説明する。
次に、図4のステップS12に於ける、パレットロケーション決定部23による、ユニットロードPID1を収納するパレットラック4の棚区劃4aの決定方法について詳述する。
図5は、パレットロケーション決定部の動作説明で用いる倉庫の建屋内のレイアウト図である。図6は、保管エリア2に配置されているパレットラック4とその棚区劃4aを表す図である。尚、図5では、保管エリア2内のパレットラック4の配置と、入出荷スペース3の入出ゲート6の配置は、図1と同様としている。以下では、まず、パレットロケーション決定動作の説明において用いる基本的な用語及び記号について説明する。
入出荷スペース3は、保管エリアと入出ゲートの間で貨物(ユニットロード9)を出し入れするためのスペースである。入出荷スペース3のトラックバース5の側の右辺には、Ng個の入出ゲートGatej(j=1,2,…,Ng)が設けられている(図5ではNg=5)。ここで、jは入出ゲート番号を表す。また、入出ゲートGatejの位置座標を(xj (g), yj (g))とする。入出荷スペース3の保管エリア2の側の左辺は、保管エリア2の通路口及び入出荷スペース3に隣接するラックR1,yに面している。これらの通路口及び隣接ラックR1,yの位置を、図5の上側から順に、M1,M2,…,MNy+Npyとする。ここで、Nyは保管エリアに行列状に配置されたラックの行数、Npyは保管エリアの行方向の通路の数である。図5では、Ny=6,Npy=3である。これらの各点M1,M2,…,MNy+Npyを「始点」と呼ぶ。また、始点Mk(k=1,…,Ny+Npy)の座標を(xk (m), yk (m))とする。入出ゲートGatejから始点Mkまでの直線距離(図5の線分GatejMkの長さ)をljk (0)とする。
今、図5に示すように、x方向とy方向を設定し、保管エリアの床面上にNy×Nx行列で配置された各パレットラック4をRx,y(x=1,…,Nx;y=1,…,Ny)と記す。ここで、Nyはパレットラック4の行数、Nxはパレットラック4の列数(図5ではNx=10,Ny=6)である。そして、各パレットラックRx,yの棚の段数をNrowとする。また、パレットラックRx,yのr段目(r=1,…,Nrow)の棚区劃4aをSx,y,rと記す(図6参照)。簡単化のため、各棚区劃には通し番号を割り当てることとし、各パレットラックの各棚区劃をSi(i=1,2,…,Ns)と記す。ここで、iは棚番号を表し、
入出ゲート6に着荷したユニットロード9をUk(k=1,2,…,Nu)とする。kはユニットロード番号を表す。Nuは着荷したユニットロード9の数を表す。ユニットロードUkの識別番号をID(Uk)と記す。ユニットロードUkの保管期間をTs(Uk)と記す。ユニットロードUkの荷主をOw(Uk)と記す。また、ユニットロードUkを格納する棚区劃をS(Uk)と記す。各ユニットロードUkのパレットに付されているパレットラック4には、そのユニットロードUkの識別番号ID(Uk)が記憶されている。
保管エリア2内の棚区劃4aの全体集合を、入出荷スペース3から棚区劃4aまでの最短距離に応じてM個の部分集合G1,G2,…,GMにグループ分けする。部分集合Gmに属する棚区劃Siの道程距離liは、Lm-1≦li<Lmであるとし、L0=0≦L1<…<LM-1<LM=∞とする。すなわち、
其々の基本棚区劃集合Gmに属する各棚区劃4aに保管されるユニットロード9の保管期間の範囲の規準値を「規準保管時区間」と呼ぶ。基本棚区劃集合Gm(m=1,2,…,M)の規準保管時区間をTIm=[Tm-1,Tm)とし、T0=0<T1<…<TM=∞とする。
