JP7493876B2 - Automated Warehouse System - Google Patents
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Description
本発明は、倉庫内に配置されたロボットを自律動作または遠隔操作により動作させ、物品のピッキング作業を行うことができる自動倉庫システムに関する。 The present invention relates to an automated warehouse system that can operate robots placed in a warehouse autonomously or remotely to pick up items.
物流倉庫には、物品を収容する物品収容体であるコンテナを大量に収容可能なラックが設置されており、様々な物品が種類や大きさ等によってそれぞれのラック用コンテナに分別されている。このような物流倉庫では、様々な作業(開梱・荷姿変換・ピッキング・検品・梱包等)が行われており、例えばピッキング作業の段階においては、まずラック用コンテナはラックの収容位置から作業員の待つラックの出入口に設けられた作業スペースまでスタッカクレーンを用いて搬出され、次いで作業スペースでは、作業員によって搬出されたラック用コンテナから指定の物品が取り出され、仕分け用コンテナに移されるピッキング作業が行われている。近年、Eコマースの急速な普及により物流倉庫の拡充や増設が活発であり、それに伴い物流倉庫で行われる作業を自動化する試みが実施されている。 In logistics warehouses, racks capable of accommodating a large number of containers, which are article-holding bodies for storing articles, are installed, and various articles are sorted into individual rack containers according to type, size, etc. In such logistics warehouses, various tasks (unpacking, repackaging, picking, inspection, packing, etc.) are performed. For example, in the picking task stage, the rack container is first transported by a stacker crane from its storage position on the rack to a work space provided at the entrance/exit of the rack where a worker is waiting. Next, in the work space, the worker takes out the specified article from the rack container that has been transported out, and transfers it to a sorting container, thus carrying out the picking task. In recent years, with the rapid spread of e-commerce, there has been active expansion and addition of logistics warehouses, and as a result, attempts are being made to automate the tasks performed in logistics warehouses.
このピッキング作業を自動化するにあたって、物品が収容されているラック用コンテナ内を撮像する撮像手段と、実際に指定の物品を把持や吸着等の手段を用いて取り出すロボットアームと、を備える自動ピッキング手段により、撮像手段の撮像に基づきロボットアームによりラック用コンテナ内の物品を取り出せるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 To automate this picking task, there is an automatic picking means that includes an imaging means for imaging the inside of a rack container in which items are stored, and a robot arm that actually picks out the specified item by gripping, suction, or other means, and that allows the robot arm to pick out the item from the rack container based on the image captured by the imaging means (see, for example, Patent Document 1).
ところで、自動ピッキング手段による物品を取り出す技術は学習制御等によって日々進歩しているものの、未だ人間の技量には到達しておらず、ロボットアームの自律動作では上手く物品を取り出せない場合や、撮像手段により撮像された画像から適切に対象物を検出できない場合がある。このような事態が発生した場合において特許文献1のような自動倉庫システムにあっては、ロボットアームが物品を取り出せるまで何度も試行する、若しくはこの物品の取り出しを諦めてピッキング作業を中止する判断を行う必要があり、いずれにせよ次々に入るピッキング作業のオーダーが中断されてしまい、迅速に遂行することができない問題がある。このように、現状では、完全に自律動作に任せてピッキング作業を行うことは難しい。
Although technology for picking items using automatic picking means is improving day by day through learning control and the like, it has not yet reached the level of human skill, and there are cases where the autonomous operation of the robot arm is unable to successfully pick up an item, or where the target object cannot be properly detected from an image captured by the imaging means. When such a situation occurs, in an automated warehouse system such as that described in
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、確実かつ迅速にピッキング作業を行うことができる自動倉庫システムを提供することを目的とする。 The present invention was developed to address these problems, and aims to provide an automated warehouse system that can perform picking operations reliably and quickly.
前記課題を解決するために、本発明の自動倉庫システムは、
倉庫施設に設置され、自律動作モードによりピッキング作業を行うことができるロボット装置と、
遠隔地に設置され、前記ロボット装置を用いて遠隔操作モードによりピッキング作業を行うことができる遠隔端末と、
前記倉庫施設に設置され、前記自律動作モードにより前記ロボット装置を制御するとともに前記遠隔端末からの遠隔操作指令を基に前記ロボット装置を制御するローカル管理装置と、を備え、
前記ローカル管理装置は、前記自律動作モード中に、ピッキング作業が可能かを判定できる判定手段を備えており、該判定手段がピッキング作業ができないことにより放棄条件を満たしたと判定した場合に、前記自律動作モードから前記遠隔操作モードに移行させるものであり、
前記ローカル管理装置は、前記遠隔操作モードによる前記ロボット装置の動作を学習し、前記自律動作モードによるピッキング作業の制御に反映させることを特徴としている。
この特徴によれば、倉庫施設に配置されたローカル管理装置の自律動作モードによってロボット装置を制御し、インターネットなどのインフラの通信速度に左右されずに高い効率でピッキング作業を行うことができるとともに、自律動作モード時に指定の物品の取り出し作業に失敗するような事態が発生した場合にあっては、自律動作モードに代わり遠隔操作モードにより指定の物品のピッキング作業を遂行することができる。加えて、遠隔端末からの遠隔操作モードによるロボット装置の動作も、倉庫施設に配置されたローカル管理装置にて学習されるため、学習した内容を自律動作モードによるピッキング作業の制御に迅速に反映させることができ、ピッキング作業の精度を高め、ひいては作業効率を高めることができる。
In order to solve the above problems, the automated warehouse system of the present invention comprises:
A robot device that is installed in a warehouse facility and is capable of performing a picking operation in an autonomous operation mode;
a remote terminal that is installed in a remote location and that can perform a picking operation in a remote operation mode using the robot device;
a local management device that is installed in the warehouse facility and controls the robot device in the autonomous operation mode and controls the robot device based on a remote operation command from the remote terminal,
the local management device includes a determination means for determining whether picking operation is possible during the autonomous operation mode, and when the determination means determines that a condition for abandonment is satisfied because picking operation cannot be performed, the local management device transitions from the autonomous operation mode to the remote operation mode;
The local management device is characterized in that it learns the operation of the robot device in the remote operation mode and reflects the learned operation in the control of the picking operation in the autonomous operation mode.
