JPH0916672A

JPH0916672A - 資源配置計画作成装置および方法

Info

Publication number: JPH0916672A
Application number: JP16241295A
Authority: JP
Inventors: Toyoo Iida; 豊男飯田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】要求された条件に対応して最適な資源の配置
計画を迅速かつ適確に作成することができる資源配置計
画作成装置および方法を提供する。【構成】初期集団生成部（２３）により外部から要求
された条件に基づき配置計画に対応する複数の個体から
なる初期集団を生成し、遺伝的操作部（２８）で該生成
された複数の個体に対して遺伝的操作を行うことにより
次世代の固体を生成し、該次世代の固体に対応する配置
計画から所望の配置計画を選択して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、生産に係わる資源の
配置計画を作成する資源配置計画作成装置および方法に
関し、特に、要求された条件に最適な資源の配置計画を
迅速かつ適確に作成することを可能にする資源配置計画
作成装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、生産に係わる作業には、ラック
に収容された各生産工程の部品（商品）をオーダーリス
トに従ってピッキングして各生産工程に対応するコンテ
ナに格納するいわゆるピッキング作業といわれる作業が
ある。

【０００３】図１４は、上記ピッキング作業を行う場合
の従来の方法を説明するもので、図１４においては、Ｓ
商品グループを収容するラック４０−１、Ａ商品グルー
プを収容するラック４０−２、Ｂ商品グループを収容す
るラック４０−３、Ｃ商品グループを収容するラック４
０−４が設けられており、各ラック４０−１〜４０−４
をそれぞれある一定幅の作業枠に区切り、各作業枠にそ
れぞれ作業員を割り当てることにより、各ラック４０−
１〜４０−４の商品を各作業員により適宜ピッキングし
て台車６０に搭載されたコンテナ５０に収容する。

【０００４】すなわち、各作業員は、オーダーリストに
従って各自に割り当てられたラックの作業枠内の商品を
調べ、この商品の中にオーダーリストに挙げられている
商品があると、この商品をピッキングしてコンテナ５０
に収容して出荷する作業を行う。

【０００５】ここで、商品の出荷頻度は、ラック４０−
４に収容されたＣ商品グループの商品、ラック４０−３
に収容されたＢ商品グループの商品、ラック４０−２に
収容されたＡ商品グループの商品、ラック４０−１に収
容されたＳ商品グループの商品の順に高くなっている。

【０００６】ところで、上記ピッキング作業において
は、その日の商品のオーダ状態に応じて、各作業員の作
業量、すなわち負荷にばらつきが生じる。

【０００７】そこで、この弊害をなくすために、従来こ
の種のピッキング作業では、例えば１日の８時間の作業
時間を１時間毎のバッチという単位で区切り、各バッチ
毎に作業を行う商品群を変更することにより、各作業員
の負荷を平均化するようにしている。

【０００８】例えば、各作業員は、Ｓ商品グループ、Ｂ
商品グループ、Ａ商品グループ、Ｃ商品グループの順に
作業を行う商品グループを各バッチ毎に変更する。この
ようにすると、各作業員は、あるバッチで出荷頻度が高
い商品グループに割り当てられると次のバッチには出荷
頻度が低い商品グループに割り当てられることになり、
その結果各作業員の負荷はある程度平均化される。

【０００９】そして、上記割り当ては、作業員の出勤状
態を確認して、各作業員の配置計画作成担当者が作成す
ることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の配
置計画作成方法によると以下に示すような問題がある。１）人間が各作業員の配置割り当てを行うため、作業員
の出欠状態に対応した柔軟な配置計画の作成が困難であ
る。２）各作業員の能力は考慮されておらず、各作業員に割
り当てられる作業枠は各作業員の能力に関係なく一定幅
であるため、能力の高い作業員には空き時間が生じ、反
対に能力の低い作業員にはコンテナの滞留が発生し、こ
れにより、各作業員のタクトタイムが一定せず、リード
タイムが長くなる。３）あるバッチで出荷頻度が高い商品グループに割り当
てると次のバッチには出荷頻度が低い商品グループに割
り当てるという定性的な方法による割り当てであるた
め、商品のオーダの状況に対応した適確な負荷の平均化
はできない。４）各作業員の能力に応じて作業枠幅を変更する構成を
考えると、各作業員の能力、商品のオーダ状況、各商品
グループにおける出荷頻度等を正確に考慮する必要があ
り、この場合配置計画の組み合わせの数が膨大になるな
め、このような配置計画を短時間に行うのは困難であ
る。

【００１１】なお、上記説明では作業員の配置計画の作
成について述べたが、他の資源の配置計画を作成する場
合も同様のことがいえる。

【００１２】そこで、この発明は、要求された条件に対
応して最適な資源の配置計画を迅速かつ適確に作成する
ことができる資源配置計画作成装置および方法を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、要求された条件に対応して複数の資源
の配置計画を作成する資源配置計画作成装置において、
上記要求された条件から上記配置計画に対応する複数の
個体からなる初期集団を生成する初期集団生成手段と、
上記初期集団生成手段で生成された複数の個体に対して
遺伝的操作を行うことにより次世代の固体を生成する遺
伝的操作手段と、上記遺伝的操作手段により生成された
次世代の固体に対応する配置計画から所望の配置計画を
選択して出力する配置計画出力手段と、を具備すること
を特徴とする。

