JPWO2014167704A1 - 配置データの処理装置と処理方法、及び物品の入出庫作業方法 - Google Patents
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Abstract
本発明による配置データの処理装置は、物品の形態及び保管期間を含む物品データを記憶する物品データ記憶部(132)と、物品を配置する保管領域の形状を含む保管領域データを記憶する保管領域データ記憶部(131)と、ユーザが指定した時空間の中での物品と保管領域の位置を示す時空間マップデータを記憶する時空間マップデータ記憶部(133)と、時空間マップデータを作成し、物品データと保管領域データと時空間マップデータとを用いて、保管領域内での物品の時系列的な配置位置を求める演算装置(140)とを備える。
Description
本発明は、物品を保管領域(土地、建物、および輸送設備)に配置する位置を決定する装置と方法に関する。また、本発明は、決定した配置位置を利用して物品の入出庫作業を行う方法に関する。
敷地などの面積が有限な土地へ多数の物品を保管するときには、出し入れの容易性などを考慮して各物品の配置位置を決定するのが好ましい。また、土地の大きさを必要最小限にするためには、物品を密に土地へ配置するのが好ましい。このような物品の配置は、倉庫などの建物へ物品を保管する場合や、トラックや船舶などの輸送設備へ物品を積み込む場合も同様である。
特許文献1には、複数の製品を複数のコンテナへ詰め込むシミュレーションを行う装置が開示されている。この装置では、製品の重量、サイズなどを考慮して高密度に詰め込む工夫がされている。
特許文献2には、物品が最適に配置されるヤードの状況変化をアニメーション表示する方法が開示されている。ただし、物品の最適な配置位置を決定する具体的な方法は開示されていない。
非特許文献1には、3次元形状の時間変化を扱うために、3次元形状に時間軸を加えた4次元のモデル(3次元モデルの時系列データ)を利用する方法が開示されている。
小野里雅彦、他4名、「4次元形状のメッシュモデリング」、[online]、2010年3月12日、形の科学会 かたちシューレ2010@太宰府、[2013年3月8日検索]、インターネット〈URL: http://katachi-jp.com/shure/201003shurefukuoka/onosato.pdf〉
限られた大きさの保管領域(土地、建物、および輸送設備)に多数の物品を保管する際に各物品の配置を決定する作業は、熟練者が行うことが多い。これは、物品ごとのサイズ、質量、取り扱いやすさ、保管期間などを考慮し、入出庫に関わる費用を削減できるような物品の配置を決める必要があるからである。また、物品の入出庫は逐次行われるので、物品の保管に必要な面積を削減するためには、物品を搬出した空き場所に別の物品を配置することが必須である。このため、物品の配置を経時的に計画する必要がある。また、保管領域が不足する場合には、期間的に臨時の場所を保管領域として利用することもある。このときは、保管領域も時間とともに変化することになる。
従来の方法またはこれらを組み合せた方法では、新たに物品が入庫される直後や利用可能な保管領域が変化する直後などの複数の特徴的な日時の配置図を作成し、それぞれの配置図を整合させながら物品の配置を計画する必要がある。仮に従来技術のシミュレーションによって1つの日時での配置を自動的に決定しても、この配置と別の日時での配置との対応付けが困難である。
本発明は、以上に鑑みてなされたものであり、時間とともに変化する利用可能な保管領域に、時間経過に応じて逐次入出する物品の時系列的な配置位置を決定することが可能な配置データの処理装置と処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は、物品の効率的な入出庫作業を行う方法を提供することを目的とする。
本発明による配置データの処理装置は、物品の形態及び保管期間を含む物品データを記憶する物品データ記憶部と、前記物品を配置する保管領域の形状を含む保管領域データを記憶する保管領域データ記憶部と、ユーザが指定した時空間の中での前記物品と前記保管領域の位置を示す時空間マップデータとを記憶する時空間マップデータ記憶部と、前記時空間マップデータを作成し、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記保管領域内での前記物品の時系列的な配置位置を求める演算装置とを備えることを特徴とする。
本発明による配置データの処理装置と処理方法では、時間とともに変化する利用可能な保管領域に、時間経過に応じて逐次入出する物品の時系列的な配置位置を決定することが可能である。また、本発明によると、物品の入出庫作業を効率的に行うことができる。
以下の説明において、「保管領域」とは、物品を配置して保管する土地、建物、及び輸送設備を指す。また、「配置データ」とは、物品を保管領域に配置する位置を決定するのに必要なデータのことを指す。配置データは、時間の要素を含む時系列データである。
本発明は、時間とともに変化する利用可能な保管領域に、時間に応じて逐次入出する物品の時系列的な配置位置を決定することが可能な配置データの処理装置と処理方法を提供する。配置位置の決定に際しては、費用を低減するために、物品ごとのサイズ、質量、取り扱いやすさ、及び保管期間などを考慮して配置位置を決定することができる。また、物品と保管領域の時系列データを利用するので、出庫して空いた保管領域へ物品を配置することもできる。さらに、本発明は、決定した配置位置を利用して、効率的に物品を保管領域に配置する方法、すなわち、効率的に物品の入出庫作業を行う方法を提供する。
本発明によれば、物品の配置位置の決定作業を効率化でき、相互干渉のない物品の配置位置を求めることができ、入出庫などに関連する費用を低減できるという効果を得ることができる。
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施例1による配置データの処理装置100及び周辺機器を示す概略図である。処理装置100は、入出力インタフェース110、記憶装置130、及び演算装置140を備え、入出力装置101が周辺機器として接続されている。
入出力装置101は、各種のデータ及びユーザの指令などの情報の入力と、物品の配置結果などの出力を行う。入出力装置101が入力するデータには、物品の保管領域を表す保管領域データ、物品を表す物品データ、物品の配置順序や配置場所の条件を表す配置条件データ、及び処理に必要な条件を表す処理条件データが含まれる。入出力装置101は、計算機の一般的な入出力装置であるキーボード、マウス、ディスプレイ装置、及びプリンタなどで構成するのが好ましいが、装置構成はこれに限定するものではない。ユーザは、入出力装置101を用いて、データや指令を処理装置100へ入力することができる。