According to this feature, the robot device is controlled by the autonomous operation mode of the local management device arranged in the warehouse facility, and picking work can be performed with high efficiency without being affected by the communication speed of infrastructure such as the Internet, and in the event that a situation occurs in which the picking work of a specified item fails in the autonomous operation mode, the picking work of the specified item can be performed in the remote operation mode instead of the autonomous operation mode. In addition, since the operation of the robot device in the remote operation mode from a remote terminal is also learned by the local management device arranged in the warehouse facility, the learned content can be quickly reflected in the control of the picking work in the autonomous operation mode, and the accuracy of the picking work can be improved, and the work efficiency can be improved.
前記ローカル管理装置は、前記ロボット装置の前記自律動作モードに用いられる人工知能データを有する複数の学習機能付きコントローラと、前記ロボット装置の前記自律動作モードに用いられる人工知能データを有するローカル学習サーバとを備え、
前記学習機能付きコントローラはローカル学習サーバに接続され、
前記ローカル学習サーバは複数の前記学習機能付きコントローラから人工知能データを受付け、該ローカル学習サーバの人工知能データに反映するとともに、自身の人工知能データを複数の前記学習機能付きコントローラに送信することを特徴としている。
この特徴によれば、ローカル学習サーバは各倉庫に配置された複数の学習機能付きコントローラから人工知能データを受付けることで、ローカルな環境下で多くのデータから学習を行え、当該ローカルな環境に適合した学習によりローカル学習サーバの人工知能データを飛躍的にかつ効率的に成長させることができる。加えて、ローカル学習サーバの人工知能データが複数の学習機能付きコントローラに分配されることで、自律動作モードによるピッキング作業の成功率とピッキング作業の効率とを向上させることができる。
the local management device comprises: a plurality of controllers with learning capabilities having artificial intelligence data to be used in the autonomous operation mode of the robotic device; and a local learning server having artificial intelligence data to be used in the autonomous operation mode of the robotic device;
The learning controller is connected to a local learning server;
The local learning server is characterized by accepting artificial intelligence data from a plurality of the controllers with learning function, reflecting the data in the artificial intelligence data of the local learning server, and transmitting its own artificial intelligence data to the plurality of the controllers with learning function.
According to this feature, the local learning server can learn from a large amount of data in a local environment by receiving artificial intelligence data from multiple controllers with learning functions arranged in each warehouse, and the artificial intelligence data of the local learning server can grow dramatically and efficiently through learning adapted to the local environment. In addition, the artificial intelligence data of the local learning server is distributed to multiple controllers with learning functions, so that the success rate of picking work in the autonomous operation mode and the efficiency of the picking work can be improved.
前記ローカル管理装置は、前記ロボット装置の前記自律動作モードに用いられる人工知能データを有するローカル学習サーバを備え、
前記ローカル学習サーバは遠隔地に設置されたグローバル学習サーバに接続され、
前記グローバル学習サーバは複数の前記ローカル学習サーバから人工知能データを受付け、該グローバル学習サーバの人工知能データに反映するとともに、自身の人工知能データを複数の前記ローカル学習サーバに送信することを特徴としている。
この特徴によれば、グローバル学習サーバは各倉庫に配置された複数のローカル学習サーバから人工知能データを受付けることで、膨大なデータから学習を行え、グローバル学習サーバの人工知能データを飛躍的に成長させることができる。加えて、グローバル学習サーバの人工知能データが複数のローカル学習サーバに分配されることで、全てのローカル管理装置において、自律動作モードによるピッキング作業の成功率とピッキング作業の効率とを向上させることができる。
the local management device includes a local learning server having artificial intelligence data for use in the autonomous operation mode of the robotic device;
The local learning server is connected to a global learning server installed at a remote location;
The global learning server receives artificial intelligence data from the plurality of local learning servers, reflects the data in the artificial intelligence data of the global learning server, and transmits its own artificial intelligence data to the plurality of local learning servers.
According to this feature, the global learning server can learn from a huge amount of data by receiving artificial intelligence data from multiple local learning servers arranged in each warehouse, and the artificial intelligence data of the global learning server can be improved dramatically. In addition, the artificial intelligence data of the global learning server is distributed to multiple local learning servers, so that the success rate of picking work in the autonomous operation mode and the efficiency of the picking work can be improved in all local management devices.
倉庫施設に設置され、自律動作モードによりピッキング作業を行うことができるロボット装置と、
遠隔地に設置され、前記ロボット装置を用いて遠隔操作モードによりピッキング作業を行うことができる遠隔端末と、
前記倉庫施設に設置され、前記自律動作モードにより前記ロボット装置を制御するとともに前記遠隔端末からの遠隔操作指令を基に前記ロボット装置を制御するローカル管理装置と、
前記遠隔端末による遠隔操作モードのワークスコアと、前記自律動作モードのワークスコアと、をそれぞれ算出して管理するワークスコア管理部と、を備え、
前記ローカル管理装置は、前記遠隔操作モードによる前記ロボット装置の動作を学習し、前記自律動作モードによるピッキング作業の制御に反映させることを特徴としている。
この特徴によれば、自動倉庫システムを使用する事業者や倉庫等の使用者は、ワークスコア管理部で管理された遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアとを利用して、例えば自律動作モードによるピッキング作業が難しく、遠隔操作モードによるピッキング作業が行われやすい特定の物品については、ラック内の物品の整頓を厳格に行うことで当該物品を取り出しやすくするなどの改善を行えるため、ピッキング作業の効率化を図ることができる。
A robot device that is installed in a warehouse facility and is capable of performing a picking operation in an autonomous operation mode;
a remote terminal that is installed in a remote location and that can perform a picking operation in a remote operation mode using the robot device;
a local management device that is installed in the warehouse facility and controls the robot device in the autonomous operation mode and controls the robot device based on a remote operation command from the remote terminal;
a work score management unit that calculates and manages a work score in a remote operation mode by the remote terminal and a work score in an autonomous operation mode ,
The local management device is characterized in that it learns the operation of the robot device in the remote operation mode and reflects the learned operation in the control of the picking operation in the autonomous operation mode .