【００１４】また、この発明は、要求された条件に対応
して資源の配置計画を作成する資源配置計画作成装置に
おいて、上記要求された条件から上記配置計画に対応す
る複数の個体からなる初期集団を生成する初期集団生成
手段と、上記初期集団生成手段で生成された複数の個体
に対して遺伝的操作を行うことにより次世代の固体を生
成する遺伝的操作手段と、上記初期集団生成手段および
上記遺伝的操作手段で生成された複数の個体に対応し
て、該個体を該固体に対応する配置計画に変換する変換
手段と、上記変換手段で変換された配置計画に基づき該
配置計画のシュミレーションを行うシュミレーション手
段と、上記シュミレーション手段によるシュミレーショ
ンの結果から上記配置計画の評価を行う配置計画評価手
段と、上記配置計画評価手段による評価結果に対応して
上記変換手段で変換された配置計画から所望の配置計画
を選択して出力する配置計画出力手段と、を具備するこ
とを特徴とする。

【００１５】更に、この発明は、要求された条件に対応
して複数の資源の配置計画を作成する資源配置計画作成
方法において、上記要求された条件から上記配置計画に
対応する複数の個体からなる初期集団を生成し、該生成
された複数の個体に対して遺伝的操作を行うことにより
次世代の固体を生成し、該次世代の固体に対応する配置
計画から所望の配置計画を選択して出力することを特徴
とする。

【００１６】更にまた、この発明は、要求された条件に
対応して資源の配置計画を作成する資源配置計画作成方
法において、上記要求された条件から上記配置計画に対
応する複数の個体からなる初期集団を生成し、該生成さ
れた複数の個体に対して遺伝的操作を行うことにより次
世代の固体を生成し、上記生成された複数の個体に対応
して、該個体を該固体に対応する配置計画に変換し、該
変換された配置計画に基づき該配置計画のシュミレーシ
ョンを行い、該シュミレーションの結果から上記配置計
画の評価を行い、該評価結果に対応して上記変換された
配置計画から所望の配置計画を選択して出力することを
特徴とする。

【００１７】

【作用】この発明の資源配置計画作成装置においては、
要求された条件から配置計画に対応する複数の個体から
なる初期集団を初期集団生成手段により生成し、この初
期集団生成手段により生成された複数の個体に対して遺
伝的操作手段により遺伝的操作を行うことにより次世代
の固体を生成し、この遺伝的操作手段により生成された
次世代の固体に対応する配置計画から配置計画出力手段
により所望の配置計画を選択して出力する。

【００１８】ここで、上記初期集団生成手段は、ある時
間帯の上記資源に対応するとともにその値が該資源の配
置位置に対応する複数の遺伝子を各時間帯毎に連結し、
これを更に必要な時間帯分連結したものを上記固体とし
て生成する。

【００１９】また、上記初期集団生成手段は、ある時間
帯の上記資源に対応するとともにその値が該資源の配置
位置に対応する複数の遺伝子を各資源毎に連結し、これ
を更に複数資源分連結したものを上記固体として生成す
る。

【００２０】また、この発明の資源配置計画作成装置に
おいては、要求された条件から配置計画に対応する複数
の個体からなる初期集団を初期集団生成手段により生成
するとともに該初期集団生成手段により生成された複数
の個体に対して遺伝的操作を行うことにより次世代の固
体を遺伝的操作手段により生成し、該生成された複数の
個体に対応して、該個体を変換手段により該固体に対応
する配置計画に変換し、該変換手段により変換された配
置計画に基づきシュミレーション手段により該配置計画
のシュミレーションを行い、該シュミレーション手段に
よるシュミレーションの結果から配置計画評価手段によ
り該配置計画の評価を行い、該配置計画評価手段による
評価結果に対応して該変換手段で変換された配置計画か
ら配置計画出力手段により所望の配置計画を選択して出
力する。

【００２１】ここで、上記遺伝的操作手段は、上記配置
計画評価手段による評価に対応して上記遺伝的操作を行
う。

【００２２】また、上記遺伝的操作手段は、上記固体に
対応する配置計画の適合度に基づく選択処理および上記
固体の交叉処理および上記固体の突然変異処理により次
世代の固体を生成する。

【００２３】また、上記変換手段は、上記資源の能力に
対応して上記資源の配置位置を求め、該配置位置に基づ
き上記固体を該固体に対応する配置計画に変換する。

【００２４】また、上記配置計画評価手段は、所定の評
価関数に基づき上記配置計画の評価を行うことができ
る。

【００２５】また、この発明の資源配置計画作成方法に
おいては、要求された条件から配置計画に対応する複数
の個体からなる初期集団を生成し、該生成された複数の
個体に対して遺伝的操作を行うことにより次世代の固体
を生成し、該次世代の固体に対応する配置計画から所望
の配置計画を選択して出力する。

【００２６】また、この発明の資源配置計画作成方法に
おいては、要求された条件から配置計画に対応する複数
の個体からなる初期集団を生成し、該生成された複数の
個体に対して遺伝的操作を行うことにより次世代の固体
を生成し、該生成された複数の個体に対応して、該個体
を該固体に対応する配置計画に変換し、該変換された配
置計画に基づき該配置計画のシュミレーションを行い、
該シュミレーションの結果から上記配置計画の評価を行
い、該評価結果に対応して該変換された配置計画から所
望の配置計画を選択して出力する。

【００２７】また、上記個体を該固体に対応する配置計
画に変換するに際して、上記資源の能力に対応して上記
資源の配置位置を求め、該配置位置に基づき上記固体を
該固体に対応する配置計画に変換する。

【００２８】また、上記配置計画の評価は、所定の評価
関数に基づき行われる。

【００２９】

【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明の資源配
置計画作成装置および方法の一実施例を詳細に説明す
る。

【００３０】図１は、この発明の資源配置計画作成装置
の全体構成をブロック図で示したものである。図１にお
いて、この実施例の資源配置計画作成装置は、資源の配
置計画作成に必要な情報を入力する入力装置１０と、こ
の入力装置１０により入力された情報に基づき資源の配
置計画を作成する配置計画作成装置２０と、この配置計
画作成装置２０により作成された資源の配置計画を出力
する配置計画出力装置３０を具備している。

