KR101673089B1

KR101673089B1 - 고속 자동 피킹 시스템 및 그 토출 구역 운영 방법

Info

Publication number: KR101673089B1
Application number: KR1020150104591A
Authority: KR
Inventors: 장윤석; 최현철; 김우람; 김남욱; 정동명
Original assignee: 한국항공대학교산학협력단
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2016-11-04

Abstract

본 발명은 화물 작업 처리량을 개선하기 위해 상위 시스템으로부터 요청된 피킹 작업의 화물 수량에 대해 임계 수량을 고려한 토출 구역의 길이를 조정하거나, 임계 수량을 고려해 컨베이어를 잠시 정지시켜 토출함으로써 시스템 처리 시간 및 피킹 에러를 개선할 수 있도록 하는 고속 자동 피킹 시스템 및 그 토출 구역 운영 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고속 자동 피킹 시스템은, 컨베이어를 통해 화물을 이송하는 컨베이어 장치; 상기 컨베이어에 화물을 토출하는 토출 장치; 상기 화물의 피킹 오더(Picking Order)와, 상기 피킹 오더에 따른 오더 처리 구역(Picking-oder Zone), 최대 피킹 수량, 임계 수량(Marginal Point), 토출 구역(Ejecting Zone) 및 토출 수량을 데이터로 저장하고 있는 피킹정보 데이터베이스; 및 상기 컨베이어에 대해, 상기 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone) 또는 상기 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 화물이 토출되도록 상기 토출 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고속 자동 피킹 시스템 및 그 토출 구역 운영 방법{High speed picking system, and ejecting area operating method thereof}

본 발명은 제약 및 화장품 물류센터에서 주로 사용하는 고속 자동 피킹 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 화물 작업 처리량을 개선하기 위해 상위 시스템으로부터 요청된 피킹 작업의 화물 수량에 대해 임계 수량을 고려한 토출 구역의 길이를 조정하거나, 임계 수량을 고려해 컨베이어를 잠시 정지시켜 토출함으로써 시스템 처리 시간 및 피킹 에러를 개선할 수 있도록 하는 고속 자동 피킹 시스템 및 그 토출 구역 운영 방법에 관한 것이다.

일반적으로 물류에 있어서 각종 물품의 배송센터나 물류센터 등에서는, 지정 물품의 집품(集品)이나 분류 작업이 행하여진다. 예를 들면 배송센터에서는, 고객의 주문에 따른 물품을 피킹(Picking)하여 집품 용기인 컨테이너 등에 수납하는 픽킹 작업이 행하여진다.

이러한 피킹 작업의 기본적인 형태는, 예를 들면 벨트 컨베이어 등의 이동 방향을 따라 복수의 작업 영역으로 구획하고, 각 작업 영역에는 다른 작업 영역과는 다른 종류의 물품을 수납한 수납선반을 배치하는 동시에, 각 작업 영역의 전속 작업자를 배치하고, 피킹 지시에 의거하여 각 작업자가 배치된 자신의 작업 영역의 수납선반으로부터 지시된 물품을 피킹하며, 벨트 컨베이어에 의해 반송되어 오는 집품 용기에 수납하는 작업을 행하는 것이다.

그러나, 상술한 바와 같은 기본적인 피킹 작업에서는, 작업자가 집품 용기나 물품을 착오하거나, 물품을 수납하지 않는 중에 집품 용기가 반송되거나 하는 등의 트러블이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 물품의 수납 착오 등의 불량을 해소할 수 있도록, 지금까지 각종의 픽킹 설비가 제안되어 이용되고 있다.

