JP7466175B2 - 少なくとも1つのボックス内におけるアイテムの最適な位置決めを行うための方法及びシステム - Google Patents
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Claims (8)
- 複数のボックス(B)の第2のリスト(L2)のうちの少なくとも1つのボックス(B)内において複数のアイテム(O)の第1のリスト(L1)の複数のアイテム(O)の最適な位置決めを行う方法(1)であって、該方法は、
該方法を実行するために適合された第1のアルゴリズム(6)を示す少なくとも1つのコード部分を含む、コンピュータプログラム製品(9)がロードされるメモリユニット(5)を有するコンピュータ制御ユニット(4)と、
前記少なくとも1つのボックス(B)を組み立てる自動の組み立て手段(2)と、
前記少なくとも1つのボックス(B)内に複数のアイテム(O)を位置決めする位置決め手段(3)と、
を備えるシステム(1)によって実行され、
前記方法は、
a)前記メモリユニット(5)が、梱包するアイテム(O1、O2、O3、...)の前記第1のリスト(L1)を保存するステップと、
b)前記メモリユニット(5)が、適切な充填材(R)を介在させて、前記第1のリスト(L1)の1つ又は複数のアイテム(O)を収容するよう構成されたボックス(B1、B2、B3、...)の前記第2のリスト(L2)を保存するステップと、
c)前記メモリユニット(5)が、前記第1のリスト(L1)の各アイテム(O)の幾何学的データ及び寸法データの第1のデータセット(D’)を保存するステップと、
d)前記メモリユニット(5)が、前記第2のリスト(L2)の少なくとも1つのボックス(B)内の各アイテムの位置決めを制限する位置制限データの第2のデータセット(D’’)を保存するステップと、
e)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記第2のリスト(L2)の1つ又は複数のボックス(B)を組み立てる自動の前記組み立て手段(2)を作動させるステップと、
f)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記第2のリスト(L2)の少なくとも1つのメインボックス(BP)に前記第1のリスト(L1)の各アイテム(O1、O2、O3、...)を配置する前記位置決め手段を作動させるステップと、
g)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記ボックス(B)の選択及び前記ボックス(B)への前記アイテム(O)の導入方法を最適化するための少なくとも1つの前記第1のアルゴリズム(6)を適用するステップと、
h)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記第1のアルゴリズム(6)を適用して、非占有空きスペースを最小限に抑えつつ、第1のリスト(L1)のアイテム(O)を収容する最小サイズを有する第2のリスト(L2)のボックス(B)である少なくとも1つのメインボックス(BP)を選択し、幾何学的データ及び寸法データの前記第1のデータセット(D’)並びに位置制限データの前記第2のデータセット(D’’)に従って、選択された前記ボックス(B)内における前記第1のリスト(L1)のアイテム(O)の導入順序、位置、及び回転を決定するステップと、
i)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記少なくとも1つのメインボックス(BP)を形成する前記組み立て手段(2)と、選択され組み立てられたボックス(B)に第1のリスト(L1)のアイテム(O)を導入する前記位置決め手段(3)とを作動させるために前記第1のアルゴリズム(6)を適用するステップと、
を備え、
前記ステップh)は、
j)前記第1のアルゴリズム(6)により、各アイテム(O)と前記アイテムの隣の1つ又は複数のアイテムとの接触面(SC)の面積、又は、各アイテム(O)と前記ボックス(B)の内面(S i )との接触面(S C )の面積を計算するステップであって、前記メモリユニット(5)内に保存された最小閾値(Sm)を超える各アイテムの接触面(SC)の面積を維持することにより、安定した位置決め及び充填材量(R)の低減を確保する、計算するステップを備え、
前記計算するステップj)は、
k)各アイテム(O1、O2、O3、...)に対する仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)を定義し、該仮想平行六面体の寸法を決定するサブステップと、
l)前記仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)の各面(F)の表面積を計算し、表面積が前記最小閾値(Sm)よりも大きい面(F)を決定するサブステップと、