【００３１】また、配置計画作成装置２０は、運用外部
入力インターフェース（運用外部入力ｉ／ｆ）２１、調
整外部入力インターフェース（調整外部入力ｉ／ｆ）２
２、初期集団生成部２３、デコード部２４、ピッキング
シュミレーション部２５、計画評価部２６、固体評価部
２７、遺伝的操作部２８、運用外部出力インターフェー
ス（運用外部出力ｉ／ｆ）２９を具備している。

【００３２】さて、図１に示す資源配置計画作成装置の
特徴は入力装置１０により入力された情報に基づき資源
の配置計画を作成する配置計画作成装置２０にあるが、
この配置計画作成装置２０の詳細構成を説明する前に、
この発明の資源配置計画作成装置で対象にする資源の配
置計画の具体例について図２を参照して説明する。

【００３３】この実施例では、図２に示すように、ラッ
ク４０−１〜４０−４…に収容された各生産工程の部品
（商品）をオーダーリストに従ってピッキングして各生
産工程に対応する図示しないコンテナに格納するピッキ
ング作業に適用される。

【００３４】ここで、ラック４０−１にはＳ商品グルー
プの商品が収容され、ラック４０−２にはＡ商品グルー
プの商品が収容され、ラック４０−３にはＢ商品グルー
プの商品が収容され、ラック４０−４にはＣ商品グルー
プの商品が収容され、以下同様に各商品グループの商品
が収容される。

【００３５】また、各商品の出荷頻度は、図２において
は、ラック４０−４に収容されたＣ商品グループの商
品、ラック４０−３に収容されたＢ商品グループの商
品、ラック４０−２に収容されたＡ商品グループの商
品、ラック４０−１に収容されたＳ商品グループの商品
の順に高くなっている。

【００３６】そして、この実施例においては、各作業員
の１日の総ピッキング回数が各作業員の能力に比例する
ように各作業員の配置時間帯、配置ラック、作業枠幅が
決定される。

【００３７】なお、この実施例における作業員の配置計
画は以下の条件を満足するように行われる。１）作業員の人数は作業当日の朝にならないと確定しな
い。２）１日で、バッチという１時間を単位とした作業時間
帯を８バッチ行う。３）各バッチ毎に作業員の配置を変えてよい。４）作業枠幅は１５±５の範囲内とする。５）作業員の１人もいないラックが存在してはいけな
い。

【００３８】次に、上記前提の下に図１に示した配置計
画作成装置２０の概略動作を説明する。

【００３９】まず、運用外部入力インターフェース２１
は、入力装置１０から入力されたパート（作業員）デー
タ、コンテナデータおよび評価パラメータを受け取り、
これらデータを必要なデータに編集する。

【００４０】また、調整外部入力インターフェース２２
は、入力装置１０から入力されたＧＡ（遺伝子）パラメ
ータを受けとる。

【００４１】初期集団生成部２３は、配置計画作成開始
時に、ＧＡパラメータで設定された数の固体（０世代）
を生成する。

【００４２】デコード部２４は、初期集団生成部２３で
生成された固体を配置計画に変換する。

【００４３】ピッキングシュミレーション部２５は、デ
コード部２４で変換された配置計画および上記パートデ
ータ、コンテナデータを基にピッキング作業のシュミレ
ーションを行う。

【００４４】計画評価部２６では、このピッキングシュ
ミレーション部２５で行われたシュミレーションの結果
を所定の評価関数を基に評価する。

【００４５】そして、固体評価部２７は、計画評価部２
６で評価された評価関数の値を固体の適合度（０〜１）
に変換する。

【００４６】遺伝的操作部２８では、固体評価部２７で
変換された固体の適合度を基に遺伝的操作を行い、Ｎ＋
１世代の固体を生成する。

【００４７】以下、デコード部２４→ピッキングシュミ
レーション部２５→計画評価部２６→固体評価部２７→
遺伝的操作部２８→デコード部２４のループをＧＡパラ
メータで設定された終了条件まで繰り返し、終了条件に
なるとデコード部２４で変換された上位３位までの評価
値をもつ配置計画を運用外部出力インターフェース２９
を通じて配置計画出力装置３０に出力する。

【００４８】次に、図３に示したフローチャートを参照
してこの実施例の資源配置計画作成装置の詳細動作を説
明する。

【００４９】図３に示したフローチャートにおいて、ま
ず、運用外部入力インターフェース２１からパートデー
タおよびコンテナデータを読み込む（ステップ１０
１）。

【００５０】パートデータは、パート能力データとパー
ト情報データとからなり、パート能力データは各パート
（作業員）の能力を示し、パート情報データはその日に
出勤したパート（作業員）の名前、そのパートのパート
番号および能力を示すデータを含んでいる。

【００５１】図４は、上記パート能力データの一例を表
１としてパート能力テーブルで示したものである。

【００５２】ここで、パートの能力は５段階評価に分か
れている。また、その能力は単位時間当たりの商品のピ
ッキング回数で表される。また、このピッキング回数は
各商品グループによって異なる。

【００５３】すなわち、基本的には、出荷頻度の高い商
品はピッキングが容易で、出荷頻度の低い商品のピッキ
ングには時間がかかる。

【００５４】例えば、図４に示したパート能力テーブル
において、能力レベルが「５」の場合は、Ｓ商品グルー
プの商品の単位時間当たりの商品のピッキング回数は
「６０」であり、Ａ商品グループの商品の単位時間当た
りの商品のピッキング回数は「５５」であり、Ｂ商品グ
ループの商品の単位時間当たりの商品のピッキング回数
は「５Ｏ」であり、Ｃ商品グループの商品の単位時間当
たりの商品のピッキング回数は「４５」であり、Ｄ商品
グループの商品の単位時間当たりの商品のピッキング回
数は「４Ｏ」である。

