JP7482095B2 - 情報処理装置、情報処理方法、コンピュータプログラム及び情報処理システム - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る情報処理装置としての商品配分装置10の概略ブロック図である。本装置10は、棚移動型の倉庫に対して用いられる。棚移動型の倉庫では、複数の移動可能な棚(第1棚)が配置され、棚を移動装置(例えばAGV)によりピッキングステーションに移動させる。ピッキングステーションにいる作業員は、棚から商品をピッキングし、配送用の箱に詰める。本装置10は、棚移動型の倉庫において、商品を効率的にピッキングできるように各棚に配置する商品を決定する。出庫頻度が高い商品はできるだけピッキングステーションに近い棚に配分したいという要求がある。また商品のオーダー(注文)の集合に対して、ピッキングステーションで同時に(ピッキングステーションでの棚の入れ替えを追加で行うこと無く)、ピッキングをできるようにしたいという要求がある。本実施形態は、これらの要求の少なくとも一方を実現、又は両方を同時に実現することを可能とする。
式(1)のモデルは、最小カバー率yjとコストajの乗算値の総和を表すモデルである。複数のバッチごとに棚jに対するカバー率を算出し、バッチごとのカバー率のうちの最小値をカバー率yiとしている(式(8)参照)。後述する最適化計算部18では、式(1)のモデルを目的関数し、目的関数の値である指標を最大化(max)することで、未知の変数(xi,j, yj, wj,k,i)の値を決定する。なお、以下のモデルは、ピッキングステーションで同時ピッキング可能な待機場所の数(上述の例では待機場所1,2の2箇所)に拘わらず適用可能である。
は、1(棚jのバッチkに対するカバー率は100%)になる。2番目以降に処理する棚について、より前に処理した棚について計算されたwd,e,fの総和も考慮されて、wj,k,iが定まる。つまり、現在対象とする棚jで商品iが100%カバーされていなくても、より前に処理した棚j(j=1…j)で算出されたwd,e,fの総和だけ、wi,j,kの値が大きくある。つまり、より前の棚でカバーされる分だけ、wi,j,kの値が大きくなる。式(9)の変形例として、式(9)の左辺の1番目の項(Σを含む項)を除去することも可能である。
棚が多数ある場合には、棚をクラス化(グルーピング)して、複数のクラス(棚グループ)を生成してもよい。クラス毎のコストを計算し、また、クラス毎のカバー率を計算する。クラス毎のコストは、クラスに属する複数の棚のコストの代表値を用いればよい。代表値は、例えば、平均、最大値、最小値、中央値等である。第1の実施形態で示したモデルにおいて、記号jが、棚の代わりに、クラスを表すことで、第1の実施形態と同様の処理が可能である。このように棚をクラス化することで、処理すべき対象の個数が減るため、計算時間を抑えることができる。
第1の実施形態ではピッキングステーションが1つであったが、ピッキングステーションが複数の場合も可能である。この場合、オーダーのピッキングステーションへの割当てと、棚のピッキングステーションへの割当てをあらかじめ一意に決定しておく。これにより、個々のピッキングステーションの問題として、第1の実施形態の手法を適用して各棚への商品配分を決定することができる。
各ピッキングステーションにはバッチの集合が対応づいている。また各ピッキングステーションにはそれぞれ棚(固定棚Fを含む)が割り当てられており、ピッキングステーション間で棚の重複は無いとする。第1の実施形態と同様にして、各棚への商品配分を決定することができる。モデルの定式化において、固定棚Fのコストは所定値とすればよい。所定値は、例えば、移動可能な棚のコストの最大値よりも高い値とする。
第1の実施形態では、すべての棚が空の状態であることを前提としたが、一部又は全部の棚に、既に商品が配置されている場合も可能である。この場合、棚において空いている場所に入れる商品を決定する問題として、第1の実施形態と同様してモデルを定式化し、モデルを最適化すればよい。
第1の実施形態では区画単位で商品を配置したが、区画のサイズに関わらず、商品を1個単位で配置した場合は、棚における区画の数を、棚に配置可能な商品の最大数としてみなせばよい。2個単位、3個単位など、他の個数単位で配置する場合も、同様にして処理可能である。
図9は、本発明の実施形態に係る情報処理装置200のハードウェア構成を示す。図1の商品配分装置10は、コンピュータ装置200により構成される。コンピュータ装置200は、CPU201と、入力インタフェース202と、表示装置203と、通信装置204と、主記憶装置205と、外部記憶装置206とを備え、これらはバス207により相互に接続されている。
11 商品情報記憶部
12 オーダー情報記憶部
13 棚情報記憶部
14 倉庫レイアウト情報記憶部
15 商品数・オーダー数計算部
16 コスト計算部
17 モデル生成部
18 最適化計算部
19 カバー率計算部
19 カバー率計算部
20 商品配分情報記憶部
21 処理部
101 移動装置
200 情報処理装置
200 コンピュータ装置
201 ピッキングステーション
202 入力インタフェース
203 表示装置
204 通信装置
205 主記憶装置
206 外部記憶装置
207 バス
301 区画
410 箱
420 ラック
430 作業モニタ
440 作業員(人間またはロボット)
Claims (21)
- ピッキングステーションへ移動可能な複数の第1棚に配置する物品を、前記複数の第1棚と前記ピッキングステーションとの間の距離と、前記物品のオーダー情報とに基づき決定する処理部
を備え、
前記処理部は、前記オーダー情報の複数の集合ごとに前記集合に含まれる前記オーダー情報または前記集合に含まれる前記物品が、前記第1棚に配置される前記物品によってカバーされる比率であるカバー率に基づき、前記複数の第1棚に配置する前記物品を決定する
情報処理装置。 - 前記複数の第1棚を前記ピッキングステーションへ移動させるコストを算出するコスト算出部を備え、
前記処理部は、前記コストと、前記物品のオーダー情報とに基づき、前記複数の第1棚に配置する物品を決定する
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記オーダー情報の複数の集合ごとに前記カバー率を計算するカバー率計算部を備え、