m)仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)のランダムな導入順序を決定するサブステップと、
n)ランダム化された反復により、各仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)の角点(T)と一致する各ボックス(B)の角点(T)を決定するサブステップとを含み、
前記角点(T)は、対応する仮想平行六面体(P1)の接触面(SC)と2つの垂直面(F1、F2)が、対応する前記仮想平行六面体の隣の平行六面体(P2)又はボックス(B)の内面(Si)に接触する点であり、
前記ステップh)は、
o)ボックス(B)に対する仮想平行六面体(P)の付着指数を計算するサブステップo)をさらに含み、
前記付着指数は、既知の数学的方法を適用することにより、各アイテム(O)に関連する前記仮想平行六面体(P)の接触面(SC)の面積の加重和の最大値を計算することにより得られる、
ことを特徴とする方法(1)。 - 前記ステップh)は、
p)前記メモリユニット(5)に保存された回数だけ、仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)の考え得る導入順序に基づいて、ボックス(B)への各仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)の導入を繰り返しシミュレートするサブステップを備え、
前記導入順序は、
q)考え得る各導入と、すべての仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)を含み得る最小の体積を有するボックス(B)を関連付けるステップと、
r)付着指数の高い仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)の導入順序を選択するステップとにより決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第1の最適化アルゴリズム(6)は、h1)選択されたメインボックス(BP)内の第1のリスト(L1)のすべてのアイテム(O)の導入が前記導入順序によって認められない場合、少なくとも1つの追加ボックス(BA)を組み立てるステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1のアルゴリズム(6)は、h2)前記メインボックス(BP)への挿入から除外されるアイテム(O)の全アイテム量を最小化し、前記アイテムを前記少なくとも1つの追加ボックス(BA)に導入するステップを含む、ことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記コンピュータプログラム製品(9)は、前記メインボックス(BP)の寸法と、前記第2のリスト(L2)にない前記少なくとも1つの追加ボックス(BA)の寸法を決定するように適合された第2のアルゴリズム(7)を示すコード部分であって、前記組み立て手段(2)を作動させてボックス(B)を組み立てるための前記コード部分を更に備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 幾何学的データ及び寸法データの前記第1のデータセット(D’)には、各アイテム(O)の3次元寸法及び重量が含まれ、前記第2のデータセット(D’’)には、3次元回転に対する制限と、他のアイテム(O)の下又は上にアイテム(O)を配置する可能性に対する制限が含まれる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ボックス(B)の第2のリスト(L2)の少なくとも1つのボックス(B)において、アイテム(O)の第1のリスト(L1)のアイテム(O)の最適な位置決めを行うシステム(1)であって、
前記第1のリスト(L1)のアイテム(O)を検出する検出手段(8)と、
前記第2のリスト(L2)のボックス(B)を組み立てる自動組立手段(2)と、
前記第2のリスト(L2)の1つ又は複数のボックス(B)において、前記第1のリスト(L1)の1つ又は複数のアイテム(O)の位置決めを行う自動位置決め手段(3)と、
前記検出手段(8)、組立手段(2)、位置決め手段(3)に動作可能に接続され、メモリユニット(5)を有するマイクロプロセッサベースの制御ユニット(4)と、
第1のアルゴリズム(6)を示す少なくとも1つのコード部分及び第2のアルゴリズム(7)を示すコード部分のうちの少なくとも1つを含む、前記メモリユニット(5)にロードされたコンピュータプログラム製品(9)であって、
前記第2のアルゴリズム(7)は、
a)前記メモリユニット(5)が、梱包するアイテム(O1、O2、O3、...)の前記第1のリスト(L1)を保存するステップと、
b)前記メモリユニット(5)が、適切な充填材(R)を介在させて、前記第1のリスト(L1)の1つ又は複数のアイテム(O)を収容するよう構成されたボックス(B1、B2、B3、...)の前記第2のリスト(L2)を保存するステップと、