保管領域データ、物品データ、及び配置条件データは、配置データ(物品を保管領域に配置する位置を決定するのに必要なデータ)である。保管領域データには、保管領域の形状及び利用可能期間を示すデータが含まれる。物品データには、物品の形態及び保管期間を示すデータが含まれる。物品の形態には、サイズ、質量、取り扱いやすさ、形状などが含まれる。物品の形態から、その物品を保管するのに必要な領域を定めることができる。
入出力インタフェース110は、処理装置100が入出力装置101に対して情報を入出力するためのインタフェースである。すなわち、入出力インタフェース110は、入出力装置101から入力された情報を入力して、記憶装置130や演算装置140へ転送し、記憶装置130に記憶されているデータや演算装置140が求めた結果を出力して、入出力装置101へ転送する。
記憶装置130は、各種のデータを記憶する装置であり、以下の5つの記憶部、すなわち、保管領域データ記憶部131、物品データ記憶部132、時空間マップデータ記憶部133、候補位置データ記憶部134、及び配置位置データ記憶部135を備える。記憶装置130には、例えば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの一般的な記憶装置を用いることができる。
保管領域データ記憶部131は、入出力装置101から入力された保管領域データを記憶する。保管領域データ記憶部131が記憶するデータの形式は限定しない。
物品データ記憶部132は、入出力装置101から入力された物品データを記憶する。物品データ記憶部132が記憶するデータの形式は限定しない。
時空間マップデータ記憶部133は、後述する配置可能位置抽出部143が処理中に作成した時空間マップデータを記憶する。時空間マップデータは、時空間の中での物品と保管領域の位置を示すデータである。本実施例では、時空間マップデータは、時間1次元と空間2次元とを組み合せた3次元データであり、この3次元時空間の中での物品と保管領域の位置を示すデータである。なお、時空間マップデータは、時間1次元と空間3次元とを組み合せた4次元データであってもよい。
候補位置データ記憶部134は、後述する配置可能位置抽出部143によって作成された候補位置データを記憶する。候補位置データは、物品を配置可能な位置を表すデータであり、物品ごとに作成される。候補位置データは、物品ごとに、配置可能な位置の数だけの個数のデータを有する。例えば、3か所に配置可能な物品に対しては3個の候補位置データを有し、配置が不可能な物品に対しては0個の候補位置データを有する(すなわち、候補位置データを有さない)。
配置位置データ記憶部135は、後述する配置位置決定部144によって作成された配置位置データを記憶する。配置位置データは、物品の決定した配置位置を表すデータであり、物品ごとに作成される。1つの物品に対して、候補位置データ記憶部134に複数の候補位置データが記録されているときには、配置位置決定部144が複数の候補位置データの中から1つのデータを選択し、配置位置データ記憶部135は、選択された1つのデータを配置位置データとして記録する。
演算装置140は、入出力インタフェース110から入力された情報及び記憶装置130に記憶されたデータを処理する装置であり、以下の5つの処理部、すなわち、入力制御部141、位置決定順序決定部142、配置可能位置抽出部143、配置位置決定部144、及び出力制御部150を備える。演算装置140には、例えば、コンピュータに用いられる中央処理装置を用いることができる。
入力制御部141は、入出力装置101から入力された情報をデータと指令などに区分し、記憶装置130と演算装置140の各部へ転送する。特に主要なデータとして、保管領域データを保管領域データ記憶部131に転送し、物品データを物品データ記憶部132に転送する。
位置決定順序決定部142は、物品データ記憶部132に記憶されている物品データに含まれる物品の形態にもとづいて、配置位置を求める物品の順序を決定し、この順序を順序データとして物品データ記憶部132へ追記する。本実施例では、順序データは、データのレコード構成を簡単にするために物品データ記憶部132へ追記しているが、別の記憶部へ記憶させてもよい。本発明は順序データの記憶場所を限定しない。
配置位置を求める物品の順序を決めるのに利用する物品の形態は、サイズや質量などである。物品の形態のうち何を利用して順序を決めるかは、入出力インタフェース110を経由して入力されるユーザの指令にもとづいて定めることができる。配置位置を求める物品の順序は、サイズの大きい順や質量の大きい順などのように物品の1つの特徴を用いて決めることもでき、指標化したサイズと質量の平均値の大きい順などのように物品の複数の特徴を組み合せて決めることもできる。本発明は、配置位置を求める物品の順序の決め方を限定しない。
配置可能位置抽出部143は、位置決定順序決定部142で決定した順序に従って、順次、物品の配置可能な位置を検索し、物品ごとに候補位置データを作成して候補位置データ記憶部134へ記録する。物品の配置可能な位置とは、保管領域の中の位置のうち、配置位置を求める物品の保管期間の間に利用可能であって、他の物品が配置されていない位置のことである。より具体的に言うと、対象の物品の保管期間の間に利用可能な保管領域の中の位置であり、かつ既に配置した物品と干渉しない位置である。「既に配置した物品と干渉しない位置」とは、物品が配置されていない位置のことであり、対象の物品の一部が既に配置した物品の一部または全部と重ならないような位置である。
物品の配置可能な位置の検索を高速化かつ容易化するために、本実施例では、時間1次元と空間2次元とを組み合せた3次元の時空間マップデータを利用する。配置可能位置抽出部143は、時空間マップデータを作成して時空間マップデータ記憶部133に記録し、時空間マップデータを順次更新しながら処理を行う。時空間マップデータの詳細については後述する。
