JPWO2017094181A1 - 倉庫設計システム - Google Patents

Abstract

作業エリアと仮置きエリアとを含む複数のエリアを有する倉庫を設計する倉庫設計システムであって、複数の工程の全ての作業が、作業可能時間帯に行われ、かつ、各工程で利用されるリソースが作業エリアに収容可能な作業スケジュール案及び必要リソース量案を作成し、作成した作業スケジュール案に基づいて、工程間で仮置きされる物品が仮置きエリアに収容可能か否かを判定し、工程間で仮置きされる物品が仮置きエリアに収容不可能である場合、作業スケジュール案及び必要リソース量案を変更し、工程間で仮置きされる物品が仮置きエリアに収容可能である場合、作業スケジュール案及び必要リソース量案を出力する。

Description

本発明は、例えば倉庫等の施設を設計する技術に関する。

背景技術に、特開２００１−１９５１１６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「重工業製品を行う工場において、各製品を製造する作業場所が過不足なく割り付けられ、その上で配員負荷を平準化することができる作業場所最適化スケジューリング方法およびその装置を目的とするものである。」と記載されている（要約参照）。

特開２００１−１９５１１６号公報

物流倉庫の設計業務では、作業が作業可能時間帯に収まり、かつ、コスト最小、かつ、実行可能な作業スケジュールを立案し、入荷から格納、ピッキング、検品、出荷までの各工程における各時間帯の作業量及びリソース数（設備数・作業者数など）が立案される。また、各工程で使用するエリアの面積が設計され、各エリアが倉庫レイアウトに配置される。

特許文献１には、製品を製造可能な複数の作業場所が与えられたときに、その作業場所の占有率を平準化し、納期も満足するような製造スケジュールを立案する仕組みが記載されている。しかし、特許文献１では、例えばピッキング工程終了後から検品工程開始までなど、工程間に発生する仮置き物量が、倉庫における仮置きエリアに収まるかどうかを評価していない。

そこで、本発明では、作業が作業可能時間帯に収まり、かつ、リソースと仮置き物量がそれぞれ作業エリアと仮置きエリアに収まり、かつ、リソースコスト最小の作業スケジュールの立案方法を提供する。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、搬入された物品に対して複数の工程の作業を行った後に搬出する倉庫を設計する倉庫設計システムであって、前記倉庫は、各工程の作業が行われる作業エリアと、工程間の物品が仮置きされる仮置きエリアと、を含む複数のエリアを有し、前記倉庫設計システムは、制御部と、前記制御部に接続された記憶部と、を有し、前記記憶部は、物品に対する前記各工程の作業量を示す作業量情報と、前記複数の工程の作業可能時間帯を示す期間情報と、前記複数の工程の実行順序を示す工程前後関係情報と、前記各エリアの面積を示すレイアウト情報と、前記各工程で利用されるリソースの種類及び種類ごとの前記リソースの占有面積を示すリソースタイプ情報と、前記物品の占有面積を示す荷姿情報と、を保持し、前記制御部は、前記作業量情報によって示される前記複数の工程の全ての作業が、前記期間情報によって示される作業可能時間帯に行われ、かつ、前記リソースタイプ情報及び前記レイアウト情報に基づいて前記各工程で利用されるリソースが前記各工程の作業エリアに収容可能と判定される作業スケジュール案及び必要リソース量案を作成し、前記作業スケジュール案、前記工程前後関係情報、前記荷姿情報及び前記レイアウト情報に基づいて、前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容可能か否かを判定し、前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容不可能である場合、前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案を変更し、前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容可能である場合、前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案を出力することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、納期と面積の条件を満たす作業スケジュールを実現可能な倉庫等の施設を設計することができる。

本発明の実施例の物流倉庫における商品の流れの概要を示す説明図である。 本発明の実施例の倉庫設計システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例の工程情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例の工程前後関係情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例のリソースタイプ情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例の工程利用リソースタイプ情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例のシフト情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例のリソース時給情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例のエリア情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例の荷姿情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例の作業エリア面積算出用マスタ情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例の仮置きエリア面積算出用マスタ情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例のオーダ納期情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例の各オーダの工程毎の作業物量情報テーブルの説明図である。 本発明の実施例の各オーダの工程間毎の仮置きエリア通過物量テーブルの説明図である。 本発明の実施例の倉庫設計システムが実行する処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例の作業スケジュール案生成部が作業スケジュール案及び必要リソース数案を生成する処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例の必要面積算出部が仮置きエリア必要面積を算出する処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例の作業スケジュール案変更部が作業スケジュール案および必要リソース数案を変更する処理を示すフローチャートである。 本発明の実施例の倉庫設計システムによる立案結果の出力例を示す説明図である。 本発明の実施例の倉庫設計システムによるエリア面積修正案の出力例を示す説明図である。 本発明の実施例の倉庫設計システムによるエリア融通案の出力例を示す説明図である。 本発明の実施例の倉庫設計システムによる不足エリアと余剰エリアの出力例を示す説明図である。 本発明の実施例の倉庫設計システムによる作業可能時間帯変更後の各オーダのオーダ受信時刻・トラック出発時刻の出力例を示す説明図である。 本発明の実施例の倉庫設計システムが提供するユーザインタフェース例を示す説明図である。

以下、本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例の物流倉庫における商品の流れの概要を示す説明図である。

具体的には、図１には、物流倉庫のレイアウト及びその物流倉庫における入荷から出荷までの商品の流れの例を示す。

まず、入荷作業は、例えば、以下の流れで行われる。図１の上部に停車した入荷トラックＴｒ１から入荷した商品（すなわち当該倉庫で扱われる物品）が、入荷作業者によって運ばれ、入出荷バースエリアＬ１に仮置きされる。入荷して入出荷バースエリアＬ１に仮置きされた商品を、商品Ｂ１とも記載する。次に、入出荷バースエリアＬ１に仮置きされた商品Ｂ１は、順次、保管エリアＬ２に格納作業者によって運ばれ、商品棚などの所定位置に格納される。

次に、出荷作業は、例えば、以下の流れで行われる。まず、商品の出荷指示に従い、ピック作業者が商品を保管エリアＬ２からピッキング（収集）し、検品前仮置きエリアＬ３に運んで仮置きする。検品前仮置きエリアＬ３に仮置きされた商品を、商品Ｂ２とも記載する。次に、検品前仮置きエリアＬ３に仮置きされた商品Ｂ２は、順次、検品作業エリアＬ４に検品作業者によって運ばれ、検品される。次に、検品が終わった商品から順に、入出荷バースエリアＬ１に搬送作業者によって運ばれ、出荷トラックＴｒ２が到着するまで、例えば店舗毎の列に整列して仮置きされる。出荷のために入出荷バースエリアＬ１に仮置きされた商品を、商品Ｂ３とも記載する。最後に、入出荷バースエリアＬ１に仮置きされた商品Ｂ３は、出荷トラックＴｒ２に出荷作業者によって詰め込まれ、倉庫から出発する。

本実施例では、例えば図１に示すような倉庫を対象として、入荷作業であれば、商品の入荷時刻（すなわち作業開始可能時刻であり、入荷バースエリアにおける仮置き発生時刻でもある）と、与えられたレイアウト面積に作業リソースと仮置き物量とが入りきるという面積制約と、リソースコスト最小の条件と、を満たす作業スケジュールが立案され、ユーザに提供される。

一方、出荷作業であれば、納品先の店舗などからのオーダの受信時刻（すなわち作業開始可能時刻）と、トラック出発時刻（すなわち納期／出荷期限であり、出荷バースにおける仮置き終了時刻でもある）と、与えられたレイアウト面積に作業リソースと仮置き物量とが入りきるという面積制約と、リソースコスト最小の条件と、を満たす作業スケジュールが立案され、ユーザに提供される。

もちろん、本発明は、レイアウトおよび作業を図１の倉庫に限定するものではなく、異なるレイアウトと作業と入出荷形態とを持つ工場、倉庫、港湾施設などにも適用できる。以降、説明を簡単にするため、実施例の説明を上記の出荷作業の例について行うが、本発明は対象を出荷作業の例に限定するものではなく、入荷作業、入荷から出荷までの作業を連続に行うＴＣ（Transfer Center、通過型の倉庫または物流センター）作業、又はその他の工場の生産作業などについても適用できる。