현재 상용화 되어 있는 대부분의 고속 자동 피킹 시스템에서는 토출 구역(Ejection zone)의 운영에 대해 피킹 작업의 화물 수량을 고려하지 않고 운영되고 있다. 화물 수량을 고려하지 않기 때문에 사전에 지정된 토출 구역을 벗어나 토출되어 피킹 에러가 발생하거나, 이송 컨베이어를 무작위로 정지시키고 처리함에 따라 시스템의 처리 시간이 증가되는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 제10-2013-0139353호(공개일 : 2013년12월20일)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 화물 작업 처리량을 개선하기 위해 상위 시스템으로부터 요청된 피킹 작업의 화물 수량에 대해 임계 수량을 고려한 토출 구역의 길이를 조정하거나, 임계 수량을 고려해 컨베이어를 잠시 정지시켜 토출함으로써 시스템 처리 시간 및 피킹 에러를 개선할 수 있도록 하는 고속 자동 피킹 시스템 및 그 토출 구역 운영 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고속 자동 피킹 시스템은, 컨베이어를 통해 화물을 이송하는 컨베이어 장치; 상기 컨베이어에 화물을 토출하는 토출 장치; 상기 화물의 피킹 오더(Picking Order)와, 상기 피킹 오더에 따른 오더 처리 구역(Picking-oder Zone), 최대 피킹 수량, 임계 수량(Marginal Point), 토출 구역(Ejecting Zone) 및 토출 수량을 데이터로 저장하고 있는 피킹정보 데이터베이스; 및 상기 컨베이어에 대해, 상기 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone) 또는 상기 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 화물이 토출되도록 상기 토출 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제2 토출 구역에 화물이 토출되도록 상기 컨베이어의 이송 정지 없이 운영하다가, 상기 피킹 오더의 최대 피킹 수량이 증가되어 상기 제2 토출 구역의 토출 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에, 상기 제2 토출 구역에 상기 화물을 임계 수량 만큼 토출하고, 상기 컨베이어를 이송해 상기 제2 토출 구역의 끝점(End Point)에서 남은 잔여 수량만큼 상기 화물이 토출되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 컨베이어 장치는, 모터의 회전에 따라 상기 컨베이어를 이동시키고, 상기 제어부는 상기 모터의 회전 각도나 회전수에 따라 상기 컨베이어의 토출 구역을 설정할 수 있다.

또한, 상기 임계 수량은, 상기 컨베이어의 이동 속도와 상기 토출 장치의 화물 토출 속도의 차이에 근거해 상기 토출 구역의 길이에 따라 상기 컨베이어가 정지하지 않고 이동되면서 상기 토출 장치에서 토출이 가능한 최대 수량이라 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 오더 처리 구역의 길이(PZ)에 대해 다음 수학식에 따라 버퍼 구역의 길이(Bf)와 낙허 버퍼 구역의 길이(Fb), 토출 구역의 길이(EZ)를 이용하여 설정할 수 있다.

여기서, PZ는 오더 처리 구역(Picking-oder Zone)의 길이를 나타내고, Bf는 상기 피킹 오더 간의 혼입을 예방하고 구분하기 위한 버퍼(Buffer) 구역의 길이를 나타내며, Fb는 상기 컨베이어가 구동되고 상기 피킹 오더의 마지막 화물이 토출되었을 때 떨어지는 지점과 토출 지점의 차이인 낙하 버퍼(Falling buffer) 구역의 길이를 나타내며, EZ는 상기 토출 장치의 토출 가능한 토출 구역(Ejecting Zone)의 길이를 나타낸다.

그리고, 상기 제어부는, 상기 토출 구역의 길이(EZ)에 대해 다음 수학식에 따라 토출동작 사이의 시간 차(DT)와 임계 수량(MP), 컨베이어의 속도(CS)를 이용하여 선정할 수 있다.

여기서, EZ는 토출 구역의 길이를 나타내고, DT는 각 화물의 토출 동작 사이의 시간 차(DT:Differential Time)를 나타내며, MP는 임계 수량(Marginal Point)을 나타내며, CS는 컨베이어의 속도(Conveyer Speed)를 나타낸다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법은, 화물의 피킹 오더(Picking Order)와, 상기 피킹 오더에 따른 오더 처리 구역(Picking-oder Zone), 피킹 수량, 임계 수량(Marginal Point), 토출 구역(Ejecting Zone) 및 토출 수량을 데이터로 저장하고 있는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법으로서, (a) 상기 피킹 오더에 따라 각 토출 구역의 길이를 조회하는 단계; (b) 상기 각 토출 구역의 피킹 수량을 조회하는 단계; (c) 상기 조회된 각 토출 구역의 길이에 따른 임계 수량에 근거해 피킹 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에 상기 각 토출 구역의 길이를 조정하는 단계; 및 (d) 상기 컨베이어를 이송시키면서 상기 길이가 조정된 토출 구역에 화물을 토출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 컨베이어를 이송하면서, 상기 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone) 또는 상기 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 상기 화물을 토출시키게 된다.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 제2 토출 구역에 화물이 토출되도록 상기 컨베이어의 이송 정지 없이 운영하다가, 상기 피킹 오더의 최대 피킹 수량이 증가되어 상기 제2 토출 구역의 토출 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에, 상기 제2 토출 구역에 상기 화물을 임계 수량 만큼 토출하고, 상기 컨베이어를 이송해 상기 제2 토출 구역의 끝점(End Point)에서 남은 잔여 수량만큼 상기 화물을 토출시키게 된다.