【００５５】また、能力レベルが「１」の場合は、Ｓ商
品グループの商品の単位時間当たりの商品のピッキング
回数は「４０」であり、Ａ商品グループの商品の単位時
間当たりの商品のピッキング回数は「３５」であり、Ｂ
商品グループの商品の単位時間当たりの商品のピッキン
グ回数は「３Ｏ」であり、Ｃ商品グループの商品の単位
時間当たりの商品のピッキング回数は「２５」であり、
Ｄ商品グループの商品の単位時間当たりの商品のピッキ
ング回数は「２Ｏ」である。

【００５６】ここで、図４に示したパート能力テーブル
を基に商品グループを出荷頻度の高い順に並べると、Ｓ
商品グループ、Ａ商品グループ、Ｂ商品グループ、Ｃ商
品グループ、Ｄ商品グループの順であり、Ｄ商品グルー
プの出荷頻度が最も低い。

【００５７】図５は、上記パート情報データの一例を表
２として示したものである。このパート情報データは、
上述したように、その日に出勤したパート（作業員）の
名前、そのパートのパート番号および能力を示すもの
で、例えば、作業員番号「１」の「田中」はパート番号
が「９８７６５４」でその能力レベルは「３」であるこ
とを示している。

【００５８】図６は、上記コンテナデータの一例を表３
として示したものである。このコンテナデータは、コン
テナ番号と、そのコンテナに収納する商品名、商品番
号、数量等のデータを含んでいる。

【００５９】このコンテナデータは、例えば、コンテナ
番号「１」のコンテナに、商品名「５Ｋ４Ｓ」、商品番
号「Ｓ１００４」の商品を「２０」個、商品名「５Ｋ３
Ｓ」、商品番号「Ａ０３０１」の商品を「３」個、…、
商品名「ＪＳＡ」、商品番号「Ｄ０３０１」の商品を
「１」個を収納することを示している。

【００６０】次に、調整外部入力インターフェース２２
からＧＡパラメータを読み込む（ステップ１０２）。こ
こで、ＧＡパラメータは、遺伝的アルゴリズムの挙動を
制御するパラメータであり、このＧＡパラメータの設定
例を図７に表４として示す。

【００６１】図７に示す表４において、ＧＡパラメータ
は、１）項目２）固体数３）突然変異確率５）終了条件（世代数−評価値）６）終了条件値からなる。

【００６２】ここで、「終了条件」は「世代数」と「評
価値」のいずれかが選択可能であり、図７に示す表４の
場合は、「終了条件」として「世代数」を選択し、「終
了条件値」は「４０００」世代に設定されている。

【００６３】次に、初期集団生成部２３で初期集団を生
成する（ステップ１０３）。この初期集団生成部２３で
は、ＧＡパラメータで設定された固体数分の固体を世代
数「０」の初期集団として生成する。

【００６４】ところで、この実施例においては、ＧＡパ
ラメータで設定された固体数分の固体を世代数「０」の
初期集団として生成し、この世代数「０」の固体の初期
集団から遺伝子的アルゴリズムを用いて最終的に求める
固体を生成し、この固体に基づき配置計画を出力するよ
うに構成されているが、ここで、この実施例で用いる固
体の概念について図８を参照して説明する。

【００６５】この実施例で用いる固体は、１日分の作業
員のラックに対する配置、すなわち１日分の配置計画に
対応する。

【００６６】すなわち、図８において、１遺伝子がある
バッチにおける作業員に対応し、その値がその作業員が
ピッキング作業を担当するラック番号を示す。この遺伝
子を作業員の人数分連結したものが１バッチにおける作
業員のラックに対する配置を示す。そして、これを８バ
ッチ分集めたものが１固体、すなわち、１日分の全作業
員の配置計画に対応する。

【００６７】初期集団生成部２３では、図８に示す固体
を図７の表４に示したＧＡパラメータで設定される固体
数分、すなわち図７の表４に示したＧＡパラメータにお
いては「５０」個分、世代数「０」の固体の初期集団と
して生成する。

【００６８】なお、上記固体は、図９に示すものも用い
ることができる。

【００６９】図９においては、１遺伝子があるバッチに
おける作業員に対応し、その値がその作業員がピッキン
グ作業を担当するラック番号を示す。この遺伝子を８バ
ッチ分連結したものが、その作業員の１日分のラックに
対する配置を示す。そして、これを作業員分集めたもの
が１固体、すなわち、１日分の全作業員の配置計画に対
応する。

【００７０】この実施例では、ステップ１０３の初期集
団生成部２３による初期集団の生成に際して、致死遺伝
子の発生を極力押さえるために、図１０に示すフローチ
ャートの手法で初期集団を生成する。

【００７１】図１０に示すフローチャートにおいては、
まず、バッチ番号ｂを「１」に設定する（ステップ２０
１）。また、作業員番号ｉを「１」に設定する（ステッ
プ２０２）。

【００７２】次に、「１」〜「５」までの乱数を発生す
る（ステップ２０３）。ここで、発生される乱数「１」
〜「５」は、各ラックに対応する。

【００７３】ここで、発生される乱数「１」〜「５」と
各ラックとの関係は、図１１に示す表５のようになって
いる。

【００７４】すなわち、乱数「１」はＳ商品グループを
収容するラックに対応し、乱数「２」はＡ商品グループ
を収容するラックに対応し、乱数「３」はＢ商品グルー
プを収容するラックに対応し、乱数「４」はＣ商品グル
ープを収容するラックに対応し、乱数「５」はＤ商品グ
ループを収容するラックに対応している。