図２は、本発明の実施例の倉庫設計システムの構成を示すブロック図である。

本実施例の倉庫設計システム１は、例えば、相互に接続された制御部Ｐ１、記憶部Ｄ１、入力部Ｉ１、出力部Ｏ１及び通信部Ｔ１を有する計算機である。

制御部Ｐ１は、例えば記憶部Ｄ１に格納されたプログラムを実行することによって、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１、必要面積算出部Ｐ１−２、面積充足評価部Ｐ１−３、作業スケジュール案変更部Ｐ１−４、出力部Ｐ１−５及びレイアウト修正案生成部Ｐ１−６の機能を実現するプロセッサである。したがって、以下の説明において制御部Ｐ１内の各部が実行する処理は、実際には制御部Ｐ１が記憶部Ｄ１に格納されたプログラムに記述された命令に従い、必要に応じて記憶部Ｄ１、入力部Ｉ１、出力部Ｏ１及び通信部Ｔ１等を制御することによって実行される。実行される処理の詳細については後述する。

記憶部Ｄ１は、例えば半導体記憶装置及びハードディスクドライブ等の記憶装置であり、制御部Ｐ１によって実行されるプログラム、制御部Ｐ１が実行する処理において参照されるデータ、及び、制御部Ｐ１が実行する処理によって生成されたデータ等が格納される。本実施例の記憶部Ｄ１は、制御部Ｐ１の処理によって参照又は生成されるデータを格納する領域として、少なくとも、マスタ情報記憶部Ｄ１−１、オーダ情報記憶部Ｄ１−２及び立案結果記憶部Ｄ１−３を含む。

マスタ情報記憶部Ｄ１−１には、例えば、工程情報記憶部Ｄ１−１１、工程前後関係記憶部Ｄ１−１２、リソースタイプ記憶部Ｄ１−１３、工程利用リソースタイプ記憶部Ｄ１−１４、シフト情報記憶部Ｄ１−１５、リソース時給情報記憶部Ｄ１−１６、エリア情報記憶部Ｄ１−１７、荷姿情報記憶部Ｄ１−１８及び必要面積算出マスタＤ１−１９が格納される。これらは、各工程、工程間の仮置き、利用エリア、リソース、必要面積算出マスタ、などを互いに対応付ける情報を含む。

オーダ情報記憶部Ｄ１−２には、オーダ納期情報Ｄ１−２１、及び、各オーダの工程毎の作業物量と工程間毎の仮置きエリア通過物量とを含むオーダ物量情報Ｄ１−２２が格納される。

立案結果記憶部Ｄ１−３には、例えば、立案した作業スケジュール案およびその作業スケジュール案にしたがって作業を行うためにシステムに投入する必要があるリソース量を示す必要リソース量案、又は、与えられたレイアウトで実現可能な作業スケジュール案が得られなかった場合のレイアウト修正案が格納される。これらは、立案結果と、立案に利用したマスタ情報およびオーダ情報とを対応付ける情報を含む。

なお、以下の説明では、システムに投入するリソースとして、作業者又は作業機械（例えば後述するＰＯＳ）のような計数可能なものを例示しているため、以下の説明では必要リソース量案を必要リソース数案と記載するが、本発明は計量の対象となる種類のリソースが投入される場合にも適用することができる。

入力部Ｉ１は、例えば倉庫設計システム１のユーザによる情報の入力を受け付けるキーボード、マウス又はタッチセンサ等の装置である。出力部Ｏ１は、例えば倉庫設計システム１のユーザに情報を出力する画像表示装置等である。通信部Ｔ１は、ネットワークＮ１に接続され、他の装置（図示省略）と通信するためのインターフェースである。

次に、記憶部のマスタ情報記憶部Ｄ１−１の各情報テーブルについて説明する。

工程情報記憶部Ｄ１−１１は、各工程の生産性と作業エリアを特定する情報として、例えば、工程情報テーブルＭ１を記憶する。

図３は、本発明の実施例の工程情報テーブルＭ１の説明図である。

工程情報テーブルＭ１は、工程名Ｍ１−１、生産性Ｍ１−２、作業エリア名Ｍ１−３及び作業エリア面積算出用のマスタ番号Ｍ１−４の欄を持つ。

工程名Ｍ１−１には、例えば、スタート、ピッキング、検品、エンドといった工程を識別する名称が記憶される。生産性Ｍ１−２には、それぞれの工程の生産性、例えば、その工程において単位時間当たりに処理できる作業対象の量を示す値が記憶される。作業エリア名Ｍ１−３には、それぞれの工程の作業が行われるエリアを識別する名称が記憶される。作業エリア面積算出用のマスタ番号Ｍ１−４には、それぞれの工程の作業を行うために必要なエリアの面積を算出するために使用されるマスタ（図１１参照）の識別番号が記憶される。

図３の例において、「スタート」及び「エンド」の工程は実質的な作業を含まないため、それらに対応する生産性Ｍ１−２、作業エリア名Ｍ１−３及び作業エリア面積算出用のマスタ番号Ｍ１−４は空欄となっている。本実施例では「ピッキング」の工程の作業は保管エリアで行われるため、これに対応する作業エリア名Ｍ１−３及び作業エリア面積算出用のマスタ番号Ｍ１−４は空欄となっている。また、この例において、「検品」の工程の作業の生産性は「５０」（例えば１時間当たりに処理できる商品の数）であり、その作業は検品作業エリアで行われ、その作業に必要な面積を計算するためにマスタ番号「１」のマスタが参照される。

工程前後関係記憶部Ｄ１−１２は、各工程の前後関係（すなわち各工程の実行順序）と、の前後の工程間で仮置きされる商品を置く仮置きエリアと、その商品の荷姿を特定する情報として、例えば、工程前後関係情報テーブルＭ２を記憶する。

図４は、本発明の実施例の工程前後関係情報テーブルＭ２の説明図である。

工程前後関係情報テーブルＭ２は、前工程名Ｍ２−１、後工程名Ｍ２−２、仮置きエリア名Ｍ２−３及び仮置きエリア面積算出用のマスタ番号Ｍ２−４の欄を持つ。

図４の例の先頭のレコードにおいて、前工程名Ｍ２−１に「スタート」、後工程名Ｍ２−２に「ピッキング」が記憶され、仮置きエリア名Ｍ２−３及び仮置きエリア面積算出用のマスタ番号Ｍ２−４は空欄となっている。これは、スタートの工程とピッキングの工程との間で商品の仮置きが発生しないことを示している。また、２番目のレコードにおいて、前工程名Ｍ２−１に「ピッキング」、後工程名Ｍ２−２に「検品」、仮置きエリア名Ｍ２−３に「検品前仮置きエリア」、仮置きエリア面積算出用のマスタ番号Ｍ２−４に「２」が記憶されている。これは、ピッキングが終了してこれから検品される商品が、検品前仮置きエリアに仮置きされ、そのエリアに必要な面積を計算するためにマスタ番号「２」のマスタ（図１２参照）が参照されることを示している。

リソースタイプ記憶部Ｄ１−１３は、リソースタイプの情報として、例えば、リソースタイプ情報テーブルＭ３を記憶する。

図５は、本発明の実施例のリソースタイプ情報テーブルＭ３の説明図である。

リソースタイプ情報テーブルＭ３は、リソースタイプＭ３−１の欄を持つ。リソースタイプＭ３−１には、倉庫内のそれぞれの工程における作業に利用されるリソースのタイプ（例えば通常作業者もしくはフォークリフトを操作するフォークマン等の人のタイプ、又は、例えば商品を運搬するカゴ、検品に使用するＰｏｉｎｔ Ｏｆ Ｓａｌｅｓシステム（以下、単にＰＯＳと記載）もしくはフォークリフト等の物のタイプ）を示す値が格納される。

工程利用リソースタイプ記憶部Ｄ１−１４は、各工程において利用されるリソースタイプの情報として、例えば、工程利用リソースタイプ情報テーブルＭ４を記憶する。

図６は、本発明の実施例の工程利用リソースタイプ情報テーブルＭ４の説明図である。

工程利用リソースタイプ情報テーブルＭ４は、それぞれの工程を識別する工程名Ｍ４−１、それぞれの工程で利用されるリソースのタイプを示すリソースタイプ名Ｍ４−２、及び、それぞれのリソースタイプあたりに必要となる作業エリアの占有面積を示す必要面積Ｍ４−３の欄を持つ。

一つの工程に複数のタイプのリソースが利用される場合もあり、その場合は一つの工程について複数のレコードが用意される。図６の例では、ピッキングの工程にリソースとして通常作業者及びカゴが利用されるが、ピッキングの作業が保管エリアで行われるため、それらに対応する必要面積Ｍ４−３には「０」が記憶されている。また、検品の工程にはリソースとして通常作業者及びＰＯＳが利用され、ＰＯＳを設置するための必要面積Ｍ４−３として「２」が記憶されている。

