JPH0741114A - 物流シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ユーザが新たな物流要素を容易に作成し得る
物流シミュレーション装置。 【構成】 本装置Ａ₁ は，入力された物流要素の図形を
記憶する物流要素記憶部２′と，物流要素記憶部２′に
より記憶された物流要素の図形を用いて作成された物流
要素配置モデルを記憶する物流要素配置モデル記憶部
４′と，上記入力された物流要素の機能を表すペトリネ
ットを用いて作成されたペトリネットモデルを記憶する
ペトリネットモデル記憶部７と，ペトリネットモデル記
憶部７により記憶されたペトリネットモデルと物流要素
配置モデル記憶部４′により記憶された物流要素配置モ
デルとの対応付けを自動的に行うペトリネット配置モデ
ル生成機能処理部８と，ペトリネット配置モデル生成機
能処理部８により上記物流配置モデルに対応付けられた
ペトリネットモデルに基づいて物流シミュレーションを
実行するシミュレーション実行部５′等から構成されて
いる。上記構成により，ユーザが新たな物流要素を容易
に作成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，物流シミュレーション
装置に係わり，詳しくはコンピュータにより各種の物流
シミュレーションに係わる分野において利用可能な物流
シミュレーション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば，工場内の物流等を表すモデルを
コンピュータに入力し，シミュレーションを実施するこ
とにより，製品等の流れを解析することができる。この
解析結果により，最適な設備配置等の作成を支援するこ
とが可能となる。近年，パーソナルコンピュータの普及
と高機能化とによって，そのようなシミュレーションを
容易に実行し得るビジュアル型のシミュレータが開発さ
れた。ビジュアル型シミュレータは「物流要素を表す図
形の配置・編集機能」を持つ。この機能の特徴は次の通
りである。 加工機械，組み立て機械，コンベア，自動搬送車，
作業者等物流に関し，一定の機能を持つ物流要素を備え
ている。 ユーザが物流要素の一つを選択した後，画面上に配
置し，仕様（加工機械の場合，処理時間等）を入力する
ことができる。 複数の物流要素を入力した後，物流要素相互を結合
する。例えば加工機械とコンベアとに対し，「加工機械
から出力した製品をコンベアに載せる」と言う関係を指
定することができる。 シミュレーション実行時には，シミュレーションの
状態に合わせて画面上の物流要素の表示をアニメーショ
ン的に変化させる。 図９はこのような機能を有する従来の物流シミュレーシ
ョン装置Ａ₀ の一例における概略構成を示すブロック
図，図１０は従来装置Ａ₀ による物流配置・編集機能画
面の例図である。

【０００３】図９に示す如く，従来の物流シミュレーシ
ョン装置Ａ₀ は，ディスプレイ，キーボード，マウス等
の入出力部１と，予め作成された物流要素の図形を記憶
する物流要素記憶部２と，物流要素記憶部２により記憶
された物流要素の図形を用いて物流要素配置・編集機能
処理部３にて作成された物流要素配置モデルを記憶する
物流要素配置モデル記憶部４と，物流要素配置モデル記
憶部４により記憶された物流要素配置モデルに基づいて
シミュレーションを実行するシミュレーション実行部５
とから構成されている。図１０はこの従来装置Ａ₀ によ
り作成された物流要素配置モデルの一例を示している。
図中の画面右側は物流要素の配置用ウインドウであり，
ここにレイアウトされている機械類はいずれも予め記憶
された物流要素の中から選択されたものである。従来装
置Ａ₀ によれば，多くの場合，モデル作成・入力の負荷
が軽減し，動作の減少を容易に行うことができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
物流シミュレーション装置Ａ₀ では，次のような問題が
発生することがあった。すなわち，物流要素がプログラ
ムによってモデル化されているため，用意された物流要
素自体をユーザが修正したり，新たに物流要素を作成し
たりすることは困難であった。このため，予め用意され
ていない新しい物流要素を含む対象のモデルを作成する
際は，すでに用意されている物流要素を複数組み合わせ
て，対象とする物流要素に要求される仕様を持つモデル
を作成する必要があった。しかし，ユーザがこれを行う
には，マニュアル等には明記されていない特殊のノウハ
ウを過去の事例を参考に習得していかなければならな
い。また，一つの物流要素をモデル化するために既存の
物流要素を複数組み合わせることによって，モデルが冗
長となり，シミュレーション実行速度の低下や，シミュ
レーションを実行のためのメモリの負荷の増大をもたら
していた。本発明は，このような従来の技術における課
題を解決するために，物流シミュレーション装置を改良
し，ユーザが新たな物流要素を容易に作成し得る物流シ
ミュレーション装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明は，入力された物流要素の図形を記憶する物
流要素記憶手段と，上記物流要素記憶手段により記憶さ
れた物流要素の図形を用いて作成された物流要素配置モ
デルを記憶する物流要素配置モデル記憶手段と，上記入
力された物流要素の機能を表すペトリネットを用いて記
述されたペトリネットモデルを記憶するペトリネットモ
デル記憶手段と，上記ペトリネットモデル記憶手段によ
り記憶されたペトリネットモデルと上記物流要素配置モ
デル記憶手段により記憶された物流要素配置モデルとの
対応付けを自動的に行う自動対応付け手段と，上記自動
対応付け手段により上記物流要素配置モデルに対応付け
られたペトリネットモデルに基づいて物流シミュレーシ
ョンを実行するシミュレーション手段とを具備してなる
物流シミュレーション装置として構成されている。