配置位置決定部144は、保管領域内での物品の配置位置を求める。具体的には、配置位置決定部144は、物品ごとに候補位置データ記憶部134に記憶されている候補位置データの中から、最も適切と考えられる配置位置のデータを選択して、配置位置データとして配置位置データ記憶部135へ記録する。保管領域のうち出入口の近くや通路の近くに物品を保管すると、物品の移動が簡単である。このため、例えば、出入口からの距離が最小となる位置を最も適切な物品の配置位置として選択することができる。最も適切な物品の配置位置を定める条件は、入出力インタフェース110を経由して入力されるユーザの指令にもとづいて定めることができ、例えば、出入口からの距離、通路からの距離、同時期に保管する類似品との距離、またはこれらの組み合せとすることができる。本発明は、配置位置を定める条件の種類を限定しない。
出力制御部150は、記憶装置130内の各部に記憶されたデータを出力する制御を行い、これらのデータを入出力装置101へ転送する。主な処理は、配置位置データ記憶部135に記憶された各物品の配置位置データを出力し、入出力装置101へ転送する処理である。
図2Aと図2Bは、保管領域データ記憶部131に記憶された保管領域データが表す保管領域の例を示す図である。図2Aは、ある時刻t1における保管領域を示しており、図2Bは、時刻t1よりも後の時刻t5における保管領域を示している。
時刻t1では、図2Aに示すようなL型の保管領域A1があり、時刻t5では、図2Bに示すように保管領域A2が保管領域A1に追加されている。本発明では、保管領域が時間変化しない場合の他に、図2Aと図2Bに示すように、保管領域が時間変化してその面積が増減する場合も扱うことができる。また、保管領域の面積の増減によらず、保管領域の形状が時間とともに変化する場合も扱うことができる。また、図2Bに示した例では2つの保管領域A1、A2が隣接しているが、本発明では、保管領域が隣接せずに互いに離れていても扱うことができる。
図3は、保管領域データ記憶部131に記憶された保管領域データのテーブル構造及びデータの例を示す図である。図3において、「No」は、それぞれの保管領域を区別する記号である。「開始日時」は、それぞれの保管領域が利用可能となる日時を表し、「終了日時」は、それぞれの保管領域が利用できなくなる日時を表している。保管領域の利用可能期間は、「開始日時」から始まり「終了日時」で終了する。「座標」は、点の座標であり、それぞれの保管領域は複数の「座標」を有する。保管領域として利用可能な領域は、「座標」の表す点を接続した線分で囲む領域で表される。
図3の例では、保管領域データとして、簡単なテーブル構造を示している。本発明では、保管領域データの構造は、このような構造に限定されず、曲線の境界線を有する保管領域や空間3次元の形状の保管領域などを扱う構造も採用することができる。
図4は、保管領域に保管する物品の例を示す図である。図4では、保管対象の物品として、3つの物品P1、P2、P3を示している。物品を重ねないで保管領域に保管する場合には、高さ方向を考慮する必要がないため、物品を示す図は平面図のみで十分である。ただし、保管領域が屋根を有する場合には、高さ方向を考慮する必要がある。また、複数の物品を積み上げる場合には、物品の高さ及び物品の積み上げ可能な高さなども考慮する必要がある。これらの場合のように高さ方向を考慮する場合には、物品を示す図に平面図と立面図とを用いることもできる。
図5は、物品データ記憶部132に記憶された物品データのテーブル構造及びデータの例を示す図である。図5において、「No」は、それぞれの物品を区別する記号である。「開始日時」は、それぞれの物品の保管を開始する日時を表し、「終了日時」は、それぞれの物品の保管を終了する日時を表している。物品の保管期間は、「開始日時」から始まり「終了日時」で終了する。「質量」は、それぞれの物品の質量を表している。「座標」は、点の座標であり、それぞれの物品は複数の「座標」を有する。物品の保管に必要な領域は、「座標」の表す点を接続した線分で囲む領域で表される。「配置順序」は、それぞれの物品の配置位置を決める順序を表すデータ(順序データ)であり、位置決定順序決定部142の処理によって物品データに追記される。図5の例では、質量の大きい順に、配置位置を決める順序を決定している。
図5の例では、物品データとして、簡単なテーブル構造を示している。本発明では、物品データの構造は、このような構造に限定されず、空間3次元の形状で表す物品や曲線や曲面を有する物品を扱う構造も採用することができる。また、順序データは、記録する手順が物品データの他のデータと異なるので、物品データとは別のテーブルに独立して記録してもよい。
図6A、図6B、図6C、図6D、及び図6Eは、図2Aと図2Bに示した保管領域A1、A2に、図4に示した物品P1、P2、P3を保管した状態を表す図である。図6A〜図6Eは、保管領域A1、A2と物品P1、P2、P3の時系列的な変化を表しており、図6A〜図6Eの順に時間が進んでいる。
図6Aは、時刻t1において、保管領域A1に物品P1が保管されていることを示している。図6Bは、時刻t1よりも後の時刻t2において、保管領域A1に物品P1と物品P2が保管されていることを示している。図6Cは、時刻t2よりも後の時刻t3において、保管領域A1から物品P1が持ち出され、保管領域A1に物品P2のみが保管されていることを示している。図6Dは、時刻t3よりも後の時刻t4において、保管領域A1に物品P2と物品P3が保管されていることを示している。図6Eは、時刻t4よりも後の時刻t5において、保管領域A1から物品P2が持ち出され、保管領域A1に物品P3のみが保管され、保管領域A2が追加されていることを示している。
図7は、図6A〜図6Eで説明した保管領域A1、A2と物品P1、P2、P3の時系列的な変化を示す図である。図7では、横軸を時刻tとし、保管領域A1、A2の利用可能期間と、物品P1、P2、P3の保管期間とを、横軸に平行な直線で表している。図7と図6A〜図6Eとを対比させると、保管領域A1、A2と物品P1、P2、P3との時系列的な対応関係がよくわかる。
なお、物品は、2つ以上の保管領域にまたがって配置することができる。例えば、保管領域が追加された場合に、追加前の保管領域と追加された保管領域とにまたがって物品を配置することができる。
図14は、図6Eに示した2つの保管領域A1、A2にまたがって物品P4が配置されていることを示す図である。図6Eでは、保管領域A1に保管領域A2が追加されており、物品P4は、追加前の保管領域A1と追加された保管領域A2とにまたがって配置されている。
このように、本実施例による処理装置と処理方法では、時間ともに形状や大きさが変化する保管領域に物品を配置することができ、保管領域を有効に使える効率的な物品の配置を求めることができる。
図8Aと図8Bは、時空間マップデータ記憶部133に記憶されている時空間マップデータのイメージを表す図である。図8Aと図8Bにおいて、X軸とY軸は2次元の空間を表し、t軸は1次元の時間を表す。