シフト情報記憶部Ｄ１−１５は、シフト（例えば人又は物（機械）等のリソースの稼働時間）の情報として、例えば、シフト情報テーブルＭ５を記憶する。

図７は、本発明の実施例のシフト情報テーブルＭ５の説明図である。

シフト情報テーブルＭ５は、それぞれのシフトを識別するシフト名Ｍ５−１、それぞれのシフトの開始・終了時刻Ｍ５−２、Ｍ５−３、それぞれのシフトにおける１回目の休憩の開始・終了時刻Ｍ５−４、Ｍ５−５、及びそれぞれのシフトにおける２回目の休憩の開始・終了時刻Ｍ５−６、Ｍ５−７の欄を持つ。

図７の例において、「午前」のシフトは、８：００から１２：００までであり、休憩はない。「フルタイム」のシフトは、８：００から１７：００までであり、１２：００から１３：００までと１５：００から１５：３０までの２回の休憩がある。

リソース時給情報記憶部Ｄ１−１６は、各リソースの時給情報（すなわちコスト単価情報）として、例えば、リソース時給情報テーブルＭ６を記憶する。

図８は、本発明の実施例のリソース時給情報テーブルＭ６の説明図である。

リソース時給情報テーブルＭ６は、リソースのタイプを示すリソースタイプ名Ｍ６−１、それぞれのリソースのタイプに適用されるシフト名Ｍ６−２及びそれぞれのリソースの時給Ｍ６−３の欄を持つ。

一つのリソースのタイプに適用され得るシフトが複数存在する場合があり、それぞれのシフトによって時給が異なる場合もある。図８の例では、通常作業者に午前、午後、フルタイム又は夜というシフトが適用され得る。そして、夜のシフトの時給が最も高い。

カゴ、ＰＯＳといった物の時給は「０」となっているが、例えばこれらがレンタル品である場合などに「０」より大きい時給が設定されてもよい。

エリア情報記憶部Ｄ１−１７は、各エリアの単価を示す情報として、例えば、エリア情報テーブルＭ７を記憶する。

図９は、本発明の実施例のエリア情報テーブルＭ７の説明図である。

エリア情報テーブルＭ７は、それぞれのエリアを識別するエリア名Ｍ７−１及びそれぞれのエリアの単価（例えば１平方メートル当たりの価格）を示す単価Ｍ７−２の欄を持つ。

荷姿情報記憶部Ｄ１−１８は、荷姿毎の寸法情報として、例えば、荷姿情報テーブルＭ８を記憶する。

図１０は、本発明の実施例の荷姿情報テーブルＭ８の説明図である。

荷姿情報テーブルＭ８は、例えばカゴ又はパレットといった荷姿を識別する荷姿名Ｍ８−１、それぞれの荷姿の幅Ｍ８−２及び奥行きＭ８−３の欄を持つ。この情報に基づいて、それぞれの荷姿の商品が作業エリア又は仮置きエリアに置かれたときに占める底面積を計算することができる。

必要面積算出マスタＤ１−１９は、作業エリア面積算出用マスタ及び仮置きエリア面積算出用マスタの情報として、例えば、作業エリア面積算出用マスタ情報テーブルＭ９及び仮置きエリア面積算出用マスタ情報テーブルＭ１０を記憶する。

図１１は、本発明の実施例の作業エリア面積算出用マスタ情報テーブルＭ９の説明図である。

作業エリア面積算出用マスタ情報テーブルＭ９は、マスタ番号Ｍ９−１及びそれぞれのマスタ番号に対応するエリア面積余裕率Ｍ９−２の欄を持つ。

図１２は、本発明の実施例の仮置きエリア面積算出用マスタ情報テーブルＭ１０の説明図である。

仮置きエリア面積算出用マスタ情報テーブルＭ１０は、マスタ番号Ｍ１０−１、それぞれのマスタ番号に対応するエリア面積余裕率Ｍ１０−２及び荷姿名Ｍ１０−３の欄を持つ。

オーダ納期情報Ｄ１−２１は、各オーダの納期情報として、例えば、オーダ納期情報テーブルＦ１を記憶する。

図１３は、本発明の実施例のオーダ納期情報テーブルＦ１の説明図である。

オーダ納期情報テーブルＦ１は、各オーダのオーダ名Ｆ１−１、オーダ受信時刻Ｆ１−２及びトラック出発時刻Ｆ１−３の欄を持つ。各オーダのオーダ受信時刻Ｆ１−２からトラック出発時刻Ｆ１−３までの時間に、そのオーダに基づく商品の出荷までの作業を行うことができる。

オーダ物量情報Ｄ１−２２は、各オーダの工程毎の作業物量及び工程間毎の仮置きエリア通過物量の情報として、例えば、各オーダの工程毎の作業物量テーブルＦ２を記憶する。

図１４は、本発明の実施例の各オーダの工程毎の作業物量テーブルＦ２の説明図である。

各オーダの工程毎の作業物量テーブルＦ２は、各オーダを識別するオーダ名Ｆ２−１、各オーダに適用される工程を識別する工程名Ｆ２−２、及び、各オーダの各工程に対応する作業対象の量を示す作業物量Ｆ２−３の欄を持つ。

ここで、作業物量Ｆ２−３の値の単位は、作業が行われる単位である。例えば、作業が所定の数の商品を梱包したケースごとに行われる場合には、各オーダの各工程で処理されるケース数が作業物量Ｆ２−３に記憶される。作業がオーダの行ごとに行われる場合には、各オーダの各工程の行数が作業物量Ｆ２−３に記憶される。作業が品目ごとに行われる場合には各オーダに含まれる品目の数が作業物量Ｆ２−３に記憶される。作業がオーダごとに行われる場合には「１」が作業物量Ｆ２−３に記憶される。

この作業単位は、工程情報テーブルＭ１の生産性Ｍ１−２における作業単位と同じであるため、各オーダの各工程の作業物量Ｆ２−３の値と、その工程に対応する生産性Ｍ１−２の値と、に基づいて、各オーダの各工程の作業量（工数）を計算し（後述する式（２））、それを各時間帯に割り当てることによって、作業スケジュール案を立案することができる。

図１５は、本発明の実施例の各オーダの工程間毎の仮置きエリア通過物量テーブルＦ３の説明図である。

各オーダの工程間毎の仮置きエリア通過物量テーブルＦ３は、オーダ名Ｆ３−１、前工程名Ｆ３−２、後工程名Ｆ３−３及び仮置きエリア通過物量Ｆ３−４の欄を持ち、記憶部Ｄ１に記憶される。ここで、仮置きエリア通過物量Ｆ３−４の値の単位は、仮置きされる商品の荷姿において計数される数である。例えば、仮置きされる商品の荷姿がカゴであれば、カゴの数が仮置きエリア通過物量Ｆ３−４に記憶される。

図１５の例では、「ｏｒｄｅｒ０１」によって識別されるオーダに、「スタート」、「ピッキング」、「検品」及び「エンド」という工程が含まれ、「スタート」と「ピッキング」との間の仮置きエリアの通過物量は「０」、「ピッキング」と「検品」との間及び「検品」と「エンド」との間の仮置きエリアの通過物量はいずれも「３０」である。

なお、本実施例の記憶部Ｄ１は、さらに、倉庫のレイアウト情報を含んでもよい。例えば、本実施例の倉庫設計システムが新しい倉庫を設計するために使用される場合、ユーザが入力部Ｉ１を操作して図１に示すような倉庫のレイアウトを入力すると、そのレイアウト情報が記憶部Ｄ１に格納される。あるいは、本実施例の倉庫設計システムが既存の倉庫のレイアウト変更のために使用される場合、既存の倉庫の現状のレイアウト情報が記憶部Ｄ１に格納される。このようなレイアウト情報は、少なくとも、各エリアの配置及び面積を示す情報を含み、その面積が、後述する処理における所与レイアウトのエリア面積となる。後述する処理の結果、ユーザがいずれかのエリアの拡張・縮小といったレイアウト変更を行った場合、その変更が記憶部Ｄ１のレイアウト情報に反映される。

図１６は、本発明の実施例の倉庫設計システムが実行する処理を示すフローチャートである。

以下、図１６を参照して倉庫設計システムが実行する処理を説明する。実際には、例えば検品工程において、検品作業者と、検品用機械であるＰＯＳの２種類のリソースを用いる場合などのように、１工程に複数のリソースタイプが適用される場合があるが、以下の説明では、簡単のため、１工程あたり１リソースタイプのみが適用される例を示す。１工程に複数のリソースタイプが適用される場合にも、以下と同様の処理を行うことができる。