여기서, 상기 임계 수량은, 상기 컨베이어의 이동 속도와 상기 토출 장치의 화물 토출 속도의 차이에 근거해 상기 토출 구역의 길이에 따라 상기 컨베이어가 정지하지 않고 이동되면서 상기 토출 장치에서 토출이 가능한 최대 수량이라 할 수 있다.

또한, 상기 오더 처리 구역의 길이(PZ)는 다음 수학식에 따라 버퍼 구역의 길이(Bf)와 낙허 버퍼 구역의 길이(Fb), 토출 구역의 길이(EZ)를 이용하여 설정할 수 있다.

그리고, 상기 토출 구역의 길이(EZ)는, 다음 수학식에 따라 토출동작 사이의 시간 차(DT)와 임계 수량(MP), 컨베이어의 속도(CS)를 이용하여 설정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 제약 및 화장품 물류센터에서 주로 사용하는 고속 자동 피킹 시스템에서 피킹 작업의 화물 임계 수량을 고려해 토출 구역의 길이를 조정하거나, 토출 시간을 조정함으로써 시스템 처리 시간 및 피킹 에러를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고속 자동 피킹 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 피킹 오더 별로 설정된 컨베이어 상의 오더 처리 구역을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오더 처리 구역의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone)에 토출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 토출하는 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone)의 운영과 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)의 운영을 결합한 하이브리드 토출 구역(Hybrid ejecting zone)으로 운영하는 예를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고속 자동 피킹 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고속 자동 피킹 시스템(100)은, 컨베이어 장치(110), 토출 장치(120), 제어부(130) 및 피킹정보 데이터베이스(140)를 포함한다.

컨베이어 장치(110)는 컨베이어를 통해 화물을 이송한다.

토출 장치(120)는 피킹 오더(Picking Order)에 의한 제어부(130)의 제어에 따라 컨베이어에 화물을 토출한다.

제어부(130)는 컨베이어에 대해, 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone) 또는 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 화물이 토출되도록 토출 장치를 제어한다.

여기서, 임계 수량은, 컨베이어의 이동 속도와 토출 장치의 화물 토출 속도의 차이에 근거해 토출 구역의 길이에 따라 컨베이어가 정지하지 않고 이동되면서 토출 장치에서 토출이 가능한 최대 수량이다.

피킹정보 데이터베이스(140)는 화물의 피킹 오더(Picking Order)와, 피킹 오더에 따른 오더 처리 구역(Picking-oder Zone), 최대 피킹 수량, 임계 수량(Marginal Point), 토출 구역(Ejecting Zone) 및 토출 수량을 데이터로 저장하고 있다.

또한, 제어부(130)는, 제2 토출 구역에 화물이 토출되도록 컨베이어의 이송 정지 없이 운영하다가, 피킹 오더의 최대 피킹 수량이 증가되어 제2 토출 구역의 토출 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에, 제2 토출 구역에 화물을 임계 수량 만큼 토출하고, 컨베이어를 이송해 제2 토출 구역의 끝점(End Point)에서 남은 잔여 수량만큼 화물이 토출되도록 제어할 수 있다.

또한, 컨베이어 장치(110)는, 모터의 회전에 따라 컨베이어를 이동시키고, 제어부(130)는 모터의 회전 각도나 회전수를 제어하여 컨베이어의 토출 구역을 설정할 수 있다.

또한, 제어부(130)는, 오더 처리 구역의 길이(PZ)에 대해 다음 수학식1에 따라 버퍼 구역의 길이(Bf)와 낙허 버퍼 구역의 길이(Fb), 토출 구역의 길이(EZ)를 이용하여 설정할 수 있다.