前記処理部は、前記カバー率計算部により計算される前記カバー率に基づき、前記複数の第1棚に配置する前記物品を決定する
請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記カバー率計算部は、前記集合における前記物品の総数が前記第1棚に配置される前記物品の総数以上である場合に、前記物品を含む前記オーダー情報の個数をカウントし、前記物品毎のカウント値の総和と前記集合における前記オーダー情報の総数との比率を、前記カバー率とする
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記カバー率計算部は、前記集合における前記オーダー情報の前記物品の個数が前記第1棚に配置される前記物品の個数以上である前記オーダー情報の個数を算出し、前記オーダー情報の個数と、前記集合における前記オーダー情報の総数との比率を、前記カバー率とする
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記カバー率計算部は、前記集合における前記物品の個数が、前記第1棚に配置される前記物品の個数以上の場合に、前記物品の前記個数を合計し、前記物品毎の前記個数の合計値と、前記第1棚に配置される全物品の個数との比率を前記カバー率とする、
請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記複数の第1棚を前記ピッキングステーションへ移動させるコストを算出するコスト算出部を備え、
前記処理部は、前記第1棚ごとに前記複数の集合に対する複数の前記カバー率のうちの最小値を算出し、前記第1棚ごとの前記カバー率の最小値と、前記コストとに基づき、前記複数の第1棚に配置する物品を決定する
請求項3~6のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、前記カバー率の最小値と前記コストとを乗算し、乗算値の総和を指標として前記複数の第1棚に配置する物品を決定する
請求項7に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、前記指標を最大化することにより、前記複数の第1棚に配置する物品を決定する
請求項8に記載の情報処理装置。 - 前記コストは、前記第1棚と前記ピッキングステーション間の距離に応じた値を有する
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記コストは、前記第1棚と前記ピッキングステーション間の移動に要する時間に応じた値を有する
請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記オーダー情報は、過去に発生した前記物品のオーダー情報の履歴に基づく
請求項1~11のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記オーダー情報は、将来に発生する前記物品のオーダーの予測情報に基づく
請求項1~11のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記カバー率計算部は、前記複数の第1棚を複数のクラスに分割し、前記クラス毎に前記カバー率を計算する
請求項3~9のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 複数の前記オーダー情報を、複数の前記ピッキングステーションのいずれかに割り当て、前記複数の第1棚を、複数の前記ピッキングステーションのいずれかに割り当て、
前記コスト算出部は、前記ピッキングステーションごとに、前記割り当てられた第1棚と前記割り当てられたオーダー情報とに基づき前記コストを算出し、
前記処理部は、前記ピッキングステーションごとに、前記割り当てられた第1棚へ配置する物品を決定する
請求項2、7~9のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記処理部は、前記ピッキングステーションでピッキング可能な位置に設けられた少なくとも1つの第2棚に配置する物品と、前記複数の第1棚に配置する物品とを決定する、
請求項1~15のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記物品は、商品である
請求項1~16のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - ピッキングステーションへ移動可能な複数の第1棚に配置する物品を、前記複数の第1棚と前記ピッキングステーションとの間の距離と、前記物品のオーダー情報とに基づき決定し、
前記オーダー情報の複数の集合ごとに前記集合に含まれる前記オーダー情報または記集合に含まれる前記物品が、前記第1棚に配置される前記物品によってカバーされる比率であるカバー率に基づき、前記複数の第1棚に配置する前記物品を決定する
情報処理方法。 - ピッキングステーションへ移動可能な複数の第1棚に配置する物品を、前記複数の第1棚と前記ピッキングステーションとの間の距離と、前記物品のオーダー情報とに基づき決定するステップ
をコンピュータに実行させ、
前記ステップは、前記オーダー情報の複数の集合ごとに前記集合に含まれる前記オーダー情報または記集合に含まれる前記物品が、前記第1棚に配置される前記物品によってカバーされる比率であるカバー率に基づき、前記複数の第1棚に配置する前記物品を決定する、
コンピュータプログラム。 - 複数の第1棚をピッキングステーションに移動させる少なくとも1台の移動装置と、
前記複数の第1棚に配置する物品を、前記複数の第1棚と前記ピッキングステーションとの間の距離と、前記物品のオーダー情報とに基づき決定する処理部を含む情報処理装置と、
を備え、
前記処理部は、前記オーダー情報の複数の集合ごとに前記集合に含まれる前記オーダー情報または記集合に含まれる前記物品が、前記第1棚に配置される前記物品によってカバーされる比率であるカバー率に基づき、前記複数の第1棚に配置する前記物品を決定する
情報処理システム。 - 前記ピッキングステーションにおいて前記第1棚から前記物品をピッキングするロボット
をさらに備えた請求項20に記載の情報処理システム。
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