まず、制御部Ｐ１は、記憶部Ｄ１のマスタ情報記憶部Ｄ１−１から各種マスタ情報Ｄ１−１１〜Ｄ１−１９を読み込む（Ｓ１−１）。

次に、制御部Ｐ１は、記憶部Ｄ１のオーダ情報記憶部Ｄ１−２からオーダ納期情報Ｄ１−２１及びオーダ物量情報Ｄ１−２２を読み込む（Ｓ１−２）。

次に、制御部Ｐ１の作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、作業スケジュール案および必要リソース数案を生成する（Ｓ１−３）。この処理の詳細については、図１７を参照して後述する。

次に、制御部Ｐ１の必要面積算出部Ｐ１−２は、ステップＳ１−３の作業スケジュール案を採用した場合の仮置きエリア必要面積をエリア毎に算出する（Ｓ１−４）。この処理の詳細については、図１８を参照して後述する。

次に、制御部Ｐ１の面積充足評価部Ｐ１−３は、Ｓ１−４で算出した必要面積と、Ｓ１−１で読み込んだエリア情報Ｄ１−１７における所与レイアウトのエリア面積を比較し、全てのエリアについて必要面積が所与レイアウトのエリア面積以下かどうかを判別する（Ｓ１−５）。

この判別の結果がＹｅｓである（すなわち必要面積が所与レイアウトのエリア面積以下である）ことは、仮置きエリアが仮置きされる商品を常に収容可能であることを示す。特に、必要面積が所与レイアウトのエリア面積より小さい場合、その仮置きエリアには余剰がある。一方、この判別の結果がＮｏである（すなわち必要面積が所与レイアウトのエリア面積より大きい）ことは、その仮置きエリアが少なくともいずれかの時間帯において仮置きされる商品を収容不可能である（すなわち仮置きエリアが不足する）ことを示す。

Ｓ１−５の判別の結果がＹｅｓの場合、制御部Ｐ１の出力部Ｐ１−５は、Ｓ１−３の作業スケジュール案および必要リソース数案を、記憶部Ｄ１の立案結果記憶部Ｄ１−３に記憶し、出力する（Ｓ１−６）。

一方、ステップＳ１−５の判別の結果がＮｏの場合、つまり、少なくとも１つのエリアについて必要面積が所与レイアウトのエリア面積より大きい場合は、制御部Ｐ１は、所定の終了条件が満たされるかどうかを判別する（Ｓ１−７）。

ステップＳ１−７の判別の結果がＮｏの場合、制御部Ｐ１の作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、前記作業スケジュール案および前記必要リソース数案を変更する（Ｓ１−８）。この処理の詳細については、図１９を参照して後述する。

制御部Ｐ１は、ステップＳ１−５で全てのエリアについて必要面積が所与レイアウトのエリア面積以下となる作業スケジュール案および必要リソース数案を得られるまで、または、ステップＳ１−７で所定の終了条件が満たされるまで、ステップＳ１−４〜Ｓ１−５を繰り返す。

所定の終了条件が満たされる場合とは、例えば、ステップＳ１−４〜Ｓ１−５の繰り返し回数が所定の最大繰り返し回数に達した場合、ステップＳ１−４〜Ｓ１−５の繰り返しによる計算時間が所定の時間に達した場合、ステップＳ１−５で面積を充足していないと判定されたエリア数または不足量がしきい値を下回った場合、または、少なくともユーザが指定した１つまたは複数のエリアが面積を充足した場合などである。

ステップＳ１−７で、所定の終了条件が満たされる場合、制御部Ｐ１は、与えられたレイアウトのエリア面積では実現可能な作業スケジュールが得られないことを示すエラー出力を行う（Ｓ１−９）。さらに、制御部Ｐ１は、その時点での作業スケジュールと必要なリソース数と各エリア面積とを出力する。このとき、制御部Ｐ１は、その時点まで最も面積の不足量が小さかった作業スケジュール案と必要なリソース数と各エリア面積とを出力してもよい。ユーザは、出力された各エリア面積に基づいて面積の不足が解消するように倉庫のレイアウトを変更してもよい。面積不足量が最小の案を出力することによって、レイアウトの変更量を抑えることができる。

ステップＳ１−３において、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、納期を満足し、かつ、リソースが作業エリアに収まり、かつ、リソースコスト最小となる作業スケジュール案、および、そのときの必要リソース数案を生成する。具体的には、ステップＳ１−３における作業スケジュール案と必要リソース数案は、例えば図１７に示す手順で生成できる。

図１７は、本発明の実施例の倉庫設計システムが作業スケジュール案及び必要リソース数案を生成する処理を示すフローチャートである。

まず、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、所与レイアウトの作業エリア面積と、工程利用リソースタイプ情報テーブルＭ４における工程利用リソースタイプあたりの必要面積Ｍ４−３と、各作業エリアのマスタ番号Ｍ１−４に対応するエリア面積余裕率Ｍ９−２と、に基づいて、式（１）によって各作業エリアにおけるリソース数の上限を算出する（Ｓ２−１）。

リソース数の上限＝作業エリア面積÷作業エリア面積の余裕率÷１リソースあたりの必要面積 ・・・（１）

次に、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、各種マスタ情報Ｄ１−１１〜Ｄ１−１９及び各種オーダ情報Ｄ１−２１、Ｄ１−２２を基に、各オーダの工程毎の総工数を、作業可能時間帯に分割して割付けることで、初期作業スケジュール案を生成する（Ｓ２−２）。ここで、割付けの対象となる作業可能時間帯は、各オーダのオーダ受信時刻からトラック出発時刻までの時間帯に含まれ、かつ、各工程の作業可能時間帯に含まれ、かつ、各工程で利用するリソースのシフトの作業可能時間帯にも含まれる時間帯（すなわちそれらの全ての重複部分の時間帯）のことである。また、ステップＳ２−２において、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、作業可能時間帯にオーダ毎に平準化した工数を割付けてもよいし、ランダムな工数を（その全作業可能時間帯の合計値が各オーダの工程ごとの総工数と同じになるように）割付けてもよい。これによって、各オーダの全工程の全作業が当該オーダの作業可能時間帯に行われ、かつ、それぞれの時間帯に稼働している（すなわち作業可能な）種類及びシフトのリソースが利用されるように、作業スケジュール案が作成される。

ここで、各オーダの工程毎の総工数は、以下の式（２）によって算出され、記憶部Ｄ１に記憶される。式（２）には作業単位がパレットである例を示すが、例えばコンテナ、ケース又はロットのような他の作業単位の場合にも同様に計算できる。

オーダＡの工程Ｂにおける総工数［ＭＨ］＝オーダＡの工程Ｂの総作業物量［パレット］÷工程Ｂの生産性［パレット／ｈｒ］ ・・・（２）

次に、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、ステップＳ２−２の初期作業スケジュール案を実現するのに必要な、初期必要リソース数案を算出する（Ｓ２−３）。このとき、各工程で利用するリソースのシフトが複数あり、それぞれの時給が異なる場合には、より時給の安いシフトのリソースを優先して割付けてもよい。

次に、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、ステップＳ２−３で算出された必要リソース数が、ステップＳ２−１で算出された上限内かどうかを判別する（Ｓ２−４）。この判別の結果がＹｅｓ（すなわち必要リソース数が上限内である）ことは、いずれの時間帯においても、各工程で利用されるリソースの必要面積が所与の作業エリアの面積を超えないこと、すなわち、各工程で利用されるリソースが作業エリア内に収容可能であることを示す。特に、必要リソース数が上限より小さい場合には、作業エリアに余剰がある。一方、この判別の結果がＮｏ（すなわち必要リソース数が上限を超える）ことは、少なくともいずれかの時間帯で、いずれかの工程で利用されるリソースの必要面積が所与の作業エリアの面積を超えること、すなわち、いずれかの工程で利用されるリソースが作業エリア内に収容不可能である（言い換えると作業エリアが不足する）ことを示す。

判別の結果がＹｅｓの場合、処理は次のステップＳ２−６に進む。一方、ステップＳ２−４の判定結果がＮｏ、すなわち、必要リソース数が上限を超えている場合は、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、ステップＳ２−２’でスケジュール案を修正し、再びステップＳ２−３以降の処理を実行する。

作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、ステップＳ２−４において、さらに、所定の終了条件が満たされるかどうかも判別する。この終了条件は、必要リソース数が上限を超えない作業スケジュール案がまだ算出されていないにもかかわらず、作業スケジュール案を算出する処理を打ち切るための条件である。例えば、ステップＳ２−２’、Ｓ２−３及びＳ２−４の繰り返し回数が所定の回数に達した場合などに、所定の終了条件が満たされると判別される。