時空間マップデータは、ユーザが指定した時空間(演算時空間)を、単位距離と単位時間ごとに複数の升目(部分領域)に分割することで作成されるデータである。演算時空間は、保管対象とする物品の保管領域と保管期間のすべてを含む時空間であり、保管領域や保管期間と同じ大きさの時空間でも、保管領域や保管期間より大きい時空間でもよい。すなわち、演算時空間は、保管領域と保管期間である時空間領域を必ず含み、保管領域や保管期間ではない時空間領域(保管領域として使えない領域や保管期間外の期間)を含む場合がある。ユーザは、任意の大きさの演算時空間を指定することができる。単位距離は、1mmや1mなど、物品のサイズとの関係でユーザが任意に決めることができる。単位時間は、1時間や1日など、物品の保管期間との関係でユーザが任意に決めることができる。
本実施例では、時空間マップデータは、図8Aと図8Bに示すように、2次元の空間(X、Y)と1次元の時間(t)とからなる3次元時空間のデータであり、3次元時空間を単位距離と単位時間ごとに複数の3次元の升目に分割して作成されている。図8Aと図8Bでは、演算時空間は、物品の保管領域や保管期間と同じ大きさの空間である(すなわち、保管領域や保管期間ではない時空間領域を含まない)。
図8Aは、L字形の保管領域に、保管に必要な領域が正方形である物品B1を時刻t2〜t5の間だけ保管することを表している。図8Aにおいて、X軸とY軸は物品B1の位置を、t軸は物品B1の保管期間を表し、物品B1が保管される時空間を領域R1で示している。
図8Bは、図8Aと同じL字形の保管領域に、保管に必要な領域が正方形である物品B1を時刻t2〜t5の間だけ保管し、保管に必要な領域が長方形である物品B2を時刻t1〜t4の間だけ保管することを表している。図8Bにおいて、X軸とY軸は物品B1とB2の位置を、t軸は物品B1とB2の保管期間を表し、物品B1が保管される時空間を領域R1で、物品B2が保管される時空間を領域R2で示している。
図8Bにおいて、領域R1と領域R2が干渉していれば、物品B1とB2が干渉し、実際には物品B1とB2を配置できない配置位置を表していることになり、領域R1と領域R2が干渉していなければ、物品B1とB2を実際に配置できる配置位置を表していることになる。図6A〜図6Eのような平面図を利用すると、時刻の異なる複数の図を作成したとしても、複数の物品の干渉を完全には発見できないことがある。しかし、図8A、図8Bのような時空間マップデータを利用すると、複数の物品が干渉しないことを確実かつ容易に発見することができる。
本実施例では、上記の原理を利用し、時間と空間を組み合せた3次元の配列データを時空間マップデータ記憶部133に記録し、この配列データで時空間マップデータ、すなわち、物品の保管領域と物品の配置を表す。配列データは、ユーザが指定した演算時空間を分割した升目(部分領域)を表すデータであり、配列データの各配列は各部分領域に対応し、各配列には各部分領域が利用可能かどうかを表す値が配置可能位置抽出部143によって記録される。これにより、時空間マップデータの各升目が利用可能かどうかを記録することができる。
具体的には、以下のようになる。時空間マップデータにおいて、初期状態では、演算時空間のうち、保管領域と保管期間である時空間領域の升目は利用可能であり、それ以外の升目(保管領域として使えない領域や保管期間外の期間の升目)は利用不可能である。まず、1つの物品が、時空間マップデータのうち利用可能な升目に配置され、この物品の占める空間領域でありかつ保管期間の範囲に対応する升目を利用不可能とする。次の物品を配置するときには、保管領域と保管期間である時空間領域の升目以外の升目と物品の配置済みの升目は利用不可能なので、時空間マップデータのうち、これらの升目以外の升目は利用可能である。そこで、この利用可能な升目の範囲で、次の物品を配置可能な場所を検索する。
ここで、図9と図10A〜図10Dを用いて、処理装置100が行う処理について説明する。例として、図8Aに示したようなL字形の保管領域に、図8Aに示した物品B1と他の物品(物品B3)を配置する場合を説明する。図9は、処理装置100が行う処理のフローを示す図である。図10A〜図10Dは、時空間マップデータを示す図である。ただし、図10A〜図10Dでは、3次元の時空間マップデータを表現しにくいため、図8Aに対応するデータを、時間を表すt軸(図8Aの上下方向)に沿って時刻t1〜t5に分解した図で時空間マップデータを表している。
図9において、ステップ1200で、配置可能位置抽出部143は、時空間マップデータが時空間マップデータ記憶部133に記憶されていなければ、時空間マップデータを作成する。ユーザが入出力装置101で演算時空間の範囲と演算時空間を分割する単位距離と単位時間とを入力すると、入出力インタフェース110は、入出力装置101からユーザがしたデータを受け取り、配置可能位置抽出部143に転送する。配置可能位置抽出部143は、転送されたデータにもとづいて演算時空間を単位距離と単位時間ごとに複数の升目(部分領域)に分割して時空間マップデータを作成し、時空間マップデータ記憶部133に記憶する。
ステップ1201で、ユーザが入出力装置101で保管領域データを入力すると、入出力インタフェース110は、入出力装置101から保管領域データを読み込む。保管領域データ記憶部131は、入出力装置101が読み込んだ保管領域データを記憶する。記憶された保管領域データは、図3に示すような形式である。また、配置可能位置抽出部143は、この保管領域データを利用して、時空間マップデータ記憶部133に記憶されている時空間マップデータに、保管領域データを反映させる。
図10Aは、演算時空間のうち、保管領域を示す図である。図10Aにおいて、保管領域に含まれない領域R0、すなわち保管領域として利用不可能な領域R0は、ハッチングで示している。図10Aに示すように、保管領域に含まれない領域R0は、時刻t1〜t5に渡って不変である。
さらに、ステップ1201で、ユーザが入出力装置101で物品データを入力すると、入出力インタフェース110は、入出力装置101から物品データを読み込む。物品データ記憶部132は、入出力装置101が読み込んだ物品データを記憶する。記憶された物品データは、図5に示すような形式である。ただし、「配置順序」の値は、未定であるため、記録されていない。