According to this feature, businesses that use automated warehouse systems and users of warehouses, etc. can use the work scores for the remote operation mode and the autonomous operation mode managed by the work score management unit to make improvements such as making it easier to remove certain items that are difficult to pick in the autonomous operation mode but are easier to pick in the remote operation mode by strictly organizing the items in the rack, thereby making picking work more efficient.
前記ワークスコア管理部は、それぞれ算出した前記自律動作モードのワークスコアと前記遠隔操作モードのワークスコアとから、所定の期間における前記ロボット装置と前記遠隔端末との構成比率を算出し、管理することを特徴としている。
この特徴によれば、ワークスコアから自律動作モードの所要数や所要時間に対して必要となる遠隔操作モードの所要数や所要時間を適時に判断できることから、定の倉庫施設において確実かつ迅速にピッキング作業を行うのに必要となる遠隔端末の数を把握することができる。
The work score management unit is characterized in that it calculates and manages the component ratio of the robot device and the remote terminal for a specified period of time from the work score of the autonomous operation mode and the work score of the remote operation mode calculated respectively.
According to this feature, the number of remote operation modes required and the required time for the required number of autonomous operation modes can be determined in a timely manner from the work score, so that the number of remote terminals required to perform picking work reliably and quickly in a given warehouse facility can be determined.
前記ローカル管理装置は、前記ワークスコア管理部にて管理された前記自律動作モードのワークスコアと前記遠隔操作モードのワークスコアを出力できる出力手段を更に備えることを特徴としている。
この特徴によれば、ローカル管理装置内において、自動倉庫システムを使用する事業者や倉庫等の使用者は、ワークスコア管理部で管理された遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアとを確認でき、独自にピッキング作業の効率化を試行することができる。
The local management device further comprises an output means for outputting the work score of the autonomous operation mode and the work score of the remote operation mode managed by the work score management unit.
According to this feature, within the local management device, business operators and users of warehouses, etc. that use the automated warehouse system can check the work scores for the remote operation mode and the work scores for the autonomous operation mode managed by the work score management unit, and can independently try to improve the efficiency of picking work.
前記出力手段は、ワークスコア管理部にて算出された、所定の期間における前記ロボット装置と前記遠隔端末との構成比率を出力することを特徴としている。
この特徴によれば、倉庫の使用者は、特定の倉庫施設において確実かつ迅速にピッキング作業を行うのに必要となる遠隔端末の数を把握することができるため、ピッキング作業の効率化を図ることができる。
The output means outputs a component ratio of the robot device and the remote terminal for a predetermined period of time calculated by the work score management unit.
According to this feature, a warehouse user can know the number of remote terminals required to perform picking work reliably and quickly at a particular warehouse facility, thereby making the picking work more efficient.
本発明に係る自動倉庫システムを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。 The following describes an embodiment of the automated warehouse system according to the present invention.
実施例に係る自動倉庫システムにつき、図1から図7を参照して説明する。 The automated warehouse system according to the embodiment will be described with reference to Figures 1 to 7.
図1に示されるように、自動倉庫システム1は、倉庫内に複数設置されるロボット装置3,3,…と、倉庫毎に配置されてこれらロボット装置3を統括するローカル管理装置2,2,…と、遠隔地に配置される遠隔管理サーバ4と、グローバル学習サーバ5と、遠隔端末6,6,…と、から主に構成されている。ローカル管理装置2,2,…、遠隔管理サーバ4、グローバル学習サーバ5、とはインターネットを通じて相互に接続されている。グローバル学習サーバ5と遠隔端末6,6,…とはインターネットを通じて相互に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示されるように、ローカル管理装置2は、中央管理装置7と、ロボット装置3の自律動作モードに用いられる人工知能データを有するローカル学習サーバ8と中央管理装置7とにそれぞれ接続されて人工知能データをロボット装置3の動作に変換する複数の学習機能付きコントローラ9と、を備えて構成されており、全て倉庫内に設置されている。