ステップＳ２−４において所定の終了条件が満たされる場合、必要リソース数が上限を超えない作業スケジュール案が結局算出されなかったため、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、与えられた作業エリア面積では実現可能な作業スケジュール案が得られないことを示すエラー出力を行う（Ｓ２−５）。さらに、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、その時点での作業スケジュールと必要なリソース数と各作業エリアの必要面積とを出力する。このとき、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、その時点まで最も面積の不足量が小さかった作業スケジュール案と必要なリソース数と各作業エリアの必要面積を出力してもよい。

ここで出力された作業スケジュール案及び必要リソース数案を用いて作業スケジュール案生成部Ｐ１−１が図１６のステップＳ１−４以降の処理を実行してもよいし、ユーザがここで出力された各作業エリアの必要面積に基づいて不足を解消するように倉庫のレイアウトを変更してもよい。面積の不足量が最小の案を出力することによって、レイアウトの変更量を抑えることができる。

次に、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、ステップＳ２−３で算出された初期必要リソース数案と、それぞれのリソースの時給とを基に、以下の式（３）によって初期コストを算出する（Ｓ２−６）。

次に、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、所定の終了条件が満たされるかどうかを判別する（Ｓ２−７）。ステップＳ２−７の判別の結果がＮｏの場合、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、Ｓ２−２の初期作業スケジュール案（又は前回のステップＳ２−２”で生成された作業スケジュール変更案）を一部変更して作業スケジュール変更案を生成する（Ｓ２−２”）。その後、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、所定の終了条件が満たされるまでステップＳ２−３、Ｓ２−４、Ｓ２−６、Ｓ２−２”を繰返して、よりコストの低い作業スケジュール案及び必要リソース数案を探索する。

ステップＳ２−７における所定の終了条件とは、必要リソース数が上限を超えない作業スケジュール案が算出された場合に、よりコストが低い作業スケジュール案を算出するための処理を打ち切るための条件である。例えば、ステップの繰り返し回数が所定の数に達した場合、ステップの繰り返しによる計算時間が所定の時間に達した場合、または、ステップＳ２−６で初期リソースコストまたは変更後リソースコストがしきい値以下になった場合に、所定の終了条件が満たされたと判定してもよい。

ステップＳ２−７の判別の結果がＹｅｓである（すなわち終了条件が満たされた）場合、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、作業可能時間帯に全ての工程の作業が終了し、かつ、必要リソース数が上限を超えないいくつかの作業スケジュール案と必要リソース数案との組合せのうち、コスト最小のものを出力して終了する（Ｓ２−８）。

上記のように、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、ステップＳ２−６においてリソースコストを算出し、Ｓ２−２”〜Ｓ２−６を繰返してそのリソースコストを最小化しているが、式（３）の代わりに以下の式（３’）を使用することによって、面積コストも併せて最小化することができる。

ステップＳ２−５又はステップＳ２−８で出力された作業スケジュール案及び必要リソース数案について、図１６のステップＳ１−４以降の処理が実行される。ステップＳ１−４において、必要面積算出部Ｐ１−２は、ステップＳ１−３の作業スケジュール案を採用した場合の各時間帯の仮置き物量をシミュレーションによって算出し、算出した仮置き物量から仮置きエリアの必要面積をエリア毎に算出する。具体的には、ステップＳ１−４における仮置きエリア必要面積は、例えば図１８に示す手順で算出できる。

図１８は、本発明の実施例の必要面積算出部Ｐ１−２が仮置きエリア必要面積を算出する処理を示すフローチャートである。

まず、必要面積算出部Ｐ１−２は、各オーダの各工程の全作業量に対する、各時間帯までに終了した作業量の比率を示す作業終了比率を、式（４）で算出する（ステップＳ３−１）。

次に、必要面積算出部Ｐ１−２は、前工程ｉと後工程ｉ＋１の間の仮置き物量を、式（５ａ）で算出する（ステップＳ３−２）。

ただし、前工程ｉと後工程ｉ＋１の間のオーダｊの仮置き物量（ｔ）は、式（５ｂ）で算出される。

前工程ｉと後工程ｉ＋１の間のオーダｊの仮置き物量（ｔ）＝（オーダｊの前工程ｉの作業終了比率（ｔ）―オーダｊの後工程ｉ＋１の作業終了比率（ｔ））×オーダｊの仮置きエリア通過物量 ・・・（５ｂ）

最後に、必要面積算出部Ｐ１−２は、仮置きエリア面積算出用マスタ情報テーブルＭ１０の情報及びそれに対応する荷姿情報テーブルＭ８の情報を用いて、前工程ｉと後工程ｉ＋１の間の仮置きエリア必要面積を式（６ａ）で算出する（ステップＳ３−３）。ここで、表記の簡単のため省略したが、式（６ａ）における仮置きとは、全て前工程ｉと後工程ｉ＋１の間の仮置きのことである。これによって、時間帯ごとの工程間の仮置きエリア必要面積の最大値がその工程間の仮置きエリア必要面積として計算される。

ただし、Ｔは全作業終了時刻であり、仮置きエリア必要面積（ｔ）は、式（６ｂ）で算出される。

仮置きエリア必要面積（ｔ）＝エリア面積余裕率×f(仮置き物量（ｔ），荷姿の幅，荷姿の奥行き) ・・・（６ｂ）

ただし、ｆは、仮置き物量（ｔ）、荷姿の幅及び荷姿の奥行きを変数とする任意の関数を示す。

以上のステップによって、必要面積算出部Ｐ１−２は、仮置きエリア必要面積を求めることができる。

図１６のステップＳ１−８において、作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、ステップＳ１−５で仮置きエリアから溢れてしまった仮置き物量（すなわちステップＳ１−５で必要面積が所与レイアウトのエリア面積を超えると判定された仮置きエリアの物量）がエリア内に収まるように、作業スケジュール案および必要リソース数案を変更する。この変更は、工程間の仮置き物量が、前後工程の作業量と連動して変化することに着目して行われる。例えば前工程の作業量を減らしたり、後工程の作業量を増やしたりすることによって、仮置き物量を減らすことができる。具体的には、ステップＳ１−８における案の変更は、例えば図１９に示す手順で算出できる。

図１９は、本発明の実施例の作業スケジュール案変更部Ｐ１−４が作業スケジュール案および必要リソース数案を変更する処理を示すフローチャートである。

仮置き物量が溢れている仮置きエリアについて、溢れている時刻ｔはｔ＝τ、前工程は工程ｉ、後工程は工程ｉ＋１であるとする。

まず、作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、調整対象の工程として、前工程または後工程を選ぶ（ステップＳ４−１）。

次に、作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、選択工程について、ｔ＝τが作業可能時間帯に含まれるようなオーダｊを一つ選択する（ステップＳ４−２）。

次に、作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、選択工程のオーダｊのｔ＝τにおける作業量を、選択工程が前工程ならば減らし、後工程ならば増やす（ステップＳ４−３）。ここで、減少量または増加量は、予め定める単位量とする。

上記のようにオーダｊの選択工程の作業量を変更したことで、前工程の作業の終了比率を超えて後工程の作業が終了してしまう（すなわち、前工程の作業が終了していない商品に対する後工程の作業が先に終了するような作業スケジュール案が作成される）場合がある。しかし、現実には、前工程の作業が終了していない商品に対して後工程の作業を行うことはできないため、そのようなスケジュール案は実行不可能である。作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、実行可能なスケジュール案が作成されるように帰納的に前後工程の作業量を調整する。

具体的には、選択工程が前工程ｉである場合は、作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、前工程ｉの作業量減少後の作業終了比率を後工程ｉ＋１の作業終了比率が超えているかどうかを判別し（ステップＳ４−４）、超えていない場合（Ｎｏの場合）は終了し、超えている場合（Ｙｅｓの場合）は、超えないように後工程ｉ＋１の作業終了比率も減少させる（ステップＳ４−５）。作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、これと同様の処理を、さらに後工程ｉ＋２、後工程ｉ＋３、・・・、後工程Ｎ（エンド工程）まで、全ての後工程の作業終了比率が前工程の作業終了比率を超えなくなるまで繰返す。

同様に、選択工程が後工程ｉ＋１である場合は、作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、後工程ｉ＋１の作業量増加後の作業終了比率が前工程ｉの作業終了比率を超えているかどうかを判別し（ステップＳ４−４）、超えていない場合（Ｎｏの場合）は終了し、超えている場合（Ｙｅｓの場合）は、超えないように前工程ｉ―１の作業終了比率も増加させる（ステップＳ４−５）。作業スケジュール案変更部Ｐ１−４は、これと同様の処理を、さらに前工程ｉ―２、前工程ｉ―３、・・・、前工程０（スタート工程）まで、全ての後工程の作業終了比率が前工程の作業終了比率を超えなくなるまで繰返す。