次に、ステップ1202で、位置決定順序決定部142が、配置位置を求める物品の順序を決定し、決定した順序を順序データとして物品データ記憶部132に記録する。本実施例では、図5に示したように、順序データを物品データに追記している。配置位置を求める物品の順序を決定する処理は、ソーティングと呼ばれる一般的な処理で行うことができる。例えば、物品の保管に要する面積、物品の質量、またはこれらの組み合せなどをキーとして物品をソーティングし、配置位置を求める物品の順序を決定することができる。ソーティングのキーは、物品データ記憶部132に記録されている物品データから得ることができ、何のキーを用いるかは、ユーザが入出力装置101を用いて処理装置100に入力した条件の指令にもとづいて決めることができる。
この後は、物品データ記憶部132から物品データをステップ1202で決めた順序に従って1つずつ取り出し、物品の配置位置を決めていく(ステップ1203〜ステップ1206)。
ステップ1203で、配置可能位置抽出部143は、ステップ1202で決めた順序に従って、物品データ記憶部132から1つの物品データを取り出す。
ステップ1204で、配置可能位置抽出部143は、時空間マップデータ記憶部133に記憶されている時空間マップデータを利用し、演算時空間の中から、ステップ1203で取り出した物品の配置可能な場所を抽出する。
図10Bは、演算時空間のうち、物品の配置可能な位置を示す図である。図10Bにおいて、保管領域に含まれない領域R0と物品B1が保管される領域R1とをハッチングで示しており、物品の配置が不可能な領域は、時刻t1では領域R0だけであり、時刻t2〜t5では領域R0と領域R1である。各時刻において、ハッチングで示していない領域は、保管領域として利用可能な領域である。
図10Cは、図10Bに示した演算時空間において、物品の配置可能な場所を抽出する処理を説明する図である。図10Cでは、例として、X方向に並んだ2つの升目を保管に必要とする物品B3(図8Bに示した物品B2のような物品)の配置可能な場所を抽出する場合を説明する。物品B3は、時刻t1〜t3の間だけ保管するものとする。物品B3を保管領域に配置するためには、領域R0及び領域R1と重ならない場所へ配置する必要がある。なお、物品の保管期間は指定されているので変更できず、時空間マップデータの演算時空間の中で、X軸方向とY軸方向に物品の位置を移動させて、物品の配置可能な場所を抽出する。
図10Cの場合には、物品B3の配置位置の候補としてa、b、c、d、e、及びfの配置候補がある。配置候補a、b、c、及びdは、時刻t1〜t3において領域R0及び領域R1と重ならないので、物品B3を配置可能である。しかし、配置候補eとfは、時刻t2とt3で領域R1と重なるので、物品B3を配置不可能である。そこで、ステップ1204で、配置可能位置抽出部143は、a、b、c、及びdの4つの場所の座標値を表すデータを作成し、作成したデータを候補位置データとして候補位置データ記憶部134に記録する。候補位置データの形式は、配置する物品を構成する1点が含まれる升目を表すデータでもよいし、配置する物品を構成する1点の座標でもよい。本発明は、候補位置データの形式を限定しない。
ステップ1205で、配置位置決定部144は、候補位置データ記憶部134に記録されている候補位置データの中から、物品の配置位置として最も適切な位置を選択し、選択した位置の座標を配置位置データとして配置位置データ記憶部135へ記録する。どの位置が最も適切であるかは、ユーザが入出力装置101を用いて処理装置100に入力して指定した条件にもとづいて決めることができる。代表的な条件の例は、出入口から最も近い位置に配置するという条件や、保管期間が同じ他の物品の最も近くに配置するという条件である。このような条件の場合には、候補位置データの中の各位置に対して条件で用いる距離を計算し、最も距離が短い位置を選択する。
また、次の物品に対する処理のために、配置位置決定部144は、選択した物品の配置位置を時空間マップデータ記憶部133の時空間マップデータに記録する。例えば、図10Cにおいて、配置位置決定部144は、物品B3の配置位置として配置候補a〜fのうち配置候補cを選択した場合、配置候補cを時空間マップデータに記録する(ただし、物品B3は時刻t1〜t3の間だけ保管する)。
図10Dは、演算時空間のうち、物品B3の配置を考慮した後の、物品の配置可能な位置を示す図である。図10Dでは、図10Bに示した物品の配置可能な位置を示す演算時空間に対して、時刻t1〜t3に物品B3が保管される領域R3が加わっている。すなわち、図10Dにおいて、領域R0と領域R1と領域R3とをハッチングで示しており、物品の配置が不可能な領域は、時刻t1では領域R0と領域R3であり、時刻t2〜t3では領域R0と領域R1と領域R3であり、時刻t4〜t5では領域R0と領域R1である。各時刻において、ハッチングで示していない領域は、保管領域として利用可能な領域である。配置位置決定部144は、このように、時空間マップデータを図10Bから図10Dのように更新する。
物品の配置位置として最も適切な位置を選択する条件には、他の物品に依存しないものと、依存するものがある。例えば、出入口から最も近い位置に配置するという条件は、他の物品に依存しない条件の例であり、保管期間が同じ他の物品の最も近くに配置するという条件は、他の物品に依存する条件の例である。条件が前者の場合、物品を配置する際に、同一の場所(時空間マップデータの中の同一の升目)がすべての物品について選択されるので、あらかじめ升目ごとに物品を配置する優先順位を定めておいてもよい。
すべての物品についてステップ1203〜ステップ1205の処理が完了すると、ステップ1207で、出力制御部150は、配置位置データ記憶部135に記録された配置位置データ(物品の位置の座標)を、入出力装置101へ出力する。配置位置データは、数値のまま出力してもよく、ディスプレイ装置に図形的に表示して出力してもよい。例えば、図6A〜図6E、図7、及び図8A〜図8Bに示したような図をディスプレイ装置に表示すると、ユーザにとって好ましい。より好ましいのは、ユーザが日時を入出力装置101で入力すると、入力された日時における物品の配置位置を図6A〜図6Eに示したような図でディスプレイ装置に表示する方法である。また、ユーザが日時の範囲を入出力装置101で入力すると、入力された日時の範囲における物品の配置位置を図7、図8A〜図8Bに示したような図でディスプレイ装置に表示する方法も好ましい。