As shown in FIG. 2, the
中央管理装置7には、倉庫内の全ての学習機能付きコントローラ9とコンベア11(図3参照)等の各種装置がLAN接続されている。中央管理装置7は、倉庫内の棚と、棚に収納されるコンテナ10(図3参照)と、コンテナ10に保管される物品と、を逐次更新管理しており、受け付けた出庫指示に基づき、各種装置に適宜指示し、出庫準備・流通加工・出庫等の業務を行う。ピッキング作業が必要であれば、その指示を学習機能付きコントローラ9に送信する。
All of the
図3に示されるように、ロボット装置3はピッキング作業を行う作業スペースに配置され、ロボットアーム13と撮像手段14とを備えて構成されている。ロボットアーム13は、種々の構成を採用することができるが、ここでは、例えば人間の肘や肩に相当する複数の関節(ジョイント)を備えるとともに、人間の手の指のような部材を備えたマニュピレーターであり、対象の物品を把持して持ち上げ、他の場所に移動可能なタイプのロボットアームである。
As shown in FIG. 3, the
倉庫内においてロボット装置3は、対象物を把持して持ち上げ、他の場所に移動させるという様々な場面で利用可能である。本実施例では、倉庫で行われる入庫・棚入れ・保管・出庫準備・流通加工・出庫等の業務のうち、特に出庫準備作業にて用いられる場合を例に取り説明する。出庫準備作業は、指定の物品を保管された棚から取り出し、流通加工を行う前までを指し、ロボット装置3は、この移動されてきたコンテナ10から撮像手段14により指定の物品を検知し、ロボットアーム13を用いて物品が保管されたコンテナ10から対象の物品を把持して持ち上げ、梱包用のコンテナ12まで移動させ、コンテナ12内に載置させるというピッキング作業を行う。
In a warehouse, the
ローカル学習サーバ8は、MPUと記憶媒体等を備えたコンピュータであり、記憶媒体にはロボット装置3のロボットアーム13の動作態様やその手順等の操作情報、撮像手段14により撮像された画像の解析を行うプログラム、画像の解析により対象物を検知する際の検知条件、複数の操作情報から対象となる物品のピッキングに適した操作情報を選定するため選定情報(例えば、対象となる物品が分類されるカテゴリーや物品のコンテナ10内における保管状況に適した操作情報の組み合わせテーブル)等の人工知能データが記憶され、かつ学習が可能となっている。学習機能付きコントローラ9は、ローカル学習サーバ8と同様に、MPUと記憶媒体等を備えたコンピュータであり、記憶媒体にはロボット装置3のロボットアーム13の動作態様やその手順等の操作情報、撮像手段14により撮像された画像の解析を行うプログラム、画像の解析により対象物を検知する際の検知条件、複数の操作情報から対象となる物品のピッキングに適した操作情報を選定するため選定情報等の人工知能データが記憶され、かつ学習が可能となっている。また、学習機能付きコントローラ9は、ロボット装置3の動作を制御する機能、特に自身の有する人工知能データを用いてロボットアーム13の操作指令を生成し、その動作を制御する機能を備える。
The
倉庫から物品が配送される場合、中央管理装置7にて、まず出庫指示により指定された指定の物品が保管されているコンテナ10がデータベースにて割り出され、当該コンテナ10が棚から取り出されてロボット装置3が配置されている作業スペースまでコンベア11(図3参照)により移動される。
When goods are delivered from the warehouse, the central management device 7 first uses a database to identify the
図1に示されるように、遠隔端末6は、所定の条件下においてロボット装置3に遠隔操作可能に接続されるとともに、ロボット装置3の撮像手段14の画像を受信可能に接続される端末である。遠隔端末6は、通信手段と表示手段と操作入力手段とを備えていればどのような構成でもよい。遠隔端末6は、操作者が後述するマニュアル操作時に利用する端末であり、各自の居住スペース内に配置されてもよいし、複数の操作者が出社するセンターに複数配置されてもよい。いずれにしても、ローカル管理装置2とは別の遠隔地に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
ローカル管理装置2の学習機能付きコントローラ9は、中央管理装置7からピッキング作業の指示を受け付ける。学習機能付きコントローラ9には個々を判別可能な固有の識別情報が設定され、中央管理装置7は識別情報を用いて倉庫内全てのロボット装置3の稼働状況を把握しており、所定のルールから、当該ピッキング作業を担当させるロボット装置3を指定する。
The
学習機能付きコントローラ9は、ピッキング作業の指示を受け付けると、自身が有する人工知能データを用いて、自律動作モードで対象となる物品のピッキング作業を行う。自律動作モードでは、例えばピッキング作業の対象となる物品が分類されるカテゴリーや、該物品の保管状況(物品が保管されるコンテナにともに保管される他の物品の情報など)などの情報や、撮像手段からの画像情報などを用い、人工知能データを効率よく利用して、対象の物品の把持、移動、載置を行う。
When the
自律動作モードについて、図4のフローチャートを用いて説明する。学習機能付きコントローラ9は、自身の人工知能データを参照する(ステップSa01)。次いで参照した人工知能データを用いてロボットアーム13の操作指令を生成し、自律動作モードによりピッキング作業を開始し(ステップSa02)する。ピッキング作業中には、後に詳述する判定手段によりピッキング作業が可能かどうかの判定が行われ(ステップSa03)、問題なければピッキング作業が完了(ステップSa04)する。中央管理装置7は、当該物品の識別情報と、自律動作モードにてピッキング作業を完了したことを示す情報とを対応付けて記録管理する。
The autonomous operation mode will be described with reference to the flowchart in FIG. 4. The learning
このように、倉庫施設に配置された自身が有する人工知能データを用いて自律動作モードを調整し、ロボット装置3を調整された自律動作モードにより制御してピッキング作業を行う構成であるため、例えば人工知能データを有するサーバがインターネット上に配置されているようなクラウドコンピューティングのように、インターネット回線などの通信速度に左右されず、ピッキング作業の効率を高い水準で維持することができる。加えて、後述するように学習機能付きコントローラ9はローカルな環境下で学習を行うので、当該倉庫施設に適合した学習を効率よく行うことができる。
In this way, the autonomous operation mode is adjusted using the artificial intelligence data that the
学習機能付きコントローラ9は、自律動作モード中に、物品のピッキング作業が可能かを判定できる判定手段を備えており、物品を的確に把持できないなど、ピッキング作業を継続できないことを判断した場合には、インターネットを介し遠隔管理サーバ4に対して、遠隔操作を要請する信号を送信するようになっている。詳しくは、学習機能付きコントローラ9は、前述の物品を的確に取り出せないということを、例えば予定されるプロセスが進行しないなどの所定の放棄条件を満たしたことに基づき判定するようになっており、その時点で遠隔操作が必要な自身の識別情報を遠隔管理サーバ4に送信し、遠隔操作モードに移行する(ステップSa05)。
The