上記手順では、仮置き物量が溢れている時刻について、１つ前の工程の作業量を減らす、または、１つ後の工程の作業量を増やす、といった作業スケジュール変更が行われるが、これは作業スケジュール変更の一例に過ぎず、これ以外の方法で作業スケジュールを変更してもよいことはもちろんである。例えば、同時に前後工程の作業量を調整したり、さらに前の工程またはさらに後の工程にわたって、同時に作業量を減らしたり、増やしたりすることによって作業スケジュールを変更してもよい。また、前の時刻又は後の時刻にわたって、同時に作業量を減らしたり、増やしたりしてもよい。このように同時変更する範囲を広げることは、作業エリアが不足していてリソース数が増やせない、または、オーダの納期に間に合わなくなる、など、前後工程または当該時刻のみの作業量の調整では対応できない問題が生じている場合に有効である。

次に、以上の処理結果の出力例を説明する。

図２０は、本発明の実施例の倉庫設計システムによる立案結果の出力例を示す説明図である。

具体的には、図２０は、図１〜図１９を参照して説明した処理の結果を出力するために、出力部Ｏ１が表示する画面の一例である。この画面例では、作業スケジュール案として各時刻の割付作業量の案がウィンドウＷ１に、必要リソース数案がウィンドウＷ２に、必要面積案がウィンドウＷ３に、そのときのコストがウィンドウＷ４（グラフ表示の例）に、それぞれ表示される。

ウィンドウＷ１に表示された各時刻の割付作業量の案は、ステップＳ１−６（図１６）で出力されたスケジュール案の一例であり、各オーダの各工程に時間帯ごとに割付けられた作業量の表示を含む。これらの作業量は、図１６のＳ２−２で計算された各工程の総工数を各時間帯に割り付けることによって生成され、必要に応じてＳ２−２’又はＳ２−２”で修正されたものである。例えば、ピッキング及び検品等の作業に関する作業量は人数であり、図２０の例では、８：００から８：３０までの時間帯に、オーダ名「Ｏｒｄｅｒ０１」のピッキングには５人割付けられ、同じオーダの検品には一人も割付けられていない。８：３０から９：００までの時間帯に、同じオーダのピッキングと検品に５人ずつが割付けられている。

ウィンドウＷ２に表示された必要リソース数案は、ステップＳ１−６で出力されたリソース数案の一例であり、ウィンドウＷ１に表示された割付作業量に対応する。ここでは、各リソースタイプ及び各シフトの、１日の時間帯ごとに必要となるリソース数の最大値が必要リソース数として表示される。図２０の例では午前シフト及び午後シフトの通常作業者が表示されているが、さらに別の種類の（又は別のシフトの）作業者が含まれてもよいし、ＰＯＳ又はフォークリフトといった機械が含まれてもよい。

ウィンドウＷ３に表示された必要面積案は、ステップＳ１−６で出力されたリソース数案に基づいて、Ｓ１−４で計算された仮置きエリア必要面積案、及び、そのリソース数案に基づいて計算された作業エリア必要面積案を含む。

ウィンドウＷ４に表示されたコストは、ステップＳ１−６で出力されたリソース数案に基づいて計算された全コストである。このコストは、リソース時給情報テーブルＭ６（図８）を参照して、ウィンドウＷ１に表示された各時刻の割付作業量、割付けられたリソースタイプ及びシフトに対応する時給に基づいて計算することができる。

また、式（２）で用いた生産性Ｍ１−２のデータは、搬送工程であれば倉庫レイアウトに依存するため、作業スケジュール案生成部Ｐ１−１は、倉庫レイアウトを用いてエリア間の搬送経路を予測し、その搬送経路の長さと所定の（例えば予めユーザが設定した）搬送速度からエリア間の搬送時間を予測し、その搬送時間から予測した生産性の値を用いても良い。搬送工程の生産性の予測値は、式（７ａ）によって計算される。なお、式（２）と同様に、式（７ａ）には作業単位がパレットである例を示すが、例えばコンテナ、ケース又はロットのような他の作業単位の場合にも同様に計算できる。

搬送工程の生産性の予測値［パレット／ｈｒ］＝１搬送あたりの搬送物量「パレット」÷エリア間搬送時間［ｈｒ］ ・・・（７ａ）

ただし、エリア間搬送時間［ｈｒ］は式（７ｂ）によって計算される。

エリア間搬送時間［ｈｒ］＝搬送経路の長さ［ｍ］÷搬送速度［ｍ／ｈｒ］ ・・・（７ｂ）

倉庫レイアウトにおけるエリア間の最短の搬送経路は、障害物が無い、または、無視できる場合はユークリッド距離またはマンハッタン距離、障害物が無視できない場合はダイクストラ法などで求めればよい。また、倉庫内の各地点において、障害物の有無または制限速度の相違などのために、搬送速度が異なる場合は、各エリアまたは座標毎に搬送速度を個別に設定すればよい。

例えば新しい倉庫のレイアウト案又は既存の倉庫のレイアウト変更案について、上記のように搬送時間も考慮した生産性を計算して図１６〜図１９の処理を行い、その結果に基づいてレイアウト案が変更された場合には、変更後のレイアウト案について再び上記のように搬送時間を考慮した生産性を計算して図１６〜図１９の処理を行うことによって、エリア間の搬送時間が考慮された、より現実的な作業スケジュール案に基づく倉庫のレイアウト案を立案することができる。

なお、制御部Ｐ１が、ステップＳ１−９で、実現可能な作業スケジュールが得られないことを示すエラー出力をする際、以下の情報を併せて出力してもよい。エラー出力の際に出力部Ｏ１が表示する画面の例について、図２１〜図２４を参照して説明する。

図２１は、本発明の実施例の倉庫設計システムによるエリア面積修正案の出力例を示す説明図である。

図２１のウィンドウＷ５には、最も面積の不足量が小さい作業スケジュール案および必要リソース数案、並びに、それらの案が採用された場合の必要面積をエリア面積修正案として表示される。

図２１の例では、各作業エリア及び仮置きエリアごとに、作業スケジュール案および必要リソース数案から計算された必要面積案と、レイアウト上の面積とが表示される。必要面積案は、図２０のウィンドウＷ３に表示されたものと同様である。レイアウト上の面積とは、それぞれのエリアの所与の面積である。例えば、新たな倉庫を設計している段階で、その倉庫の設計データを対象として上記の倉庫設計システムの処理が行われた場合、レイアウト上の面積とは、その時点の倉庫の設計データから得られる各エリアの面積である。さらに、必要面積案がレイアウト上の面積より大きい場合にはその必要面積案が面積修正案として表示されている。

図２２は、本発明の実施例の倉庫設計システムによるエリア融通案の出力例を示す説明図である。

図２２のウィンドウＷ６には、エリアを複数工程で共同利用するようなエリア融通案およびそのエリア必要面積が表示され、ウィンドウＷ７には、融通後の時系列の仮置きの占有状況が表示される。

ここで、エリア融通案を検討するメリットは、面積占有率の高い時間帯がそれぞれ異なる工程間でエリアを共同利用、つまり融通することで、必要面積を低減できることにある。例えば、図２２に示したように、朝に入荷が集中し、夜に出荷が集中するような倉庫の場合、入荷と出荷で利用する仮置きエリアを同一の「入出荷バース」エリアに設定し、その一部を、入荷後の仮置き物量が多い時間帯には入荷後仮置きエリアとして使用し、出荷前の仮置き物量が多い時間帯には出荷前仮置きエリアの一部として使用してもよい。このように、あるエリアを二つの仮置きエリアが共同利用（タイムシェア）することによって、面積占有率を平準化できる。これによって、入荷と出荷それぞれについて仮置きエリアを用意するよりも、大幅に必要面積を低減することができる。

具体的には、ウィンドウＷ６には、例として、入荷した直後の商品が仮置きされる入荷後仮置きエリア、および、出荷のためにトラックに積み込まれるのを待っている商品が仮置きされる出荷前仮置きエリアの融通前の必要面積が表示されている。融通前の必要面積とは、図２０のウィンドウＷ３に表示されるものと同様に、ステップＳ１−６で出力されたリソース数案に基づいて、Ｓ１−４で計算された仮置きエリア必要面積案の値である。図２２の例では、入荷後仮置きエリアおよび出荷前仮置きエリアの融通前の必要面積がそれぞれ２０００および２８００となっているため、両者の合計は４８００となる。しかし、これらの値は、ステップＳ１−４において説明したように、時間帯ごとに計算された必要面積の最大値である。このため、両者の値が最大となる時間帯が異なっていれば、両者の合計値の最大値は単純に両者の最大値を合計した値よりは小さくなる。