c)前記メモリユニット(5)が、前記第1のリスト(L1)の各アイテム(O)の幾何学的データ及び寸法データの第1のデータセット(D’)を保存するステップと、
d)前記メモリユニット(5)が、前記第2のリスト(L2)の少なくとも1つのボックス(B)内の各アイテムの位置決めを制限する位置制限データの第2のデータセット(D’’)を保存するステップと、
e)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記第2のリスト(L2)の1つ又は複数のボックス(B)を組み立てる自動の前記組み立て手段(2)を作動させるステップと、
f)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記第2のリスト(L2)の少なくとも1つのメインボックス(BP)に前記第1のリスト(L1)の各アイテム(O1、O2、O3、...)を配置する前記位置決め手段を作動させるステップと、
g)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記ボックス(B)の選択及び前記ボックス(B)への前記アイテム(O)の導入方法を最適化するための少なくとも1つの前記第1のアルゴリズム(6)を適用するステップと、
h)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記第1のアルゴリズム(6)を適用して、非占有空きスペースを最小限に抑えつつ、第1のリスト(L1)のアイテム(O)を収容する最小サイズを有する第2のリスト(L2)のボックス(B)である少なくとも1つのメインボックス(BP)を選択し、幾何学的データ及び寸法データの前記第1のデータセット(D’)並びに位置制限データの前記第2のデータセット(D’’)に従って、選択されたボックス(B)内における前記第1のリスト(L1)のアイテム(O)の導入順序、位置、及び回転を決定するステップと、
i)前記コンピュータプログラム製品(9)が、前記少なくとも1つのメインボックス(BP)を形成する前記組み立て手段(2)と、選択され組み立てられたボックス(B)に第1のリスト(L1)のアイテム(O)を導入する前記位置決め手段(3)とを作動させるために前記第1のアルゴリズム(6)を適用するステップと、
を備える方法を実行するように適合され、
前記ステップh)は、
j)前記第1のアルゴリズム(6)により、各アイテム(O)と前記アイテムの隣の1つ又は複数のアイテムとの接触面(SC)の面積、又は、各アイテム(O)と前記ボックス(B)の内面(S i )との接触面(S C )の面積を計算するステップであって、前記メモリユニット(5)内に保存された最小閾値(Sm)を超える各アイテムの接触面(SC)の面積を維持することにより、安定した位置決め及び充填材量(R)の低減を確保する、計算するステップを備え、
前記計算するステップj)は、
k)各アイテム(O1、O2、O3、...)に対する仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)を定義し、該仮想平行六面体の寸法を決定するサブステップと、
l)前記仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)の各面(F)の表面積を計算し、表面積が前記最小閾値(Sm)よりも大きい面(F)を決定するサブステップと、
m)仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)のランダムな導入順序を決定するサブステップと、
n)ランダム化された反復により、各仮想平行六面体(P1、P2、P3、...)の角点(T)と一致する各ボックス(B)の角点(T)を決定するサブステップとを含み、
前記角点(T)は、対応する仮想平行六面体(P1)の接触面(SC)と2つの垂直面(F1、F2)が、対応する前記仮想平行六面体の隣の平行六面体(P2)又はボックス(B)の内面(Si)に接触する点であり、
前記ステップh)は、
o)ボックス(B)に対する仮想平行六面体(P)の付着指数を計算するサブステップをさらに含み、
前記付着指数は、既知の数学的方法を適用することにより、各アイテム(O)に関連する前記仮想平行六面体(P)の接触面(SC)の面積の加重和の最大値を計算することにより得られる、前記コンピュータプログラム製品(9)と
を備えることを特徴とするシステム(1)。 - 前記コンピュータプログラム製品(9)は、C#で実装され、XMLテキストファイルに含まれる命令によって前記検出手段(8)、前記組立手段(2)及び前記位置決め手段(3)とインタフェース接続されている、ことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
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