所定の放棄条件には様々な条件を用いることができるが、例えば、撮像手段14によって撮像された画像情報に基づく条件としては、学習機能付きコントローラ9において、画像情報に基づき物品を安定して把持した状態を予め設定された所定時間以上継続できないことを所定の放棄条件とすることができる。
Various conditions can be used as the predetermined abandonment condition, but for example, a condition based on image information captured by the imaging means 14 can be that the
各遠隔端末6を利用可能な操作者は、予め決められた自身の業務時間いわゆるシフト、または自身が決めた時間内で遠隔操作を請け負う業務を行うようになっている。操作者は、遠隔端末6の表示手段に表示されるログイン画面にて識別情報である予め登録された固有のユーザーIDとパスワードを入力し、ログインを行う。ログインが成功すると、当該ユーザーIDが遠隔管理サーバ4に送信され、遠隔管理サーバ4では当該ユーザーIDをロボット装置3の遠隔操作を可能な遠隔端末6として認識する。遠隔管理サーバ4は遠隔操作リストを用いて、各操作者のユーザーID毎に対応が可能か否かの状況を把握しておくことができる。
An operator who can use each
次いで、遠隔操作モードについて図5のフローチャートを用いて説明する。学習機能付きコントローラ9からに遠隔操作を要請する信号が遠隔管理サーバ4に送信される(ステップSb01)と、遠隔管理サーバ4は遠隔操作が要請されたロボット装置3に対する遠隔操作を行う操作者を任命する(ステップSb02)。
Next, the remote operation mode will be described using the flowchart in FIG. 5. When a signal requesting remote operation is sent from the
詳しくは、遠隔管理サーバ4は、遠隔操作を任命したユーザーIDの遠隔端末6に対して、当該遠隔操作の情報として、遠隔操作を要請した学習機能付きコントローラ9の識別情報と、当該学習機能付きコントローラ9に外部から接続可能なIPアドレス及びポート番号等のアドレス情報と、当該学習機能付きコントローラ9が動作を制御するロボット装置3により行うピッキング作業の内容と、を送信する。
In detail, the remote management server 4 transmits to the
こうして遠隔操作の情報を受信した遠隔端末6とロボット装置3を制御する学習機能付きコントローラ9とが接続されると、学習機能付きコントローラ9はロボット装置3の撮像手段14で撮像される画像を、遠隔端末6の表示手段に表示される操作画面に表示させる。同時に、ロボット装置3がローカル学習サーバ8の人工知能データを用いる自律動作モードから、遠隔端末6の操作入力手段からの操作データを用いる遠隔操作モードに切り替えられる。
When the
自律動作モードから遠隔操作モードに切り替えられると、遠隔端末6により、遠隔操作でのピッキング作業が開始される(ステップSb03)。
When the autonomous operation mode is switched to the remote operation mode, the
遠隔操作モードでは、遠隔管理サーバ4からピッキング作業の遠隔操作を任命された操作者の熟練度が足りず、ピッキング作業を遂行できない場合があり、操作者は割り振られたピッキング作業を諦めることを遠隔管理サーバ4に送信することができる。遠隔管理サーバ4は遠隔端末6からピッキング作業を諦める情報を受付可能な状態で待機(ステップSb04)し、遠隔管理サーバ4は遠隔端末6からピッキング作業を諦める情報を受けたことに基づき操作者のユーザーIDから、当該ユーザーIDよりも高い熟練度のスコアの操作者に対して当該ピッキング作業を代行させるように再任命する処理を行う(ステップSb05)。
In the remote operation mode, there are cases where an operator assigned by the remote management server 4 to remotely operate the picking work is not skilled enough to perform the picking work, and the operator can transmit a notice to the remote management server 4 to give up the assigned picking work. The remote management server 4 waits in a state in which it can receive information from the
操作者は割り振られたピッキング作業を諦めることを遠隔管理サーバ4に送信していない状態、すなわち遠隔操作モードによるピッキング作業の進行中において、学習機能付きコントローラ9では、判定手段によりピッキング作業が可能かどうかの判定が行われ(ステップSb06)、判定手段により自律動作モードに引き継ぎが可能であると判定された場合には、遠隔操作モードから自律動作モードに切り替わる(ステップSb07)。例えば遠隔操作モードでは、ロボット装置3が物品を掴むまでを担当し、物品の移動、載置は自律動作モードに引き継がせるなどの態様で切り替えが行われる。判定手段により自律動作モードに引き継ぎが可能であると判定されない場合には、遠隔操作モードによりピッキング作業が完了される(ステップSb08)。
When the operator has not transmitted to the remote management server 4 that he or she will give up on the assigned picking work, i.e., when picking work is in progress in the remote operation mode, the
また、ステップSb03~Sb08において、遠隔操作モードによる操作画像は、ロボット装置3の撮像手段14で撮像されて学習機能付きコントローラ9に送信されるとともに、遠隔操作されたロボット装置3の制御データは学習機能付きコントローラ9送信される。当該ピッキング作業が遠隔操作モードのみで、または遠隔操作モードと自律動作モードが混在して完了すると(ステップSb08)、学習機能付きコントローラ9はピッキング作業におけるロボット装置3の動作をこれら画像データ、制御データにより逐次観察・解析し、遠隔操作モードでのロボットアーム13の動作をデータ化し、自身の人工知能データに反映する。各学習機能付きコントローラ9で学習された人工知能データは、ローカル学習サーバ8に送信し、ローカル学習サーバ8が人工知能データに反映する。
In addition, in steps Sb03 to Sb08, the operation image in the remote operation mode is captured by the imaging means 14 of the
ローカル学習サーバ8は倉庫に配置された各学習機能付きコントローラ9,9,…から人工知能データを受付け、ローカル学習サーバ8にて統合し人工知能データを反映するとともに、自身の人工知能データを複数の学習機能付きコントローラ9,9,…に送信し、学習機能付きコントローラ9,9,…は受信した人工知能データを学習する。これによれば、複数の学習機能付きコントローラ9,9,…から人工知能データを受付けることで、膨大なデータから学習を行え、ローカル学習サーバ8の人工知能データを飛躍的に成長させることができ、このローカル学習サーバ8の人工知能データが複数の学習機能付きコントローラ9,9,…に分配されることで、自律動作モードによるピッキング作業の成功率とピッキング作業の効率とを向上させることができることになる。また、ローカル学習サーバ8はローカルな環境下で学習を行うので、当該倉庫施設に適合した学習を効率よく行うことができる。