なお、ステップ1203〜ステップ1205では、ユーザが指定した日時以後について、物品の配置位置を決めることができる。ユーザが入出力装置101を用いて日時を指定すると、この日時は入出力インタフェース110を介して演算装置140に伝達され、配置可能位置抽出部143と配置位置決定部144は、保管期間がこの日時以後である物品と利用可能期間がこの日時以後である保管領域とについて、ステップ1203〜ステップ1206の処理を行う。物品の保管期間と保管領域の利用可能期間は、それぞれ物品データと保管領域データから求められる。例えば、ユーザは、未来の日時を入力し、入力した日時以後に入庫する物品のみについて配置位置を決定したり、過去の日時を入力し、入力した過去の日時からの物品の配置位置を再現したりすることができる。
これまで説明した方法で物品の配置位置を求めると、時空間マップデータの単位距離と単位時間よりも小さい領域は、利用できずに空いたままになることがある。単位距離や単位時間を小さくすれば、空く領域を小さくすることができる。ただし、単位距離や単位時間を小さくすると、処理に必要な記録エリアが拡大するという問題や、処理時間が増えるという問題が起こる。しかし、これらの問題は、時空間マップデータの中の升目を単純な升目とせず、場所によって升目の大きさを変化させるなどの工夫によって回避することができる。本発明は、時空間マップデータの表現方法を限定しておらず、このような工夫を行うことも本発明の範囲に含まれる。
これまでの説明では、2次元の保管領域(2次元空間)へ物品を配置する例を示した。実際の物品の配置では、トラックの荷台や船倉から一部の物品を積み下ろすなど、3次元の保管領域(3次元空間)を考慮した方がよい場合もあり、かつ積載する物品が時間変化する場合もある。本発明による装置と方法は、3次元の保管領域を考慮する場合にも適用することができる。これまでの説明と異なる点は、以下の通りである。
保管領域データと物品データなどの配置データは、空間3次元のデータとなり、かつ利用可能な期間と保管が必要な期間という時間1次元のデータをそれぞれ有する。3次元の空間と物体の形状は、CADシステムなどで一般的であり、その技術を利用すれば実現可能である。
時空間マップデータは、時間1次元と空間3次元とを組み合せた4次元データとなる。4次元の時空間マップデータをディスプレイ装置に図示するのは難しいが、処理装置100の中でデータとして保持する場合は、4次元の配列データで時空間マップデータを表せばよい。4次元の配列データの各配列に、時空間マップデータの各升目(各部分領域)が利用可能かどうかを表す値が配置可能位置抽出部143によって記録される。
また、ステップ1204の物品の配置可能な場所の抽出処理において、保管領域が2次元空間の場合は、物品の位置をX軸方向とY軸方向の2方向に移動させて物品の配置可能な場所を抽出した。保管領域が3次元空間の場合には、物品の位置をX軸方向、Y軸方向、及びX軸方向とY軸方向とに垂直なZ軸方向の3方向に移動させれば、物品の配置可能な場所を抽出することができる。
以上説明したように、本実施例による配置データの処理装置と処理方法では、時間とともに変化する利用可能な保管領域に、時間経過に応じて逐次入出する物品の配置位置を時系列的に決定することができる。
実施例1では、あらかじめ物品の配置可能な位置を抽出(図9のステップ1204)した後で、その中から1つの配置位置を選択(図9のステップ1205)した。これに対し、実施例2では、各物品に対して優先的に配置したい位置の順序(優先順)を求め、その後、この順序に従って物品の配置可否を判定し、最初に配置可と判定された位置を配置位置として選択する。実施例2は、この処理だけが実施例1と異なる。
図11は、本発明の実施例2による配置データの処理装置200及び周辺機器を示す概略図である。図11において、図1と同一の符号は、図1と同一または共通する要素を示し、これらの要素については説明を省略する。以下では、実施例1と異なる部分だけを説明する。
処理装置200は、記憶装置230、及び演算装置240を備える。実施例1の記憶装置130は候補位置データ記憶部134を備えるが、本実施例の記憶装置230は、その代わりに配置優先位置データ記憶部234を備える。また、実施例1の演算装置140は時空間マップデータ記憶部133と候補位置データ記憶部134を備えるが、本実施例の演算装置240は、それらの代わりに配置優先位置抽出部243と配置可否判定部244を備える。
配置優先位置データ記憶部234は、配置優先位置抽出部243によって作成される、物品の配置位置の候補と配置位置の優先順を表す配置優先位置データを記憶する。本実施例では、配置優先位置データを作成する時点では完全な配置可否を判定していないので、配置優先位置データには、保管領域からはみ出る位置や、他の物品と干渉する位置も含まれる可能性がある。
配置優先位置抽出部243は、物品の配置位置の候補と配置位置の優先順を表す配置優先位置データを作成する。具体的には、位置決定順序決定部142で決定した順序にもとづいて、順次、物品の優先的に配置したい位置を物品の配置位置の候補として求め、配置位置の優先順とともに配置優先位置データ記憶部234へ記録する。配置優先位置抽出部243は、実施例1で図10Cを用いて説明したような、対象の物品が配置不可能な領域と干渉せずに配置できるかという判定は行わず、物品を配置できたとしたらその配置の優先順位が高いかどうかを時空間マップデータの升目ごとに演算し、その配置に優先順位を付け、この優先順位を配置位置の優先順とする。配置に付ける優先順位は、位置決定順序決定部142で決定した順序に従って決められる。すべての升目について判定するのが非効率な場合には、基準となる升目など一部の升目のみについて可否判定(干渉チェック)を行ってもよい。
なお、実施例1で述べたような、物品の配置位置を選択する条件が他の物品に依存しない場合には、物品を配置する際に、同一の場所(時空間マップデータの中の同一の升目)がすべての物品について優先される可能性があるので、あらかじめ升目ごとに物品を配置する優先順位を定めておいてもよい。本発明には、このような付加的な処理を含めることもできる。
配置可否判定部244は、時空間マップデータ記憶部133に記憶された時空間マップデータを利用して、配置優先位置データ記憶部234へ記憶された配置優先位置データに従って物品が優先順に配置可能かどうか判定し、配置可能な位置が得られたらその位置を表すデータを配置位置データ記憶部135へ記録する。物品が優先順に配置可能かどうかは、物品を優先順に従って時空間マップデータに配置し、物品の配置が不可能な領域と干渉しないように配置できるかどうかで判定する(すなわち、実施例1の図10Cとほぼ同様の方法で判定する)。また、配置可否判定部244は、次の物品の干渉判定処理のために、得られた物品の配置可能な位置を反映させて、時空間マップデータ記憶部133に記憶された時空間マップデータを更新する(すなわち、実施例1の図10Bから図10Dのように更新する)。