【００７５】次に、作業員に割り当てる作業枠幅を決定
するための枠幅係数を算出する（ステップ２０４）。こ
の枠幅係数の算出は次式により算出される。枠幅係数＝ＣＮ／ＰＮ（１）ここで、ＣＮはラックの総枠数を示し、ＰＮは、このバ
ッチにおいて乱数で得た商品グループに対応するラック
に割り当てられている人数を示す。

【００７６】次に、上記ステップ２０４で算出された枠
幅係数が「１０」に満たないか否かを調べる（ステップ
２０５）。ここで、枠幅係数が「１０」に満たない場合
は（ステップ２０５でＹＥＳ）、ステップ２０３に戻
る。

【００７７】また、ステップ２０５で枠幅係数が「１
０」以上の場合は（ステップ２０５でＮＯ）、バッチｂ
で、作業員ｉの担当ラックに相当する遺伝子の値をステ
ップ２０３で発生した乱数の値に設定する（ステップ２
０６）。

【００７８】次に、「ｉ＝作業員数」か、すなわち、こ
のバッチｂにおける全ての作業員に対する処理が終了し
ているかを調べる（ステップ２０７）。ここで、「ｉ＝
作業員数」でない場合は（ステップ２０７でＮＯ）、こ
のバッチｂにおける全ての作業員に対する処理が終了し
ていないので、ｉを「１」インクリメントし（ステップ
２１０）、ステップ２０３に戻る。

【００７９】また、ステップ２０７で「ｉ＝作業員数」
が成立した場合は（ステップ２０７でＹＥＳ）、このバ
ッチｂにおける全ての作業員に対する処理が終了してい
るので、次に、このバッチｂにおいて作業員がいないラ
ックがあるかを調べる（ステップ２０８）。ここで、こ
のバッチｂにおいて作業員がいないラックがある場合は
（ステップ２０８でＹＥＳ）、ステップ２０４で算出し
た枠幅係数が最低のラックに割り当てられている作業員
からランダムに選択し、この選択した作業員を作業員が
いないラックに割り当て（ステップ２１１）、ステップ
２０３に戻る。

【００８０】また、ステップ２０８において、このバッ
チｂにおいて作業員がいないラックがない場合は（ステ
ップ２０８でＮＯ）、次に、「ｂ＝総バッチ数」か、す
なわち、全てのバッチに対して処理が終了しているかを
調べる（ステップ２０９）。ここで、「ｂ＝総バッチ
数」でない場合は（ステップ２０９でＮＯ）、全てのバ
ッチに対して処理が終了していないので、ｂを「１」イ
ンクリメントし（ステップ２１２）、ステップ２０２に
戻る。

【００８１】また、ステップ２０９で「ｂ＝総バッチ
数」が成立した場合は（ステップ２０９でＹＥＳ）、全
てのバッチに対して処理が終了しているので、この初期
集団の生成処理を終了する。

【００８２】上記処理により、初期集団の生成において
制約条件に違反する固体の生成を抑制でき、その後の解
の探索効率が向上する。

【００８３】図３に示したフローチャートに戻り、次
に、ステップ１０３で生成した固体をデコードする（ス
テップ１０４）。

【００８４】このデコードは図１に示したデコード部２
４で行われ、このデコードにより、ステップ１０３で生
成した固体を後に詳述する図１３に表６として示した配
置計画に変換する。

【００８５】図１２は、ステップ１０４におけるデコー
ドの詳細アルゴリズムをフローチャートで示したもので
ある。

【００８６】図１２に示すフローチャートにおいて、ま
ず、バッチ番号ｂを「１」に設定する（ステップ３０
１）。また、ラック番号ｋを「１」に設定する（ステッ
プ３０２）。

【００８７】次に、バッチｂでラック番号ｋのラックを
担当する総作業員数を計算する（ステップ３０３）。そ
して、バッチｂでラック番号ｋのラックを担当する作業
員の作業枠幅を次式により計算する（ステップ３０
４）。Ｗｐ＝Ａｐ×ＣＮ／ΣＡ（２）ここで、Ｗｐはバッチｂでラック番号ｋのラックを担当
する作業員ｐの作業枠幅、Ａｐはバッチｂでラック番号
ｋのラックを担当する作業員ｐの能力、ＣＮはラックの
総枠数、ΣＡはバッチｂでラック番号ｋのラックを担当
する作業員の能力の総和である。

【００８８】この処理により、バッチｂにおいて、ラッ
ク番号ｋのラックを担当する作業員の負荷が各作業員の
能力に比例するように割り当てられる。

【００８９】次に、ステップ３０４で計算したバッチｂ
でラック番号ｋのラックを担当する作業員ｐの作業枠幅
から作業員ｐのピッキング作業を行う開始枠番号と終了
枠番号を得る（ステップ３０５）。

【００９０】なお、開始枠番号は、ステップ３０４で計
算したバッチｂでラック番号ｋのラックを担当する作業
員ｐの作業枠幅をラックの１番枠から作業員番号の昇順
に割り当てることにより決定する。

【００９１】次に、「ｋ＝総ラック数」か、すなわち、
全てのラックに対して処理を終了しているかを調べ（ス
テップ３０６）、ここで、「ｋ＝総ラック数」でない場
合は（ステップ３０６でＮＯ）、全てのラックに対して
処理を終了していないので、ｋを「１」インクリメント
し（ステップ３０８）、ステップ３０３に戻る。