The
このように、遠隔操作モードによるロボット装置3の動作は、倉庫施設に配置されたローカル管理装置2を構成する学習機能付きコントローラ9及びローカル学習サーバ8にて学習されるため、例えば人工知能データを有するサーバがインターネット上に配置されているようなクラウドコンピューティングのように、インターネット回線などの通信速度に左右されず、学習した内容を自律動作モードによるピッキング作業の制御に迅速に反映させることができ、ピッキング作業の精度を高め、ひいては作業効率を高めることができる。
In this way, the operation of the
また、ローカル学習サーバ8は遠隔地に設置されたグローバル学習サーバ5にインターネットを通じて接続され、所定のタイミングで人工知能データをグローバル学習サーバ5に送信する。これによれば、ピッキング作業が頻繁に行われるコアタイムを外した、例えば夜間などでグローバル学習サーバ5と通信することで、コアテイムにおいて学習機能付きコントローラ9はピッキング作業に集中して演算処理を行うことができ、グローバル学習サーバ5の通信がピッキング作業の作業効率を下げることがない。
The
また、グローバル学習サーバ5は各倉庫に配置された複数のローカル学習サーバ8,8,…から人工知能データを受付け、グローバル学習サーバ5の人工知能データに反映するとともに、自身の人工知能データを複数のローカル学習サーバ8,8,…に送信し、ローカル学習サーバ8,8,…は受信した人工知能データを学習する。これによれば、複数のローカル学習サーバ8,8,…から人工知能データを受付けることで、膨大なデータから学習を行え、グローバル学習サーバ5の人工知能データを飛躍的に成長させることができ、このグローバル学習サーバ5の人工知能データが複数のローカル学習サーバ8,8,…に分配されることで、全てのローカル管理装置2,2,…において、自律動作モードによるピッキング作業の成功率とピッキング作業の効率とを向上させることができることになる。
The global learning server 5 also receives artificial intelligence data from multiple
中央管理装置7は、ロボット装置3を使用する事業者、倉庫等の使用者ID毎に、ロボット装置3によるピッキング作業の自律動作モードのワークスコアと遠隔操作モードのワークスコアとをそれぞれ算出して管理している。自律動作モードのワークスコアとは、例えばピッキング作業に要した時間や、自律動作モードでのピッキング作業の回数、各ピッキング作業の難易度をスコア化したものを用いて、所定のルールで演算されたものである。遠隔操作モードのワークスコアとは、例えばピッキング作業に要した時間や、遠隔操作モードでのピッキング作業の回数、遠隔操作を行った人物の熟練度をスコア化したものを用いて、所定のルールで演算されたものである。前述したようにピッキング作業が諦められ、他の操作者が再任命された場合にあっては、ピッキング作業を実際に行った操作者の熟練度スコアが遠隔操作モードのワークスコアに反映される。
The central management device 7 calculates and manages the work score in the autonomous operation mode and the work score in the remote operation mode of the picking work by the
中央管理装置7は、中央管理装置7に接続されたコンピュータ17のディスプレイに、使用者ID毎に算出した自律動作モードのワークスコアと遠隔操作モードのワークスコアとの内訳を出力することができる(出力手段)。図6は出力された出力画面20を示す。出力画面20には、使用者IDと、期間(ここでは2020年10月分)における、ピッキング作業の総数と、ピッキング作業に要した総時間数と、ピッキング作業の総数における自律動作モードのワークスコアと遠隔操作モードのワークスコアがそれぞれ占める割合が表示される。図6及び図7においては、自律動作モードのワークスコアと遠隔操作モードのワークスコアは、ピッキング作業を行ったピッキング数の割合を示している。尚、例えば一部が自律動作モードで行われたピッキング作業においては、当該1つのピッキング作業において自律動作モードが担当した割合(例えば0.3)が算出されるようになっている。中央管理装置7は、全ての自律動作モードが担当した割合を合算し、全て自律動作モードで行われたピッキング作業を1として除算することで、自律動作モードが担当したピッキング数を算出するようにしている。
The central management device 7 can output the breakdown of the work score of the autonomous operation mode and the work score of the remote operation mode calculated for each user ID on the display of the
これによれば、自動倉庫システム1を使用する事業者や倉庫等の使用者は、中央管理装置7(ワークスコア管理部)で管理された遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアとを利用して、例えば自律動作モードによるピッキング作業が難しく、遠隔操作モードによるピッキング作業が行われやすい特定の物品については、コンテナ10内の物品の整頓を厳格に行うことで当該物品を取り出しやすくするなどの改善を行えるため、ピッキング作業の効率化を図ることができる。
Accordingly, businesses and users of warehouses, etc. using the automated
また、図6に示されるように、出力画面20には、所定の期間においてそれぞれ算出した自律動作モードのワークスコアと遠隔操作モードのワークスコアとを、所定の期間におけるロボット装置3と遠隔端末6との構成比率として、言い換えると、遠隔操作モードを行う遠隔端末1台につき何台のロボット装置3の遠隔操作を担当したかという表現に変換して出力する表示22を有している。これによれば、遠隔操作モードを行う遠隔端末6がピッキング作業を担当したロボット装置3の台数が多く表現されているほど、遠隔操作モードの占める割合が小さくなったことが判断できる。そのため、これら遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアとの所定の期間における比率を視覚的に把握しやすい。
As shown in FIG. 6, the
また、図7のように、中央管理装置7は、比較出力画面21を出力することもでき、時系列的に遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアとの所定の期間における比率を比較し、改善内容がピッキング作業の効率化に与えた影響を簡易的に確認することができる。
In addition, as shown in FIG. 7, the central management unit 7 can also output a
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the present invention also includes modifications and additions that do not deviate from the gist of the present invention.