【０００６】

【作用】本発明によれば，入力された物流要素の図形が
物流要素記憶手段により記憶され，上記物流要素記憶手
段により記憶された物流要素の図形を用いて作成された
物流要素配置モデルが物流要素配置モデル記憶手段によ
り記憶され，上記入力された物流要素の機能を表すペト
リネットを用いて記述されたペトリネットモデルがペト
リネットモデル記憶手段により記憶され，上記ペトリネ
ットモデル記憶手段により記憶されたペトリネットモデ
ルと上記物流要素配置モデル記憶手段により記憶された
物流要素配置モデルとの対応付けが自動対応付け手段に
より自動的に行われ，上記自動対応付け手段により上記
物流要素配置モデルに対応付けられたペトリネットモデ
ルに基づいてシミュレーション手段により物流シミュレ
ーションが実行される。ペトリネットは物の流れを表現
する基本的な要素から構成されるものであり，このペト
リネットを組み合わせることにより物流要素を容易に入
力することができる。これにより，ユーザが新たな物流
要素を容易に作成することができるのである。この場
合，従来例のように特殊のノウハウの習得をユーザに強
いることはない。

【０００７】

【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係わる物流シミュレーシ
ョン装置Ａ₁ の概略構成を示すブロック図，図２は物流
要素配置・編集機能画面の例図，図３は新規物流要素作
成機能画面の例図，図４は新規物流要素作成機能の全体
フロー図，図５は新規物流要素作成機能の部分フロー
図，図６はペトリネットモデル等の説明図，図７はシミ
ュレーション実行機能の全体フロー図，図８はシミュレ
ーション実行機能の部分フロー図である。尚，前記図９
に示した従来の物流シミュレーション装置Ａ₀ の一例に
おける概略構成を示すブロック図と共通する要素には同
一符号を使用した。

【０００８】図１に示す如く，本実施例に係わる物流シ
ミュレーション装置Ａ₁ は，ディスプレイ，キーボー
ド，マウス等の入出力部１と，入出力部１により入力さ
れた物流要素の新規物流要素作成機能処理部６にて作成
された図形を記憶する物流要素記憶部２′（物流要素記
憶手段に相当）と，物流要素記憶部２′により記憶され
た物流要素の図形を用いて物流要素配置・編集機能処理
部３にて作成された物流要素配置モデルを記憶する物流
要素配置モデル記憶部４′（物流要素配置モデル記憶手
段に相当）と，上記入力された物流要素の機能を表すペ
トリネットを用いて新規物流要素作成機能処理部６にて
作成されたペトリネットモデルを記憶するペトリネット
モデル記憶部７（ペトリネットモデル記憶手段に相当）
と，ペトリネットモデル記憶部７により記憶されたペト
リネットモデルと物流要素配置モデル記憶部４′により
記憶された物流要素配置モデルとの対応付けを自動的に
行って対応付けのデータであるペトリネット配置モデル
を生成するペトリネット配置モデル生成機能処理部８
（自動対応付け手段に相当）と，ペトリネット配置モデ
ル生成機能処理部８にて生成されたペトリネット配置モ
デルを記憶するペトリネット配置モデル記憶部９と，ペ
トリネット配置モデル記憶部９により記憶されたペトリ
ネット配置モデルによって物流配置モデルに対応づけら
れたペトリネットモデルに基づいて物流シミュレーショ
ンを実行するシミュレーション実行部５′（シミュレー
ション手段に相当）とを具備している。以下，この装置
Ａ₁ について動作手順を説明する。