各パレットラック4の各棚区劃Siのうち、ユニットロード9が保管されておらず、且つ保管予約もされていない棚区劃を「空棚」と呼ぶ。Nq個(Nq>1)の空棚の其々が、他の何れかの空棚に対し上下又は左右で隣接している(連鎖する隣接関係がある)場合、このNq個の空棚を「連鎖するNq個の空棚群」と呼ぶ。基本棚区劃集合Gmに含まれる空棚の集合をZ(Gm)と記し、集合Z(Gm)の元の個数(要素数)を|Z(Gm)|と記す。また、基本棚区劃集合Gmに含まれる連鎖するNq個の空棚群の集合をZ(Gm;Nq)と記し、集合Z(Gm;Nq)の元の個数(要素数)を|Z(Gm;Nq)|と記す。また、基本棚区劃集合Gmに含まれる連鎖するNq個以上の空棚群の集合をZ(Gm;≧Nq)と記し、集合Z(Gm;≧Nq)の元の個数(要素数)を|Z(Gm;≧Nq)|と記す。例えば、基本棚区劃集合Gmに10個の空棚S1~S10があり、このうち、5個の空棚S1~S5が独立(他の空棚と隣接していない)で、2個の空棚S6,S7が互いに隣接し、3個の空棚S8,S9,S10が連鎖する隣接関係にあり、空棚(S6,S7)と空棚(S8,S9,S10)との間では隣接関係が全くないとすると、|Z(Gm;1)|=5,|Z(Gm;2)|=1,|Z(Gm;3)|=1,|Z(Gm;≧1)|=10,|Z(Gm;≧2)|=2,|Z(Gm;≧3)|=1である。
入出ゲートGatejにNu個のユニットロードUk(k=1,…,Nu)が着荷した場合、パレットロケーション決定部23は、各ユニットロードUkを格納する棚区劃4aを、次のようなロケーション決定アルゴリズムに従って決定する。
この場合、それぞれの同属性ユニットロード集合{Uk|Ap}をひとまとまりとして、属する同属性ユニットロード集合{Uk|Ap}に属する全てのユニットロードUkについての棚区劃S(Uk)の決定を行う。具体的には、次のようにして行う。
存在する場合には、ユニットロードUk(∈{Uk|Aa})を格納する棚区劃が属する基本棚区劃集合G(Uk)を基本棚区劃集合Gmに設定して(S107)、後述のステップS119の処理へ進み、
存在しない場合には、次のステップS108の処理に進む。
存在する場合には、ユニットロードUk(∈{Uk|Aa})を格納する棚区劃が属する基本棚区劃集合G(Uk)を基本棚区劃集合Gm-rに設定して(S109)、後述のステップS119の処理へ進み、
存在しない場合には、次のステップS110の処理に進む。
尚、m-r<1の場合には、このステップS108は省略される。
存在する場合には、ユニットロードUk(∈{Uk|Aa})を格納する棚区劃が属する基本棚区劃集合G(Uk)を基本棚区劃集合Gm+rに設定して(S111)、後述のステップS119の処理へ進み、
存在しない場合には、次のステップS112の処理に進む。
尚、m+r>Mの場合には、このステップS110は省略される。
Nq>1の場合には、集合{Uk|Aa}を二等分に分割(Nqが奇数の場合は要素数[Nq/2]個の集合と要素数[Nq/2]+1個の集合に分割。但し、[ ]はガウス記号。)して、2つの集合{Uk|Aa’},{Uk|An+1}とし(S113)、(n-a+2)個の集合{Uk|Aa’},{Uk|Aa+1},…,{Uk|An},{Uk|An+1}を、要素数が大きい順に再度並べ替えて、並べ替え後の特定ロード属性Aのインデックスを昇順に付け直して、改めて{Uk|Aa},{Uk|Aa+1},…,{Uk|An},{Uk|An+1}とし(S114)、分割された同属性ユニットロード集合の数nの値を1だけ増加させ(S115)、ステップS103の処理へ戻る。
一方、ステップS112に於いて、Nq=1の場合には、これ以上、集合{Uk|Aa}は分割できないので、探索範囲rの値を1だけ増加させる(S116)。
ここで、rの値の増加後にm+r>M且つm-r<1となる場合には(S117)、これ以上の探索範囲rの拡大は出来ないので、パレットロケーション決定部23は、「空棚が不足している」旨のエラーメッセージを出力して、パレットロケーション決定動作を中断する(S118)。
一方、rの値の増加後にもm+r≦M又はm-r≧1である場合には(S117)、ステップS108の処理へ戻る。
次に、ステップS119に於いて、基本棚区劃集合G(Uk)に属する、連鎖するNq個以上の空棚群Bβ(G(Uk);≧Nq)(β=1,2,…)のうち、最短道程距離lj[Bβ(G(Uk);≧Nq)]が最小の空棚群を、ユニットロード集合{Uk|Aa}の各ユニットロードを格納する空棚群に決定する。ここで、最短道程距離lj[Bβ(G(Uk);≧Nq)]は式(9a)の通りである。