例えば、前記実施例では、ローカル管理装置2を構成する中央管理装置7で管理された遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアをローカル管理装置2内の出力手段により出力する構成で説明したが、これに限らず、遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアは、インターネット上に配置された自動倉庫システム1を提供する提供者のサーバに送られ、提供者が自動倉庫システム1の使用者に対して、改善点などを提案するのに用いられてもよい。また、この場合には遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアは、前述した出力画面のように出力されなくてもよい。
For example, in the above embodiment, the work score for the remote operation mode and the work score for the autonomous operation mode managed by the central management device 7 constituting the
また、中央管理装置7または提供者のサーバは、遠隔操作モードのワークスコアと自律動作モードのワークスコアと、ピッキング作業毎の物品の種別などを用いて、特定のアイテムの遠隔操作の割合が多い傾向であることを導き出し、出力手段などを用いて使用者に提示できるようにしてもよい。 The central management device 7 or the provider's server may also use the work score in the remote operation mode, the work score in the autonomous operation mode, and the type of item for each picking task to determine whether there is a high proportion of remote operations for certain items, and present this to the user using an output means, etc.
また、中央管理装置7または提供者のサーバは、遠隔操作モードによるピッキング作業を担当した操作者のユーザーIDの熟練度のスコア、作業時間などに基づき、当該ピッキング作業に難易度ランクを付し、遠隔操作モードによるピッキング作業の総数における各難易度ランクのピッキング作業数を、出力手段などを用いて使用者に提示できるようにしてもよい。これによれば、使用者は遠隔操作モードのワークスコアに、いずれの難易度ランクのピッキング作業が大きく影響しているかを把握することができる。 The central management device 7 or the provider's server may also assign a difficulty level to the picking task based on the proficiency score of the user ID of the operator who performed the picking task in the remote operation mode, the task time, etc., and present to the user the number of picking tasks of each difficulty level out of the total number of picking tasks in the remote operation mode using an output means, etc. This allows the user to understand which difficulty level of picking tasks has a large impact on the work score in the remote operation mode.
また、学習機能付きコントローラ9による所定の放棄条件は、前記実施例で例示したように画像情報に基づく条件に限らず、例えばロボットアーム13に圧力センサを備え、この圧力センサによって計測された圧力、すなわち物品を把持したときに掛けた握力が予め設定した値よりも大きいことを条件としてもよい。この予め設定した値は的確に物品を取り出せたときの圧力を参考にしておく。これによれば無理のない力でのみ物品を的確に取り出すことができるため、物品の破損を防止できる。加えて、圧力センサが予め設定した値よりも大きい値を計測した場合には、他の物品やコンテナ等にロボットアーム13が接触している可能性もあり、この場合も的確に取り出し作業を行えないと判断できることになる。
The predetermined abandonment condition set by the learning
また、ロボットアーム13は、人間の肘や肩、人間の手の指のような部材を備えた構成に限らず、対象物を把持して持ち上げ、他の場所に移動可能なタイプのロボットアームであればどのような構成でもよく、例えば吸着等で物品を持ち上げる構成でもよい。
The
また、前記実施例では、学習機能付きコントローラ9にそれぞれ固有の識別情報を付与して、遠隔管理サーバ4がそれぞれの稼働状況を把握できることを説明したが、これに限らず、例えばロボット装置3が帰属する中央管理装置7に固有の識別情報があれば、いずれの中央管理装置7に属するロボット装置3であるかでロボット装置3を特定できるため、帰属する中央管理装置7の中でそれぞれを判別できれば、自動倉庫システム1全体において固有の識別情報が付与される構成でなくてもよい。
In the above embodiment, each
また、2つのロボットアームがある場合、自律動作モードと遠隔操作モードでは2つのロボットアームを共同させて操作されるが、これに限らず、自律動作モードにのみ用いられるロボットアームと、遠隔操作モードにのみ用いられるロボットアームとで、それぞれ完全に独立して動作する構成としてもよい。 In addition, when there are two robot arms, the two robot arms are operated together in the autonomous operation mode and the remote control mode, but this is not limited to the above, and the robot arm used only in the autonomous operation mode and the robot arm used only in the remote control mode may each be configured to operate completely independently.