【０００９】先ず，物流要素記憶部２′には予め作成さ
れた物流要素を記憶しておく。ユーザは入出力部１を介
して，物流要素配置・編集機能処理部３にて物流要素記
憶部２′に記憶された物流要素の中から所望の物流要素
を選択し，物流要素配置モデル等を作成する。そして，
この物流要素配置モデルを物流要素配置モデル記憶部
４′に記憶するが，ここまでは従来例と同様の手順であ
る。もし，ユーザが物流要素記憶部２′に記憶された物
流要素以外の物流要素を所望する場合には，次のような
手順を採る。既存の物流要素では表現が困難な物流要素
のモデル化が必要な場合，新規物流要素作成機能処理部
６により新たな物流要素の図形及びペトリネットモデル
を作成し，物流要素の図形を物流要素記憶部２′に記憶
すると同時にペトリネットモデルをペトリネットモデル
記憶部７に記憶する。ところで，物流要素配置・編集機
能処理部３は，コンベア，加工機械，ロボット等の物流
要素を示す図形を入出力部１のマウス等を用いて画面上
に配置・結合する機能を持つものであり，ここで配置・
結合された物流要素が物流要素配置モデル記憶部４′に
データとして記憶されている。このデータとペトリネッ
トモデル記憶部７に記憶されたデータとを活用して，ペ
トリネット配置モデル生成機能処理部８はペトリネット
配置モデルを自動的に生成する。シミュレーション実行
部５′はペトリネット配置モデルを取込み，これを基に
シミュレーション実行すると共に，シミュレーションの
実行状況を物流要素配置・編集機能処理部３に伝え，入
出力部１にてアニメーション的に表示する。

【００１０】図２は物流要素配置・編集機能処理部３に
よる画面構成の一例を示している。図中，画面左側は物
流要素の選択メニューである。マウスの操作によって，
メニューから物流要素を選択し，画面上に描画すること
ができる。また，描画された図形と図形とを必要に応じ
て結合することもマウスを使うことによって可能であ
り，更に，シミュレーション実行部５′から伝えられる
情報により，シミュレーションの実行状態としてのコン
ベア上の製品が移動する様子等をアニメーション的に表
示することができる。図３は新規物流要素作成機能処理
部６にて作成された画面データを示している。図に示す
ようなペトリネットに基づくネットワークを描画するこ
とにより，新たな物流要素を作成し，ペトリネットモデ
ル記憶部７により記憶することができる。図に示すモデ
ルは，一種の加工機械であるが，一つの品物を入力する
と，二つに分解され，その一つはその後２回の加工Ａ
１，Ａ２を受け出力される。もう一つは１回だけの加工
Ｂを受け出力される。このような変則的な機械を従来は
モデル化することが困難であった。ここで，物流要素作
成機能処理部６における処理について述べる。

【００１１】図４に示すように，入出力部１のキーボー
ド又はマウスにより新規物流要素作成を選択すると，新
規物流要素作成機能処理部６が起動される。起動と同時
にパラメータ定義画面，ネットワーク入力画面，物流制
御ルール入力画面が開かれる。ユーザが適当な順序で必
要なデータを入力していき，全ての設定が終わると，新
たな物流要素が定義されることになる。設定された物流
要素の図形は物流要素記憶部２′により，またペトリネ
ットモデルはペトリネットモデル記憶部７により記憶・
管理される。図５はネットワーク入力・修正手順を示し
ている。以上に示すように，物流要素のペトリネットモ
デルはネットワーク，パラメータ，物流制御ルールから
構成される。ネットワークは更に，プレース，トランジ
ション，アーク，トークンの４種類の要素，即ちペトリ
ネットから構成される。図６（ａ）はペトリネットモデ
ルの一例を示しているが，図中長四角形は状態を表すプ
レース，円形は事象を表すトランジション，黒点を含む
円形は物・情報を表すトークン，矢印はつながりを表す
アークを示している。