(a)ユニットロードUkの保管期間Ts(Uk)が属する規準保管時区間TImに対応する基本棚区劃集合Gmに十分な空棚があれば、棚区劃S(Uk)を基本棚区劃集合Gmの空棚に決定し、
(b)基本棚区劃集合Gmに十分な空棚がなければ、ユニットロードUkの保管期間Ts(Uk)と他の基本棚区劃集合Gm±r(r≧1)の規準保管時区間TIm±rとの時間距離ΔTm±r(Uk)=min(|Ts(Uk)-Tm±r-1|,|Ts(Uk)-Tm±r|)を考え、時間距離ΔTm±r(Uk)が小さい基本棚区劃集合Gm±rから順に空棚の探索を行うことにより、棚区劃S(Uk)を決定する。
ΔTm+r1(Uk)=Tm+r1-1-Ts(Uk),
ΔTm-r2(Uk)=Ts(Uk)-Tm-r2
である。
ステップS132でΔTm+r1(Uk)<ΔTm-r2(Uk)の場合には、探索位置rをr1に設定した後に上側探索範囲r1の値を1だけ増加させ(S133)、ステップS135に進み、
ステップS132でΔTm+r1(Uk)≧ΔTm-r2(Uk)の場合には、探索位置rを-r2に設定した後に下側探索範囲r2の値を1だけ増加させ(S134)、ステップS135に進む。
存在する場合には、ユニットロードUk(∈{Uk|Aa})を格納する棚区劃が属する基本棚区劃集合G(Uk)を基本棚区劃集合Gm+rに設定して(S136)、後述のステップS119の処理へ進み、
存在しない場合には、次のステップS112の処理に進む。
2 保管エリア
2a 通路
3 入出荷スペース
4 パレットラック
4a 棚区劃
4b 棚区劃タグ
4c 棚板
5 トラックバース
6 入出ゲート
7 フォークリフト
7a フォークリフトタグ
8 トラック
9 ユニットロード
9a パレットタグ
9b 平パレット
9c ボックスパレット
10 管理サーバ
11 車載端末装置
12 車載アレイアンテナ
13 車載RFIDリーダ
14 天井RFIDリーダ
15 荷台RFIDリーダ
16 通信回線
21 ロード属性記憶部
21a ロードトラッキング記憶部
22 棚割情報記憶部
23 パレットロケーション決定部
24 車両位置検出部
25 搬送指示生成部
26 指示送信部
27 車両情報受信部
28 パレット収納記録部
29 通信I/F
Claims (3)
- 着荷し又は出荷されるユニットロードを建屋に出し入れする一乃至複数の入出荷ゲートが設けられ、建屋内の保管スペースには、1つのユニットロードを保管可能な棚区劃を複数個具有するパレットラックが、街区状に複数個設置された倉庫に対して、該倉庫内での各ユニットロードの運搬及び保管に関する作業管理を行う倉庫管理システムであって、
管理サーバと、
各ユニットロードの運搬を行うフォークリフトに搭載されたディスプレイを具備する車載端末装置と、を備え、
前記管理サーバは、
前記倉庫に着荷するコンテナ内のユニットロードの其々について、該ユニットロードの識別番号,保管期間を含むロード属性を記憶するロード属性記憶手段と、
前記倉庫に保管される各ユニットロードに対して該ユニットロードが収納される棚区劃の割り当て情報である棚割情報を記憶する棚割情報記憶手段と、
前記倉庫に一度に着荷する複数のユニットロードを前記各パレットラック内の各棚区劃に収納するに当たり、前記各ユニットロードを収容する棚区劃の割り当てである棚割を行い、その棚割の情報を前記棚割情報記憶手段に保存するパレットロケーション決定手段と、
前記倉庫内の前記フォークリフトの現在位置を検出する車両位置検出手段と、
搬送指示生成手段と、
を備え、
前記パレットロケーション決定手段は、前記各ユニットロードの前記ロード属性を参照し、保管期間の短い前記ユニットロードほど、前記入出荷ゲートまでの距離が短い前記パレットラックの棚区劃を割り当てる処理を行うものであり、