例えば、ウィンドウＷ７に示すように、入荷後仮置きエリアの必要面積のピークが午前中から午後の早い時間帯に現れるのに対して、出荷前仮置きエリアの必要面積のピークが午後の遅い時間帯に現れる場合、これらの仮置きエリアをいずれも入出荷バースエリアＬ１に設けて両者間の融通を可能とすることによって、両者の合計の最大値は４８００より小さい値（図２２の例では２８００）となり、これがウィンドウＷ６の融通後の必要面積として表示される。

図２２のような情報を出力することによって、必要面積の低減に有効なエリア間の融通案を提案することができる。

図２３は、本発明の実施例の倉庫設計システムによる不足エリアおよび余剰エリアの出力例を示す説明図である。

図２３のウィンドウＷ８には、面積が不足しているエリアである不足エリア、および、余っているエリアである余剰エリアの一覧表が表示される。図２３の例では、不足エリアとして入出荷バースエリアが、余剰エリアとして検品作業エリアが表示されている。

例えば、レイアウト図上に、不足エリアを赤、余剰エリアを青などに色分けして表示してもよい。そのとき、それぞれの必要面積に対するレイアウト面積の比率である不足率・余剰率に応じて、色の濃淡を変えてもよい。また、レイアウト上で隣接するエリアがそれぞれ不足エリアおよび余剰エリアである場合には、余剰エリアから不足エリアへの置換を推奨する案を出力、および、地図上などで推奨表示してもよい。

図２３のウィンドウＷ９の例では、入出荷バースエリアが不足し、検品作業エリアに余剰があるため、検品作業エリアのうち入出荷バースエリアに隣接する、不足分の面積の領域が、置換推奨エリアとして表示される。

図２４は、本発明の実施例の倉庫設計システムによる作業可能時間帯変更後の各オーダのオーダ受信時刻・トラック出発時刻の出力例を示す説明図である。

図１６〜図１９に示す処理を行った結果、実現可能な作業スケジュール案を作成できなかった場合であっても、いずれかのオーダの受信時刻を前倒しするか、トラックの出発時刻を後ろ倒しすることによって、作業が行われる時間帯が変動し、それによって実現可能な作業スケジュール案が作成できる場合がある。

このため、制御部Ｐ１は、少なくとも一つのオーダの受信時刻の前倒し、または、少なくとも一つのオーダのトラック出発時刻の後ろ倒しの少なくともいずれかを行ったオーダの変更案を作成し、その変更案に基づいて図１６〜図１９のフローを実行し、与えられたエリア面積で実現可能な作業スケジュールが得られた場合に、作業スケジュール、および、各オーダのオーダ受信時刻・トラック出発時刻を出力する。

図２４のウィンドウＷ１０には、オーダの変更案に基づいて、与えられたエリア面積で実現可能な作業スケジュールが得られた場合の、各オーダの変更前の受信時刻、変更前の出発時刻、変更後の受信時刻案及び変更後の出発時刻案が表示される。ユーザ（すなわち倉庫の設計者）は、このような変更案を倉庫の利用者に提示し、受け入れられた場合にはそれによって倉庫のレイアウト変更を省略することができる。

以上の方式を組み合わせると、例えば図２５のようなユーザインタフェースが提供される。

図２５は、本発明の実施例の倉庫設計システムが提供するユーザインタフェース例の説明図である。

具体的には、図２５には、出力部Ｏ１によって出力される画面の例を示す。ユーザが入力部Ｉ１を操作して画面上の表示に応じた種々の情報を入力すると、その結果が表示に反映される。

例えば、ユーザが図２５に示すユーザインタフェース上で倉庫レイアウトを設計すると、その結果を示すレイアウト図がウィンドウＷ１１に表示される。このレイアウトに従って、制御部Ｐ１は、バックグラウンド処理で式（７ａ）および式（７ｂ）によって搬送工程の生産性の予測値を計算し、同じくバックグラウンド処理でその生産性の予測値を用いて図１６のフローで作業スケジュールを立案する。これによって、ユーザの設計した倉庫レイアウトの各エリア面積が必要面積を充足しているかどうか、および、その時点でのコストをリアルタイム評価し、充足状況（図２５のウィンドウＷ１２）、融通案および不足／余剰状況（図２５のウィンドウＷ１３）を表またはレイアウト図上で可視化表示したり、コストを表示（図２５のウィンドウＷ１４）したりすることができる。

この例において、ウィンドウＷ１３及びＷ１４は、それぞれ、図２３のウィンドウＷ９及び図２０のウィンドウＷ４に示したものと同様である。ウィンドウＷ１２には、図２１のウィンドウＷ５と同様の必要面積案及びレイアウト上の面積に加えて、レイアウト上の面積の余剰量又は不足量を示す充足状況が表示される。

ユーザは、上記のように可視化表示された結果を参照して、レイアウト案を修正することができる。例えば、検品作業エリアの置換推奨エリアを入出荷バースエリアに加える修正をユーザインタフェース上で入力した場合、その修正が加えられたレイアウト図がウィンドウＷ１１に表示される。さらに、修正されたレイアウトに従って、制御部Ｐ１は、バックグラウンド処理で式（７ａ）および式（７ｂ）によって搬送工程の生産性の予測値を更新し、同じくバックグラウンド処理でその更新した生産性の予測値を用いて図１６のフローで新たな作業スケジュールを立案し、それに基づいて更新されたウィンドウＷ１２〜Ｗ１４を出力することができる。

上記の処理は、新しい倉庫を設計する場合だけでなく、既存の倉庫のレイアウトを変更する場合にも行うことができる。

以上のように、本発明の実施例の倉庫設計システムは、納期を満足し、リソースが作業エリアに収まり、かつリソースコスト最小の作業スケジュール案を生成し、その案を実施したときの仮置き物量をシミュレーションによって算出し、仮置き物量を収めるのに必要な面積を算出する。与えられたレイアウトの面積が必要面積を下回る場合は、仮置き物量がエリアに収まるように作業スケジュールを調整し、再評価する。その結果、納期を満足し、かつ、リソースと仮置き物量がそれぞれ作業エリアと仮置きエリアに収まり、かつ、リソースコスト最小の作業スケジュールを立案できる。そして、そのような作業スケジュールを立案できない場合には、立案できるようにレイアウトを変更することによって、適切なレイアウトを持った倉庫を設計することができる。

上記の実施例では、物流倉庫の出荷作業に本発明を適用する例を示したが、本発明は、搬入された物品に対する複数工程があり、その工程間に物品の仮置きが発生し、全ての工程が終了した物品が搬出されるような一般の倉庫、工場、港湾施設などといった種々の施設に幅広く適用することができる。例えば、オーダの受信時刻とトラック出発時刻をそれぞれ、工場への投入日と納期日とすることで、仮置きエリア面積に制限のあるような工場の生産スケジュール立案業務に本発明を適用することができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した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、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、そ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ってハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、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、実行することによっ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、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。

また、図面には、実施例を説明するために必要と考えられる制御線及び情報線を示しており、必ずしも、本発明が適用された実際の製品に含まれる全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

Claims (15)