また、ローカル管理装置2の構成としては、例えば学習機能付きコントローラ9の人工知能データ及び学習機能を省略し、人工知能データを用いてロボットアーム13の操作指令を生成し、その動作を制御する機能のみを担当させ、ロボット装置3の自律動作モードは常にローカル学習サーバ8の人工知能データを参照して行われ、学習についてもローカル学習サーバ8で行われる構成であってもよい。
In addition, the
また、前記実施例では、ロボット装置3は出庫準備作業にて用いられる場合を例に説明したが、これに限らず、例えば入庫作業等の別のセクションにて用いられてもよい。
In addition, in the above embodiment, the
また、前記実施例では、遠隔端末6は学習機能付きコントローラ9のアドレス情報に基づき直接接続される、所謂ピアツーピアで接続する構成で説明したが、これに限らず、例えば遠隔管理サーバ4または中央管理装置7を中継して操作信号等をやり取りするようにし、遠隔端末6とロボット装置3とを直接接続しないようにすることで、ネットワーク上のセキュリティを高めてもよい。
In the above embodiment, the
1 自動倉庫システム
2 ローカル管理装置
3 ロボット装置
4 遠隔管理サーバ
5 グローバル学習サーバ
6 遠隔端末
7 中央管理装置(ワークスコア管理部)
8 ローカル学習サーバ
9 学習機能付きコントローラ
10 コンテナ
11 コンベア
13 ロボットアーム
14 撮像手段
17 コンピュータ
20 出力画面
21 比較出力画面
22 表示
1
8: Local learning server 9: Controller with learning function 10: Container 11: Conveyor 13: Robot arm 14: Imaging means 17: Computer 20: Output screen 21: Comparison output screen 22: Display
Claims (7)
遠隔地に設置され、前記ロボット装置を用いて遠隔操作モードによりピッキング作業を行うことができる遠隔端末と、
前記倉庫施設に設置され、前記自律動作モードにより前記ロボット装置を制御するとともに前記遠隔端末からの遠隔操作指令を基に前記ロボット装置を制御するローカル管理装置と、を備え、
前記ローカル管理装置は、前記自律動作モード中に、ピッキング作業が可能かを判定できる判定手段を備えており、該判定手段がピッキング作業ができないことにより放棄条件を満たしたと判定した場合に、前記自律動作モードから前記遠隔操作モードに移行させるものであり、
前記ローカル管理装置は、前記遠隔操作モードによる前記ロボット装置の動作を学習し、前記自律動作モードによるピッキング作業の制御に反映させることを特徴とする自動倉庫システム。 A robot device that is installed in a warehouse facility and is capable of performing a picking operation in an autonomous operation mode;
a remote terminal that is installed in a remote location and that can perform a picking operation in a remote operation mode using the robot device;
a local management device that is installed in the warehouse facility and controls the robot device in the autonomous operation mode and controls the robot device based on a remote operation command from the remote terminal,
the local management device includes a determination means for determining whether picking operation is possible during the autonomous operation mode, and when the determination means determines that a condition for abandonment is satisfied because picking operation cannot be performed, the local management device transitions from the autonomous operation mode to the remote operation mode;
The automated warehouse system is characterized in that the local management device learns the operation of the robot device in the remote operation mode and reflects the learned operation in the control of the picking work in the autonomous operation mode.
前記学習機能付きコントローラはローカル学習サーバに接続され、
前記ローカル学習サーバは複数の前記学習機能付きコントローラから人工知能データを受付け、該ローカル学習サーバの人工知能データに反映するとともに、自身の人工知能データを複数の前記学習機能付きコントローラに送信することを特徴とする請求項1に記載の自動倉庫システム。 the local management device comprises: a plurality of controllers with learning capabilities having artificial intelligence data to be used in the autonomous operation mode of the robotic device; and a local learning server having artificial intelligence data to be used in the autonomous operation mode of the robotic device;
The learning controller is connected to a local learning server;
The automated warehouse system according to claim 1, characterized in that the local learning server receives artificial intelligence data from a plurality of the controllers with learning function, reflects the data in the artificial intelligence data of the local learning server, and transmits its own artificial intelligence data to the plurality of the controllers with learning function.
前記ローカル学習サーバは遠隔地に設置されたグローバル学習サーバに接続され、
前記グローバル学習サーバは複数の前記ローカル学習サーバから人工知能データを受付け、該グローバル学習サーバの人工知能データに反映するとともに、自身の人工知能データを複数の前記ローカル学習サーバに送信することを特徴とする請求項1または2に記載の自動倉庫システム。 the local management device includes a local learning server having artificial intelligence data for use in the autonomous operation mode of the robotic device;
The local learning server is connected to a global learning server installed at a remote location;
The automated warehouse system described in claim 1 or 2, characterized in that the global learning server accepts artificial intelligence data from a plurality of the local learning servers, reflects the data in the artificial intelligence data of the global learning server, and transmits its own artificial intelligence data to the plurality of the local learning servers.
遠隔地に設置され、前記ロボット装置を用いて遠隔操作モードによりピッキング作業を行うことができる遠隔端末と、
前記倉庫施設に設置され、前記自律動作モードにより前記ロボット装置を制御するとともに前記遠隔端末からの遠隔操作指令を基に前記ロボット装置を制御するローカル管理装置と、
前記遠隔端末による遠隔操作モードのワークスコアと、前記自律動作モードのワークスコアと、をそれぞれ算出して管理するワークスコア管理部と、を備え、
前記ローカル管理装置は、前記遠隔操作モードによる前記ロボット装置の動作を学習し、前記自律動作モードによるピッキング作業の制御に反映させることを特徴とする自動倉庫システム。 A robot device that is installed in a warehouse facility and is capable of performing a picking operation in an autonomous operation mode;
a remote terminal that is installed in a remote location and that can perform a picking operation in a remote operation mode using the robot device;
a local management device that is installed in the warehouse facility and controls the robot device in the autonomous operation mode and controls the robot device based on a remote operation command from the remote terminal;
a work score management unit that calculates and manages a work score in a remote operation mode by the remote terminal and a work score in an autonomous operation mode,
The automated warehouse system is characterized in that the local management device learns the operation of the robot device in the remote operation mode and reflects the learned operation in the control of the picking work in the autonomous operation mode.
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