図12は、処理装置200が行う処理のフローを示す図である。図12において、図9と同一のステップは、図9と同一または共通するステップを示し、これらのステップについては説明を省略する。以下では、実施例1と異なる部分だけを説明する。
本実施例の処理フローが、実施例1の処理フローと異なるのは、実施例1の処理フローのステップ1204の物品の配置可能な位置の抽出とステップ1205の物品の配置位置の決定の代わりに、ステップ1304の物品の配置の優先位置の抽出とステップ1305の物品の配置可否の判定を有することである。
ステップ1304では、配置優先位置抽出部243は、位置決定順序決定部142で決定して物品データ記憶部132に記録した順序データにもとづいて、順次、物品の優先的に配置したい位置を求め、求めた結果を配置優先位置データ記憶部234へ記録する。
ステップ1305では、配置可否判定部244は、時空間マップデータ記憶部133に記憶された時空間マップデータを利用して、配置優先位置データ記憶部234へ記憶された配置優先位置データ(優先度付きの位置データ)に従って物品が優先順に配置可能かどうか判定し、配置可能な位置が得られたらその位置を表すデータを配置位置データ記憶部135へ記録する。また、配置可否判定部244は、次の物品の干渉判定処理のために、得られた物品の配置可能な位置を反映させて、時空間マップデータ記憶部133に記憶された時空間マップデータを更新する。
以上説明したように、本実施例による配置データの処理装置と処理方法でも、時間とともに変化する利用可能な保管領域に、時間経過に応じて逐次入出する物品の配置位置を時系列的に決定することができる。
本発明の実施例による物品の入出庫作業方法について説明する。本実施例では、実施例1または実施例2による配置データの処理装置を利用して、物品を保管領域に配置する方法、すなわち、物品の入出庫作業を行う方法を説明する。
図13は、本発明の実施例による物品の入出庫作業方法の処理フローを示す図である。
ステップ1401で、配置データの処理装置は、入出庫計画データを読み込む。入出庫計画データには、利用可能な保管領域の保管領域データと、入出庫が予定されている物品の物品データとが含まれる。
ステップ1402で、ユーザは、入出庫計画データと実際の物品の配置とを比較する。入出庫計画データと実際の物品の配置とが異なっている場合は、入出庫計画データを変更し、実際の物品の配置に合わせる。実際の入出庫作業は計画通りとならない場合があり、入出庫計画データと実際の物品の配置とに違いが生じるからである。例えば、入出庫の時期が予定と変わる場合、物品のサイズが予定と変わる場合、及び荷役装置の都合などで配置位置が変わる場合などに、実際の入出庫作業は計画通りとならないことがある。
ステップ1403で、配置データの処理装置は、ユーザが指定した日時以後について、物品の配置位置を決定する。例えば、ユーザは、現在の日時を指定し、今後入庫する物品のみについて配置位置を決定することができる。これは、過去に実際に物品が配置された事実は変更できないので、今後入庫する予定の物品のみを対象とするためである。
ユーザが指定した日時以後について、物品の配置位置を決定する方法としては、例えば、ユーザが指定した日時よりも前に配置済みの物品の位置を保管領域に含まれない領域として扱ってもよい。または、例えば、演算装置140、240の位置決定順序決定部142の処理で物品の配置位置を決める順序を決定する際に、ユーザが指定した日時よりも前に配置済みの物品については順序が最も先になるようにし、配置位置決定部144の処理で物品の配置位置を選択する際に、配置済みの物品を現在の配置位置に合わせて配置するように処理してもよい。なお、配置済みの物品であっても、再度移動させて位置を変更することはできる。配置済みの物品をいったん出庫してすぐに入庫する計画にして配置を決めれば、配置済みの物品の位置を変更するのと同一の結果となる。
ステップ1404で、ユーザは、ステップ1403で決定した物品の配置位置にもとづいて入出庫作業を実行する。ユーザが、当日の入出庫品を時系列で表した指示書や同時に入出庫する物品ごとにまとめた指示書などを作成し、作業者に提示して指示すると、作業を効率化できる。
ステップ1405で、ユーザは、配置データの処理装置へ入出庫作業の結果を入力する。例えば、ステップ1403で決定した物品の配置位置と実際の物品の配置位置とが異なっていれば、入出庫作業の間または後に、実際の物品の配置位置を配置データの処理装置へ入力し、時空間マップデータに実際の物品の配置位置を反映させる。確認のため、指示書通りに入出庫した物品に対して、入出庫が完了したことを示すデータを入力してもよい。
ステップ1406で、入出庫計画データの変更があれば、配置データの処理装置は、変更分の入出庫計画データを読み込んで、入出庫計画データを更新する。例えば、利用可能な保管領域や物品の入出庫予定に変更があれば、この変更を配置データの処理装置が読み込んで、入出庫計画データを更新する。
配置データの処理装置を用いてステップ1403〜ステップ1406の処理を継続的に繰り返すことにより、保管領域が有効利用できるとともに、入出庫作業の工数を削減できる。従って、本実施例による物品の入出庫作業方法では、物品の効率的な入出庫作業を行うことができる。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明したすべての構成を備える態様に限定されるものではない。
また、本発明による処理装置の各構成は、これらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよい。また、これらの一部または全部は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行するようにして、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル、測定情報、及び算出情報等の情報は、メモリ、ハードディスク、及びSSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、及びDVD等の記録媒体に記録することができる。よって、本発明による処理装置の各構成は、処理部、処理ユニット、及びプログラムモジュールなどとして、各機能の実現が可能である。
また、各図面において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを記載しており、必ずしも製品として必要なすべての制御線や情報線を記載しているとは限らない。実際の製品では、殆どすべての構成要素が相互に接続されていると考えてもよい。