1. 搬入された物品に対して複数の工程の作業を行った後に搬出する倉庫を設計する倉庫設計システムであって、
   前記倉庫は、各工程の作業が行われる作業エリアと、工程間の物品が仮置きされる仮置きエリアと、を含む複数のエリアを有し、
   前記倉庫設計システムは、制御部と、前記制御部に接続された記憶部と、を有し、
   前記記憶部は、
   物品に対する前記各工程の作業量を示す作業量情報と、
   前記複数の工程の作業可能時間帯を示す期間情報と、
   前記複数の工程の実行順序を示す工程前後関係情報と、
   前記各エリアの面積を示すレイアウト情報と、
   前記各工程で利用されるリソースの種類及び種類ごとの前記リソースの占有面積を示すリソースタイプ情報と、
   前記物品の占有面積を示す荷姿情報と、を保持し、
   前記制御部は、
   前記作業量情報によって示される前記複数の工程の全ての作業が、前記期間情報によって示される作業可能時間帯に行われ、かつ、前記リソースタイプ情報及び前記レイアウト情報に基づいて前記各工程で利用されるリソースが前記各工程の作業エリアに収容可能と判定される作業スケジュール案及び必要リソース量案を作成し、
   前記作業スケジュール案、前記工程前後関係情報、前記荷姿情報及び前記レイアウト情報に基づいて、前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容可能か否かを判定し、
   前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容不可能である場合、前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案を変更し、
   前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容可能である場合、前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案を出力することを特徴とする倉庫設計システム。
2. 請求項１に記載の倉庫設計システムであって、
   前記作業スケジュール案は、前記各工程の時間帯ごとの作業量を示す情報を含み、
   前記制御部は、
   前記作業スケジュール案に基づいて、時間帯ごとに、前記各工程の全作業のうち終了した作業の比率を示す作業終了比率を計算し、
   前記時間帯ごとの前記各工程の作業終了比率及び前記工程前後関係情報に基づいて、時間帯ごとに工程間で仮置きされる物品の量を計算し、
   前記時間帯ごとに工程間で仮置きされる物品の量及び前記荷姿情報に基づいて、時間帯ごとの前記工程間の仮置きエリアの必要面積を計算し、
   前記時間帯ごとの工程間の仮置きエリアの必要面積の最大値が前記レイアウト情報に基づく仮置きエリアの面積を超える場合、前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容不可能であると判定することを特徴とする倉庫設計システム。
3. 請求項２に記載の倉庫設計システムであって、
   前記制御部は、前記工程間の仮置きエリアの必要面積が前記レイアウト情報に基づく仮置きエリアの面積を超える時間帯における、当該仮置きエリアの前工程の作業量を減少、又は、当該仮置きエリアの後工程の作業量を増加させることによって、前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案を変更することを特徴とする倉庫設計システム。
4. 請求項３に記載の倉庫設計システムであって、
   前記制御部は、
   当該前工程の作業量を減少させることによって、当該時間帯における当該後工程の作業終了比率が当該前工程の作業終了比率を超える場合、当該後工程の作業終了比率が当該前工程の作業終了比率を超えないように、当該後工程の作業量を減少させ、
   当該後工程の作業量を増加させることによって、当該時間帯における当該後工程の作業終了比率が当該前工程の作業終了比率を超える場合、当該後工程の作業終了比率が当該前工程の作業終了比率を超えないように、当該前工程の作業量を増加させることを特徴とする倉庫設計システム。
5. 請求項１に記載の倉庫設計システムであって、
   前記記憶部は、各種類の各シフトの前記リソースの稼働時間帯を示すシフト情報をさらに保持し、
   前記制御部は、
   各時間帯に稼働しているリソースが利用されるように前記各工程の作業量を前記各時間帯に割り付けることによって、前記作業スケジュール案を作成し、
   前記作業スケジュール案に基づいて、各時間帯に利用されるリソースのための作業エリアの必要面積を計算し、
   前記計算された作業エリアの必要面積が前記レイアウト情報に基づく作業エリアの面積を超える場合、前記各工程で利用されるリソースが前記各工程の作業エリアに収容不可能であると判定して、前記作業スケジュール案を変更し、
   前記計算された作業エリアの必要面積が前記レイアウト情報に基づく作業エリアの面積を超えない場合、前記各工程で利用されるリソースが前記各工程の作業エリアに収容可能であると判定することを特徴とする倉庫設計システム。
6. 請求項５に記載の倉庫設計システムであって、
   前記制御部は、
   前記各工程で利用されるリソースが前記各工程の作業エリアに収容可能と判定される作業スケジュール案及び必要リソース量案が作成される前に、所定の終了条件が満たされた場合、それまでに得られた複数の作業スケジュール案及び必要リソース量案のうち、作業エリアの不足量が最も小さい作業スケジュール案及び必要リソース量案を出力し、さらに、出力した作業スケジュール案及び必要リソース量案に対応する作業エリアの必要面積を出力することを特徴とする倉庫設計システム。
7. 請求項６に記載の倉庫設計システムであって、
   前記制御部は、前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容可能であると判定される前に、所定の終了条件が満たされた場合、それまでに得られた複数の作業スケジュール案及び必要リソース量案のうち、仮置きエリアの不足量が最も小さい作業スケジュール案及び必要リソース量案を出力し、さらに、出力した作業スケジュール案及び必要リソース量案に対応する仮置きエリアの必要面積を出力することを特徴とする倉庫設計システム。
8. 請求項７に記載の倉庫設計システムであって、
   前記複数のエリアは、第１エリア及び第２エリアを含み、
   前記制御部は、前記第１エリアの必要面積と前記第２エリアの必要面積との時間帯ごとの合計値の最大値が、時間帯ごとの前記第１エリアの必要面積の最大値と時間帯ごとの前記第２エリアの必要面積の最大値との合計値より小さい場合、前記第１エリアの必要面積と前記第２エリアの必要面積との時間帯ごとの合計値の最大値を、前記第１エリア及び前記第２エリアの少なくとも一部が共同利用された場合の必要面積として出力することを特徴とする倉庫設計システム。
9. 請求項７に記載の倉庫設計システムであって、
   前記制御部は、前記各エリアの必要面積と前記レイアウト情報に含まれる前記各エリアの面積とに基づいて前記各エリアの余剰量又は不足量を計算し、その結果を出力することを特徴とする倉庫設計システム。
10. 請求項９に記載の倉庫設計システムであって、
    前記制御部に接続され、画像を出力する出力部をさらに有し、
    前記レイアウト情報は、前記倉庫内の前記各エリアの配置を示す情報を含み、
    前記制御部は、前記各エリアの配置を示す情報と、前記各エリアの余剰量又は不足量の有無を示す情報と、余剰量のあるエリアの余剰分の少なくとも一部を不足量があるエリアの一部に置換する置換推奨エリアとして示す情報と、を含むレイアウト図を前記出力部に出力させることを特徴とする倉庫設計システム。
11. 請求項９に記載の倉庫設計システムであって、
    前記制御部は、
    前記複数のエリアのいずれかが不足する場合、前記期間情報に含まれる前記作業可能時間帯を変更し、
    変更した前記期間情報に基づいて、前記エリアの不足が解消された場合、前記変更した期間情報を出力することを特徴とする倉庫設計システム。
12. 請求項１に記載の倉庫設計システムであって、
    前記記憶部は、前記各工程における作業の生産性を示す情報と、前記各工程における作業対象の量を示す情報と、をさらに保持し、
    前記レイアウト情報は、前記倉庫内の前記各エリアの配置を示す情報を含み、
    前記制御部は、
    前記生産性及び前記作業対象の量に基づいて、前記各工程における作業量を計算し、
    いずれかの前記工程の作業が前記エリア間の物品の搬送を含む場合、前記レイアウト情報に基づいて前記エリア間の前記物品の搬送経路を予測し、前記予測した搬送経路と所定の搬送速度とに基づいて前記エリア間の搬送時間を計算し、前記搬送時間に基づいて計算した前記生産性に基づいて、前記各工程における作業量を計算することを特徴とする倉庫設計システム。
13. 請求項１２に記載の倉庫設計システムであって、
    前記制御部は、前記レイアウト情報に含まれる前記倉庫内の各エリアの面積又は前記各エリアの配置の少なくとも一方が変更された場合、変更された前記レイアウト情報に基づいて前記エリア間の前記物品の搬送経路を予測し、前記予測した搬送経路と所定の搬送速度とに基づいて前記エリア間の搬送時間を計算し、前記搬送時間に基づいて計算した前記生産性に基づいて、前記各工程における作業量を変更し、
    変更した前記作業量に基づいて、前記複数の工程の全ての作業が、前記期間情報によって示される作業可能時間帯に行われ、かつ、前記リソースタイプ情報及び前記レイアウト情報に基づいて前記各工程で利用されるリソースが前記各工程の作業エリアに収容可能と判定される作業スケジュール案及び必要リソース量案を作成し、
    前記作業スケジュール案、前記工程前後関係情報、前記荷姿情報及び前記レイアウト情報に基づいて、前記工程間で仮置きされる物品が前記工程間の仮置きエリアに収容可能か否かを判定することを特徴とする倉庫設計システム。
14. 請求項１に記載の倉庫設計システムであって、
    前記記憶部は、
    各種類の各シフトの前記リソースの稼働時間帯を示すシフト情報と、
    前記リソースの種類と前記リソースのシフトとの組合せに対応する前記リソースのコスト単価を示すリソースコスト情報と、をさらに保持し、
    前記制御部は、
    前記各工程の時間帯ごとの作業量を示す情報を含む前記作業スケジュール案の複数の候補を作成し、
    前記各工程で利用される種類のリソースであって、前記各時間帯に稼働している最もコスト単価の低いシフトのリソースを割り付けることによって、前記作業スケジュール案の各候補に対応する前記必要リソース量案の候補を作成し、
    前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案の複数の候補のうち、前記リソースコスト情報に基づいて計算される総コストが最小となるものを、前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案として作成することを特徴とする倉庫設計システム。
15. 請求項１４に記載の倉庫設計システムであって、
    前記記憶部は、前記各エリアの単価を示すエリア情報をさらに保持し、
    前記制御部は、前記複数の候補のうち、前記リソースコスト情報及び前記エリア情報に基づいて計算される総コストが最小のものを、前記作業スケジュール案及び前記必要リソース量案として作成することを特徴とする倉庫設計システム。

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