搬送指示生成手段は、前記車両位置検出手段で検出される前記フォークリフトの現在位置から、該フォークリフトが運搬する前記ユニットロードに対し前記パレットロケーション決定手段が割り当てた該ユニットロードを収納する棚区劃までの、通路を通る最短経路を計算し、該最短経路の情報を、該ユニットロードを収納する棚区劃の情報とともに、該フォークリフトに搭載された前記車載端末装置へ送信し、
前記車載端末装置は、前記管理サーバから、前記最短経路の情報及び前記棚区劃の情報を受信すると、前記ディスプレイに倉庫内のレイアウト図を表示するとともに、該レイアウト図内に、該フォークリフトが運搬する前記ユニットロードを収納する棚区劃の位置と、現在の該フォークリフトの位置と、現在の該フォークリフトの位置から該棚区劃までの最短経路とを表示するものであり、
さらに、前記パレットロケーション決定手段は、
前記保管スペースを複数の保管区C 1 ,…,C M に区劃して、前記各保管区C i (i=1,…,M)に対して、他の保管区C j (j≠i)と範囲が重複しないように且つどの範囲にも入らない保管期間が生じないように保管期間の範囲(以下「規準保管時区間」という。)TI i を割り当て、且つ保管区から前記入出荷ゲートまでの距離が小さいほど前記規準保管時区間の区間最小値が小さくなるように前記各保管区C i (i=1,…,M)の規準保管時区間TI i を割り当て、
前記各ユニットロードに対し、該ユニットロードU k の前記ロード属性に含まれる保管期間を参照して該ユニットロードU k の保管期間T s (U k )を取得し、該保管期間T s (U k )を含む前記規準保管時区間TI m が割り当てられた保管区C m を選択し、前記棚割情報記憶手段に記憶された棚割の情報を参照し、選択された保管区C m に含まれる前記各パレットラックの棚区劃のうち、その時点で他の前記ユニットロードが割り当てられていない棚区劃である空棚を、該ユニットロードU k を収容する棚区劃に割り当て、
且つ、前記ユニットロードU k の保管期間T s (U k )を含む前記規準保管時区間TI m が割り当てられた保管区C m に含まれる前記各パレットラックの棚区劃において、その時点で空棚である棚区劃が存在しない場合、
前記棚割情報記憶手段に記憶された棚割の情報を参照し、その時点で空棚が存在する保管区C j のうち、その前記規準保管時区間TI j と前記ユニットロードU k の保管期間T s (U k )との時間距離ΔT j (U k )=min(|T s (U k )-T j-1 |,|T s (U k )-T j |)(但し、TI j =[T j-1 ,T j )。TI j は保管区C j の規準保管時区間。)が最も小さい保管区C l を選択し、選択された保管区C l に含まれる前記各パレットラックの棚区劃のうち、その時点で空棚である棚区劃を、該ユニットロードU k を収容する棚区劃に割り当てることを特徴とする倉庫管理システム。 - 前記ロード属性には、荷主を特定する情報が含まれており、
前記パレットロケーション決定手段は、
前記各ユニットロードに対し、該ユニットロードのロード属性に含まれる保管期間及び荷主を参照し、荷主及び保管期間が同じユニットロードの集合(以下「同属性ユニットロード集合」という。)に属するユニットロードに対しては、選択された保管区内に於いて、該同属性ユニットロード集合の大きさと同数以上の連鎖する隣接関係がある空棚が存在する場合、該ユニットロードに割り当てられる棚区劃が、同じ同属性ユニットロード集合に属する他の何れかのユニットロードに割り当てられる棚区劃と上下又は左右に隣接するように、前記各ユニットロードに対し棚区劃の割り当てを行うことを特徴とする請求項1記載の倉庫管理システム。 - コンピュータに読み込ませて実行することにより、前記コンピュータを、請求項1又は2記載の倉庫管理システムの管理サーバとして機能させることを特徴とするプログラム。
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