100,200…配置データの処理装置、101…入出力装置、110…入出力インタフェース、130,230…記憶装置、131…保管領域データ記憶部、132…物品データ記憶部、133…時空間マップデータ記憶部、134…候補位置データ記憶部、135…配置位置データ記憶部、140,240…演算装置、141…入力制御部、142…位置決定順序決定部、143…配置可能位置抽出部、144…配置位置決定部、150…出力制御部、234…配置優先位置データ記憶部、243…配置優先位置抽出部、244…配置可否判定部、A1,A2…保管領域、B1,B2,B3,P1,P2,P3,P4…保管対象の物品、R0…保管領域に含まれない領域、R1…物品B1が保管される領域、R2…物品B2が保管される領域、R3…物品B3が保管される領域。
Claims (9)
- 物品の形態及び保管期間を含む物品データを記憶する物品データ記憶部と、
前記物品を配置する保管領域の形状を含む保管領域データを記憶する保管領域データ記憶部と、
ユーザが指定した時空間の中での前記物品と前記保管領域の位置を示す時空間マップデータを記憶する時空間マップデータ記憶部と、
前記時空間マップデータを作成し、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記保管領域内での前記物品の時系列的な配置位置を求める演算装置と、
を備えることを特徴とする配置データの処理装置。 - 前記保管領域データ記憶部は、前記保管領域の利用可能期間をさらに含む前記保管領域データを記憶し、
前記演算装置は、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記保管領域内での前記物品の時系列的な配置位置を求める請求項1記載の配置データの処理装置。 - 入出力装置と接続され、
前記物品データ記憶部は、前記入出力装置から入力された前記物品データを記憶し、
前記保管領域データ記憶部は、前記入出力装置から入力された前記保管領域データを記憶し、
前記演算装置は、
前記物品データにもとづいて、配置位置を求める前記物品の順序を決定する位置決定順序決定部と、
前記時空間マップデータを作成し、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記順序に従って、前記保管領域内での前記物品の配置可能な位置を時系列的に検索する配置可能位置抽出部と、
前記順序に従って、ユーザが指定した条件にもとづいて、前記物品の配置可能な位置の中から前記物品の配置位置を時系列的に求め、求めた前記物品の時系列的な配置位置を前記時空間マップデータに記録する配置位置決定部と、
求めた前記物品の時系列的な配置位置を前記入出力装置へ出力する出力制御部とを備え、
前記配置可能位置抽出部は、前記保管領域内での前記物品の配置可能な位置として、前記保管領域の中から、配置位置を求める前記物品の保管期間の間に他の前記物品が配置されていない位置を時系列的に検索する請求項1記載の配置データの処理装置。 - 前記保管領域データ記憶部は、前記保管領域の利用可能期間をさらに含む前記保管領域データを記憶し、
前記演算装置は、ユーザが指定した日時以後について、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記保管領域内での前記物品の時系列的な配置位置を求める請求項1記載の配置データの処理装置。 - 記憶装置が、物品の形態及び保管期間を含む物品データを記憶する工程と、
前記記憶装置が、前記物品を配置する保管領域の形状を含む保管領域データを記憶する工程と、
演算装置が、ユーザが指定した時空間の中での前記物品と前記保管領域の位置を示す時空間マップデータを作成する工程と、
前記演算装置が、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記保管領域内での前記物品の時系列的な配置位置を求める工程と、
を有することを特徴とする配置データの処理方法。 - 前記保管領域データを記憶する工程では、前記記憶装置が、前記保管領域の利用可能期間をさらに含む前記保管領域データを記憶し、
前記配置位置を求める工程では、前記演算装置が、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記保管領域内での前記物品の時系列的な配置位置を求める請求項5記載の配置データの処理方法。 - 前記演算装置が、前記物品データにもとづいて、配置位置を求める前記物品の順序を決定する工程をさらに有し、
前記配置位置を求める工程では、
前記演算装置が、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記順序に従って、前記保管領域の中から、配置位置を求める前記物品の保管期間の間に他の前記物品が配置されていない位置を、前記保管領域内での前記物品の配置可能な位置として時系列的に検索し、
前記演算装置が、前記順序に従って、ユーザが指定した条件にもとづいて、前記物品の配置可能な位置の中から前記物品の配置位置を時系列的に求め、
前記演算装置が、求めた前記物品の時系列的な配置位置を前記時空間マップデータに記録する工程と、
前記演算装置が、求めた前記物品の時系列的な配置位置を入出力装置へ出力する工程とをさらに有する請求項5記載の配置データの処理方法。 - 前記保管領域データを記憶する工程では、前記記憶装置が、前記保管領域の利用可能期間をさらに含む前記保管領域データを記憶し、
前記配置位置を求める工程では、前記演算装置が、ユーザが指定した日時以後について、前記物品データと前記保管領域データと前記時空間マップデータとを用いて、前記保管領域内での前記物品の時系列的な配置位置を求める請求項5記載の配置データの処理方法。 - 請求項1記載の配置データの処理装置が、利用可能な前記保管領域の前記保管領域データと入出庫が予定されている前記物品の前記物品データとを含む入出庫計画データを読み込む工程と、
前記配置データの処理装置が、ユーザが指定した日時以後について、前記物品の配置位置を決定する工程と、
ユーザが、前記物品の配置位置にもとづいて、前記物品を前記保管領域に配置する入出庫作業を実行する工程と、
ユーザが、前記配置データの処理装置が決定した前記配置位置と実際の配置位置とが異なっていれば、前記実際の配置位置を前記配置データの処理装置へ入力する工程と、
を有することを特徴とする物品の入出庫作業方法。
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