【００９２】また、ステップ３０６で「ｋ＝総ラック
数」である場合は（ステップ３０６でＹＥＳ）、このバ
ッチｂにおける全てのラックに対して処理を終了してい
るので、次に、「ｂ＝総バッチ数」か、すなわち、全て
のバッチに対して処理が終了しているかを調べる（ステ
ップ３０７）。ここで、「ｂ＝総バッチ数」でない場合
は（ステップ３０７でＮＯ）、全てのバッチに対して処
理が終了していないので、ｂを「１」インクリメントし
（ステップ３０９）、ステップ３０２に戻る。

【００９３】また、ステップ３０７で「ｂ＝総バッチ
数」が成立した場合は（ステップ２０９でＹＥＳ）、全
てのバッチに対して処理が終了しているので、このデコ
ード処理を終了する。

【００９４】なお、上記デコード処理は、全ての固体に
対して行われる。

【００９５】図１３は、図１２に示したデコード処理に
より作成された配置計画の一例を表６として示したもの
である。

【００９６】図１３に表６として示す配置計画は、各バ
ッチ番号に対応して各ラック、作業員名、開始枠番号、
終了枠番号が示されている。

【００９７】ここで、開始枠番号、終了枠番号は、図１
２のステップ３０５の処理で得られるものである。

【００９８】例えば、図１３に示す表６において、バッ
チ番号「１」に対応するバッチにおいては、Ｓ商品グル
ープを収容するラックには作業員「岡田」、「田中」、
「吉田」、…が割り当てられ、Ｓ商品グループを収容す
るラックにおいて、作業員「岡田」は、開始枠番号
「１」から終了枠番号「１４」までの枠が割り当てら
れ、作業員「田中」は、開始枠番号「１５」から終了枠
番号「２６」までの枠が割り当てられ、作業員「吉田」
は、開始枠番号「２７」から終了枠番号「３７」までの
枠が割り当てられることを示している。

【００９９】図３に示したフローチャートに再び戻り、
次に、ステップ１０４でデコードした配置計画が実行不
可能かを調べる実行不可能チェックを行う（ステップ１
０５）。この実行不可能チェックは、ステップ１０４で
デコードした全ての固体に対応する配置計画に対して行
われ、以下に示す条件の解は実行不可能と判断し、その
結果を記録する。１）作業員が全くいないラックが存在する。２）作業枠幅が１５±５の範囲外の作業員がいる。

【０１００】これらの不可能解に対しては評価値として
「０」を与える。

【０１０１】次に、ステップ１０４でデコードした配置
計画を基に、図１に示したピッキングシュミレーション
部２５でピッキング作業のシュミレーションを行う（ス
テップ１０６）。このシュミレーションにより各作業員
の総ピッキング回数、およびピッキング終了時刻を得
る。

【０１０２】次に、ステップ１０６で行ったシュミレー
ション結果に基づきこの配置計画の評価値を得る（ステ
ップ１０７）。

【０１０３】この評価値は、ステップ１０４でデコード
した全ての固体に対応する配置計画に対して求められ
る。

【０１０４】この評価値は、次式の評価関数を用いて求
められる。Ｐ＝ｗ１×（１／ＤＮｐ）＋ｗ２×｛１／（ＥＴｐ−ＳＴｐ）｝（３）ここで、Ｐは評価値を示し、ＤＮｐは正規化ピッキング
回数の分散を示し、ＳＴｐはピッキング開始時刻を示
し、ＥＴｐはピッキング終了時刻を示す。また、ｗ１お
よびｗ２は各評価項目の重みである。

【０１０５】また、正規化ピッキング回数の分散ＤＮｐ
は次式で算出される正規化ピッキング回数Ｎｐに基づき
得られる。Ｎｐ＝ｎｐ／Ａｉ（４）ここで、ｎｐは１日の総ピッキング回数、Ａｉは作業員
の能力を示す。なお、正規化ピッキング回数の分散ＤＮ
ｐは、作業員の能力に対する負荷のバラツキを示す。し
たがって、この作業員の能力に対する負荷のバラツキが
小さいと、作業員の能力に比例した負荷が均等に発生し
ていることを意味する。また、ピッキング開始時刻と終
了時刻との差をとることによって、商品の納期に対する
評価項目を得ることができる。また、各評価項目に対す
る重みｗ１およびｗ２を設定することで、能力優先の配
置計画と納期優先の配置計画を作成することができる。

【０１０６】ステップ１０７で配置計画の評価値を得る
と、次にＧＡパラメータにより設定された終了条件にな
っているかを判断する（ステップ１０８）。ここで、終
了条件になっていないと判断されると（ステップ１０８
でＮＯ）、ステップ１０７で得た配置計画の評価値を図
１に示した固体評価部２７で適合度に変換する（ステッ
プ１０９）。この評価値から適合度への変換は、ステッ
プ１０７で得た評価値を０〜１．０の値（適合度）に変
換することにより行われる。この適合度は、実行不可能
解を除く全ての配置計画の適合度の最高値が１．０に対
応し、最低値が０．５に対応するように線形変換して求
められる。また、実行不可能解の適合度は０．２とす
る。この適合度は全ての固体に対応する配置計画に対し
て求められれる。

【０１０７】ステップ１０９で評価値を適合度に変換す
ると、次に、図１に示した遺伝操作部２８で全ての固体
に対して遺伝子的操作を実行する（ステップ１１０）。
この遺伝子的操作は、次に説明する固体に対する選択、
交叉および突然変異を合わせた処理をいう。

【０１０８】１）選択この選択は次世代に生き残る固体を求める処理である。
すなわち、ステップ１０９で変換した個体の適合度に従
い、ルーレット方式によって集団サイズ分の固体を選択
する。