【００１２】物流制御ルールは上記ネットワークでは表
現が困難な時間情報，製品の仕様等の文字情報・数値情
報やこれらに基づいて行われる分岐等の物流制御を表現
するためのものである。本実施例ではＣ言語によって記
述している。物流制御ルールの機能は，次の通りであ
る。 トランジションの発火制御 トークンの属性に応じ，発火する／しない，発火する場
合は発火する時刻を決定することにより，発火の制御を
行う。 トークン属性（重さ，長さ，納期等を表す数値，客
先名・商品名等を表す文字列，発火後移動した先のプレ
ースでの利用可能時刻を表す時刻から構成される）の書
換え。 物流要素配置・編集機能に対するアニメーション表
示の指示。 加工機械であれば，処理している品種に応じて表示色を
変化させる等。例えばトランジション規則を，図６
（ｂ）中に示す「開始」トランジションに対し，「加工
前にあるトークン属性“重さ”が１００ｋｇ以下なら発
火。発火したならトークンの時刻属性に“現在時刻＋１
００秒”を設定。物流要素の色を青色に変更。」という
ように設定しておくと，トークンの移動によりシステム
全体の状態の変化を表すことができる。パラメータは，
上記ネットワークと物流制御ルールとの汎用性を拡張す
るものである。例えば，加工機械Ａで品種１に１０分
間，品種２に１５分の加工時間がかかるが，加工機械Ｂ
ではそれぞれ８分，１２分であるような場合，ネットワ
ークは同一のものでよいが，物流制御ルールは異なるも
のを設定する必要が生じる。この場合，加工機械Ａ，Ｂ
に対し，別々に加工時間が設定でき，その値をルールか
ら参照するようにすれば，ネットワークと同様にルール
も同一のものが使えることになる。パラメータはこのよ
うに物流要素固有の値が設定できるものである。物流要
素作成機能処理部６でのパラメータの定義においては，
例えば加工機械に対する品種１，品種２の加工時間のよ
うに，その物流要素に設定が必要となるパラメータの名
称及びデータのタイプ（整数，実数，又は文字列）を定
義することができる。

【００１３】次に，ペトリネットモデルと物流要素配置
モデルとの関係について前記図２に示した例を基に説明
する。図中，画面右側は物流要素の配置用ウインドウで
あり，機械１〜３，ロボット，搬送車，軌道，ロボッ
ト，及び倉庫の合計８個の物流要素がレイアウトされて
いる。機械１，２，３は同一の図形及びペトリネットモ
デルである「機械」から形成されて物流要素記憶部２′
及びペトリネットモデル記憶部７に記憶された物流要素
であり，ペトリネットモデルのパラメータのみ異なるも
のである。また，搬送車，軌道，ロボット，倉庫もそれ
ぞれ物流要素記憶部２′及びペトリネットモデル記憶部
７に記憶された物流要素である。物流要素配置・編集機
能画面で，その左側に示した機械〜コンベアの物流要素
の並びの何れかをマウスでクリックすることにより選択
し，その後，右側のウインドウ内の任意の場所にマウス
を移動しクリックすると，選択された物流要素が画面内
にレイアウトされ物流要素配置モデルが作成される。そ
の際，物流要素配置モデル記憶部４′に対し，作成され
た物流要素配置モデルを記憶するように自動的に働きか
ける。物流要素配置モデル記憶部４′はペトリネット配
置モデル生成機能処理部８に対し，選択された物流要素
に対応するペトリネット配置モデルを生成するように自
動的に働きかける。ペトリネット生成機能処理部８は働
きかけに応じペトリネット配置モデルを生成する。生成
されたペトリネット配置モデルはペトリネット配置モデ
ル記憶部９に記憶・管理させる。図２に示すように８個
の物流要素が配置されると上記手順が８度繰り返され，
８個のペトリネット配置モデルがペトリネット配置モデ
ル記憶部９により記憶・管理されることになる。尚，こ
のように記憶・管理されている８個のペトリネット配置
モデルは，物流要素配置モデル記憶部４′によって管理
されている物流要素配置モデルと対応付けられて管理さ
れているため，物流要素配置・編集機能処理部３で配置
した物流要素を削除した場合には，対応するペトリネッ
ト配置モデルは同時に削除されることになる。

【００１４】また，物流要素配置・編集機能処理部３で
は，新規物流要素作成機能処理部６にて定義されたパラ
メータの各項目に値を入力することができる。次にシミ
ュレーション実行部５′とペトリネット配置モデル記憶
部９と物流要素配置・編集機能処理部３との関係につい
て説明する。図７に示すように，シミュレーション実行
部５′は，物流要素・配置編集機能画面から呼び出すこ
とができる。シミュレーション実行部５′は以下の手順
によりペトリネット配置モデル記憶部９に記憶されてい
る８個のペトリネット配置モデルを有機的に結合させた
上で物流シミュレーションを実行する。前述した物流制
御ルールの命令に基づき，物流シミュレーションの実行
と同時に物流要素配置・編集機能処理部３に対し，シミ
ュレーションの状態に応じたアニメーション表示を行う
ことを働きかけることができる。シミュレーション実行
部５′が起動されると，先ずペトリネット配置モデル記
憶部９に記憶されているペトリネット配置モデルの全ト
ランジションについて発火可能かどうかを調べる。発火
可能なトランジションがなければシミュレーションはそ
の時点で終了となる。もし，複数の発火可能なトランジ
ションが存在すれば，発火させるかどうかは発火する時
刻を物流制御ルールに従い計算し，最も早い時刻に発火
可能なトランジションを調べ，発火させるトランジショ
ンを決定する。図８にそのフローを示す。同時にトラン
ジョンの発火に従い，トークンを移動させる。また，物
流制御ルールに物流要素配置・編集機能に対するアニメ
ーション表示の命令が記述されている場合，それに従っ
たアニメーション表示を物流要素配置・編集機能処理部
３に働きかける。そして，入出力部１によりアニメーシ
ョン表示が出力される。