【０１０９】このルーレット方式とは、各固体を次式で
計算される選択確率で選択する手法である。ＰＤｉ＝ＡＤｉ／ΣＡＤ（５）ここで、ＰＤｉは固体「ｉ」の選択確率、ＡＤｉは固体
「ｉ」の適合度、ΣＡＤは全固体の適合度の総和であ
る。

【０１１０】この処理により、適合度の低い固体（評価
値の低い配置計画に対応する固体）は、次世代に生き残
る確率が低く、適合度の高い固体は多くの子孫を次世代
に残せる確率が高くなる。

【０１１１】２）交叉この交叉は２つの親の固体から２つの子の固体を生成す
る処理である。すなわち、固体をランダムに２つ選択し
て、交叉確率によって一様交叉を行い、２つの親の固体
から２つの子の固体を生成する。この交叉処理は（集団
サイズ／２）回繰り返す。

【０１１２】ここで、一様交叉とは、固体の遺伝子長と
同じ長さの交叉マスクを「０」、「１」の２値でランダ
ムに発生させ、子「１」は、交叉マスクが「０」の遺伝
子を親「１」からコピーし、交叉マスクが「１」の遺伝
子を親「２」からコピーする。

【０１１３】逆に、子「２」は、交叉マスクが「０」の
遺伝子を親「２」からコピーし、交叉マスクが「１」の
遺伝子を親「１」からコピーする。この交叉処理によっ
てＮ＋１世代の固体を生成する。

【０１１４】３）突然変異この突然変異処理においては、交叉処理後の各固体の各
遺伝子を突然変異確率に従い、確率的に変更する。

【０１１５】ここで、この変更の範囲は遺伝子の取り得
る値の範囲である。上記実施例においては遺伝子の値は
１〜５のラック番号の範囲で変更可能である。

【０１１６】ステップ１１０の遺伝子的操作が終了する
と、ステップ１０４に戻る。

【０１１７】このような遺伝子的操作を行うことによっ
て、世代が進むにつれて、所望の要求に応じたよりよい
解が生成されることになる。

【０１１８】このような処理により、ステップ１０８で
ＧＡパラメータにより設定された終了条件になったと判
断されると（ステップ１０８でＹＥＳ）、図１に示すデ
コード部２４は、評価値が上位３位の配置計画を選択
し、これら配置計画を運用外部出力インターフェース２
９を通じて配置計画出力装置３０に出力し、配置計画出
力装置３０では、評価値が上位３位の配置計画を表示す
る（ステップ１１１）。

【０１１９】これにより、配置計画作成者は、この配置
計画出力装置３０に表示された評価値が上位３位の配置
計画のいづれかを選択することにより、所望の要求に適
合した配置計画を容易に得ることができる。

【０１２０】すなわち、この実施例においては、初期集
団生成部２３で、図８または図９に示すようなコーディ
ングにより個体を生成し、デコード部２４では、この固
体を作業枠数が各作業員の能力に比例するように割り当
てて配置計画にデコードし、このデコードした配置計画
に基づきピッキングシュミレーション部２５によりピッ
キング作業のシュミレーションを行い、このシュミレー
ションの結果から計画評価部２６で該固体に対応する配
置計画の評価値を求め、この評価値を固体評価部２７
で、該固体の適合度に変換し、遺伝的操作部２８では、
この適合度に基づき各固体の遺伝子操作を行う。そし
て、この遺伝的操作部２８で遺伝子操作を行われた次世
代の固体はデコード部２４で再び配置計画にデコードさ
れる。以後、デコード部２４→ピッキングシュミレーシ
ョン部２５→計画評価部２６→固体評価部２７→遺伝的
操作部２８→デコード部２４のループをＧＡパラメータ
で設定された終了条件まで繰り返し、終了条件になると
デコード部２４で変換された上位３位までの評価値をも
つ配置計画を運用外部出力インターフェース２９を通じ
て配置計画出力装置３０に出力するように構成したの
で、所望の要求に適合した配置計画を容易かつ迅速に得
ることが可能になる。

【０１２１】なお、上記実施例においては、資源がピッ
キング作業の作業員である場合を示したが、これに限定
されず、配置可能であり、それぞれが所定の能力を有す
るものであれば、他の資源の配置計画の作成にも容易に
適用することができる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、要求された条件から配置計画に対応する複数の個体
からなる初期集団を生成し、該生成された複数の個体に
対して遺伝的操作を行うことにより次世代の固体を生成
し、該次世代の固体に対応する配置計画から所望の配置
計画を選択して出力するように構成したので、所望の要
求に適合した資源の配置計画を容易かつ迅速に得ること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の資源配置計画作成装置の全体構成を
示すブロック図。

【図２】この発明の資源配置計画作成装置が適用される
ピッキング作業を説明するための図。

【図３】図１に示した資源配置計画作成装置の詳細動作
を説明するためのフローチャート。

【図４】図１に示した運用外部入力インターフェースが
読み込むパート能力データの一例を表１として示した
図。

【図５】図１に示した運用外部入力インターフェースが
読み込むパート情報データの一例を表２として示した
図。

【図６】図１に示した運用外部入力インターフェースが
読み込むコンテナデータの一例を表３として示した図。

【図７】図１に示した調整外部入力インターフェースが
読み込むＧＡパラメータの一例を表４として示した図。

【図８】図１に示した資源配置計画作成装置で用いる固
体の概念を説明するための図。

【図９】図１に示した資源配置計画作成装置で用いる他
の固体の概念を説明するための図。

【図１０】図１に示した初期集団生成部における初期集
団の生成動作を説明するためのフローチャート。

【図１１】図１０に示したステップ２０３で発生される
乱数と各ラックとの関係を表５として示した図。

【図１２】図１に示したデコード部におけるデコード処
理の詳細を説明するためのフローチャート。

【図１３】図１２に示したデコード処理により作成され
た配置計画の一例を表６として示した図。

【図１４】従来の資源配置計画作成装置が適用されるピ
ッキング作業を説明するための図。

【符号の説明】

１０入力装置２０配置計画作成装置２１運用外部入力インターフェース（運用外部入力
ｉ／ｆ）２２調整外部入力インターフェース（調整外部入力
ｉ／ｆ）２３初期集団生成部２４デコード部２５ピッキングシュミレーション部２６計画評価部２７固体評価部２８遺伝的操作部２９運用外部出力インターフェース（運用外部出力
ｉ／ｆ）３０配置計画出力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】要求された条件に対応して複数の資源の
配置計画を作成する資源配置計画作成装置において、上記要求された条件から上記配置計画に対応する複数の
個体からなる初期集団を生成する初期集団生成手段と、上記初期集団生成手段で生成された複数の個体に対して
遺伝的操作を行うことにより次世代の固体を生成する遺
伝的操作手段と、上記遺伝的操作手段により生成された次世代の固体に対
応する配置計画から所望の配置計画を選択して出力する
配置計画出力手段と、を具備することを特徴とする資源配置計画作成装置。
【請求項２】上記初期集団生成手段は、ある時間帯の上記資源に対応するとともにその値が該資
源の配置位置に対応する複数の遺伝子を各時間帯毎に連
結し、これを更に必要な時間帯分連結したものを上記固
体として生成することを特徴とする請求項１記載の資源
配置計画作成装置。
【請求項３】上記初期集団生成手段は、ある時間帯の上記資源に対応するとともにその値が該資
源の配置位置に対応する複数の遺伝子を各資源毎に連結
し、これを更に複数資源分連結したものを上記固体とし
て生成することを特徴とする請求項１記載の資源配置計
画作成装置。
【請求項４】上記遺伝的操作手段は、上記固体に対応する配置計画の適合度に基づく選択処理
により次世代の固体を生成することを特徴とする請求項
１記載の資源配置計画作成装置。
【請求項５】上記遺伝的操作手段は、上記固体の交叉処理により次世代の固体を生成すること
を特徴とする請求項１記載の資源配置計画作成装置。
【請求項６】上記遺伝的操作手段は、上記固体の突然変異処理により次世代の固体を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の資源配置計画作成装
置。
【請求項７】要求された条件に対応して資源の配置計
画を作成する資源配置計画作成装置において、上記要求された条件から上記配置計画に対応する複数の
個体からなる初期集団を生成する初期集団生成手段と、上記初期集団生成手段で生成された複数の個体に対して
遺伝的操作を行うことにより次世代の固体を生成する遺
伝的操作手段と、上記初期集団生成手段および上記遺伝的操作手段で生成
された複数の個体に対応して、該個体を該固体に対応す
る配置計画に変換する変換手段と、上記変換手段で変換された配置計画に基づき該配置計画
のシュミレーションを行うシュミレーション手段と、上記シュミレーション手段によるシュミレーションの結
果から上記配置計画の評価を行う配置計画評価手段と、上記配置計画評価手段による評価結果に対応して上記変
換手段で変換された配置計画から所望の配置計画を選択
して出力する配置計画出力手段と、を具備することを特徴とする資源配置計画作成装置。
【請求項８】上記遺伝的操作手段は、上記配置計画評価手段による評価に対応して上記遺伝的
操作を行うことを特徴とする請求項７記載の資源配置計
画作成装置。
【請求項９】上記遺伝的操作手段は、上記固体に対応する配置計画の適合度に基づく選択処理
および上記固体の交叉処理および上記固体の突然変異処
理により次世代の固体を生成することを特徴とする請求
項７記載の資源配置計画作成装置。
【請求項１０】上記変換手段は、上記資源の能力に対応して上記資源の配置位置を求め、
該配置位置に基づき上記固体を該固体に対応する配置計
画に変換することを特徴とする請求項７記載の資源配置
計画作成装置。
【請求項１１】上記配置計画評価手段は、所定の評価関数に基づき上記配置計画の評価を行うこと
を特徴とする請求項７記載の資源配置計画作成装置。
【請求項１２】要求された条件に対応して複数の資源
の配置計画を作成する資源配置計画作成方法において、上記要求された条件から上記配置計画に対応する複数の
個体からなる初期集団を生成し、該生成された複数の個体に対して遺伝的操作を行うこと
により次世代の固体を生成し、該次世代の固体に対応する配置計画から所望の配置計画
を選択して出力することを特徴とする資源配置計画作成
方法。
【請求項１３】要求された条件に対応して資源の配置
計画を作成する資源配置計画作成方法において、上記要求された条件から上記配置計画に対応する複数の
個体からなる初期集団を生成し、該生成された複数の個体に対して遺伝的操作を行うこと
により次世代の固体を生成し、上記生成された複数の個体に対応して、該個体を該固体
に対応する配置計画に変換し、該変換された配置計画に基づき該配置計画のシュミレー
ションを行い、該シュミレーションの結果から上記配置計画の評価を行
い、該評価結果に対応して上記変換された配置計画から所望
の配置計画を選択して出力することを特徴とする資源配
置計画作成方法。
【請求項１４】上記個体を該固体に対応する配置計画
に変換するに際して、上記資源の能力に対応して上記資
源の配置位置を求め、該配置位置に基づき上記固体を該
固体に対応する配置計画に変換することを特徴とする請
求項１３記載の資源配置計画作成方法。
【請求項１５】上記配置計画の評価は、所定の評価関数に基づき行われることを特徴とする請求
項１３記載の資源配置計画作成方法。