【００１５】本発明の特徴は，２段階のモデル化機能を
持つビジュアル型シミュレータであるところにある。従
来例においても２段階ではあったが，下位のモデルはプ
ログラミング言語で記述されているため，一般に公開さ
れておらず，ユーザにとって修正が困難であった。本発
明では，下位のモデルにペトリネットモデルを使用して
いることにより，ユーザが容易に修正・追加を行うこと
ができる。このため，冗長さを増すことなく，モデル化
能力を向上させることができるのである。その結果，本
発明によれば，ユーザが新たな物流要素を容易に作成し
得る物流シミュレーション装置を得ることができる。こ
の場合，従来例のように特殊なノウハウの取得をユーザ
に強いることはない。尚，上記実施例では，工場内の物
流シミュレーションを例にとって説明したが，実使用に
際しては，これ以外のあらゆる種類の物流シミュレーシ
ョンに係る分野において適用可能である。例えばトラッ
クの運行管理，病院の患者の流れ，食堂における客の流
れ等への適用が考えられる。そのような場合もモデルを
コンピュータに入力し，シミュレーションを実行するこ
とにより，トラック，人の流れ等を解析することがて
き，この解析結果により，最適な生産計画の作成，運行
計画の作成，窓口数の策定，レジ数の策定等を支援する
ことが可能となる。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係わるシミュレーション装置は
２段階のモデル化機能を持つビジュアル型シミュレータ
であり，上記したように構成されているため，下位のモ
デルにペトリネットモデルを使用して，ユーザが容易に
修正・追加を行うことができる。このため，冗長さを増
すことなく，モデル化能力を向上させることができるの
である。その結果，本発明によれば，ユーザが新たな物
流要素を容易に作成し得る物流シミュレーション装置を
得ることができる。この場合，従来例のように特殊なノ
ウハウの取得をユーザに強いることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わる物流シミュレーシ
ョンＡ₁ の概略構成を示すブロック図。

【図２】 物流要素・編集機能画面の例図。

【図３】 新規物流要素作成機能画面の例図。

【図４】 新規物流要素作成機能の全体フロー図。

【図５】 新規物流要素作成機能の部分フロー図。

【図６】 ペトリネットモデル等の説明図。

【図７】 シミュレーション実行機能の全体フロー図。

【図８】 シミュレーション実行機能の部分フロー図。

【図９】 従来の物流シミュレーション装置Ａ₀ の一例
における概略構成を示すブロック図。

【図１０】 従来装置Ａ₀ による物流配置・編集機能画
面の例図。

【符号の説明】

Ａ₁ …物流シミュレーション装置 １…入出力部 ２′…物流要素記憶部（物流要素記憶手段に相当） ３…物流要素配置・編集機能処理部 ４′…物流要素配置モデル記憶部（物流要素配置モデル
記憶手段に相当） ５′…シミュレーション実行部（シミュレーション手段
に相当） ６…新規物流要素作成機能処理部 ７…ペトリネットモデル記憶部（ペトリネットモデル記
憶手段に相当） ８…ペトリネット配置モデル生成機能処理部（自動対応
付け手段に相当） ９…ペトリネット配置モデル記憶部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された物流要素の図形を記憶する物
   流要素記憶手段と，上記物流要素記憶手段により記憶さ
   れた物流要素の図形を用いて作成された物流要素配置モ
   デルを記憶する物流要素配置モデル記憶手段と上記入力
   された物流要素の機能を表すペトリネットを用いて記述
   されたペトリネットモデルを記憶するペトリネットモデ
   ル記憶手段と，上記ペトリネットモデル記憶手段により
   記憶されたペトリネットモデルと上記物流要素配置モデ
   ル記憶手段により記憶された物流要素配置モデルとの対
   応付けを自動的に行う自動対応付け手段と，上記自動対
   応付け手段により上記物流要素配置モデルに対応付けら
   れたペトリネットモデルに基づいて物流シミュレーショ
   ンを実行するシミュレーション手段とを具備してなる物
   流シミュレーション装置。