여기서, PZ는 오더 처리 구역(Picking-oder Zone)의 길이를 나타내고, Bf는 피킹 오더 간의 혼입을 예방하고 구분하기 위한 버퍼(Buffer) 구역의 길이를 나타내며, Fb는 컨베이어가 구동되고 피킹 오더의 마지막 화물이 토출되었을 때 떨어지는 지점과 토출 지점의 차이인 낙하 버퍼(Falling buffer) 구역의 길이를 나타내며, EZ는 토출 장치의 토출 가능한 토출 구역(Ejecting Zone)의 길이를 나타낸다.

그리고, 제어부(130)는, 토출 구역의 길이(EZ)에 대해 다음 수학식2에 따라 토출동작 사이의 시간 차(DT)와 임계 수량(MP), 컨베이어의 속도(CS)를 이용하여 선정할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 고속 자동 피킹 시스템(100)은, 먼저 피킹정보 데이터베이스(140)에 화물의 피킹 오더(Picking Order)와, 피킹 오더에 따른 오더 처리 구역(Picking-oder Zone), 피킹 수량, 임계 수량(Marginal Point), 토출 구역(Ejecting Zone) 및 토출 수량을 데이터로 저장하고 있다.

도 2를 참조하면, 고속 자동 피킹 시스템(100)에서, 제어부(130)는 피킹 오더에 따라 각 토출 구역의 길이를 조회한다(S210).

즉, 제어부(150)는 피킹정보 데이터베이스(140)로부터 피킹 오더에 따른 각 토출 구역의 길이를 조회하는 것이다.

이때, 화물을 이송하는 컨베이어에 대해, 피킹 오더 별로 토출 가능한 구역으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 피킹 오더 별 오더 처리 구역(Picking-oder Zone)이 설정되어 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 피킹 오더 별로 설정된 컨베이어 상의 오더 처리 구역을 나타낸 도면이다.

또한, 오더 처리 구역은 도 4에 도시된 바와 같이 피킹 오더 간의 혼입을 예방하고 구분하기 위한 버퍼(Buffer) 구역(Bf)과, 컨베이어가 구동되고 피킹 오더의 마지막 화물이 토출되었을 때 떨어지는 지점과 토출 지점의 차이인 낙하 버퍼(Falling buffer) 구역(Fb), 토출 장치의 토출 가능한 토출 구역(Ejecting Zone)(EZ)으로 구성된다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오더 처리 구역의 구성 예를 나타낸 도면이다.

따라서, 제어부(130)는 오더 처리 구역의 길이(PZ)에 대해 수학식1에 따라 버퍼 구역의 길이(Bf)와 낙허 버퍼 구역의 길이(Fb), 토출 구역의 길이(EZ)를 이용하여 설정할 수 있다.

이어, 제어부(130)는 각 토출 구역의 피킹 수량을 조회한다(S220).

즉, 제어부(150)는 피킹정보 데이터베이스(140)로부터 피킹 오더에 따른 각 토출 구역의 피킹 수량을 조회하는 것이다.

이어, 제어부(130)는 조회된 각 토출 구역의 길이에 따른 임계 수량에 근거해 피킹 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에 각 토출 구역의 길이를 조정한다(S230).

이때, 제어부(130)는 토출 구역의 길이(EZ)에 대해, 수학식2에 따라 토출동작 사이의 시간 차(DT)와 임계 수량(MP), 컨베이어의 속도(CS)를 이용하여 설정할 수 있다.

예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone)에 토출하는 경우에, 제1 피킹 오더(Picking oder No.1)에 따라 SKU A의 피킹 수량이 7 개이고, SKU B의 피킹 수량이 10 개이며, 임계 수량이 10 개이면, 제어부(130)는 해당 토출 구역의 길이(EZ)에 대해 임계 수량 10 개에 적합하게 10 개로 설정하는 것이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone)에 토출하는 예를 나타낸 도면이다. 도 5에서, 임계 수량(MP)이 10 개이고, 각 화물의 토출 동작 사이의 시간 차(DT)가 0.3초이고, 컨베이어의 속도(CS)가 0.5 m/s이면, 제어부(130)는 토출 구역이 길이(EZ)에 대해 수학식2에 따라 0.3초ㅧ(10-1)ㅧ0.5 m/s로 산출하여 1.35 m로 설정하는 것이다. 이때, 모터의 1 회전 시 컨베이어가 0.2 m를 이동하는 경우에, 제1 토출 구역의 길이(EZ)가 1.35 m이므로, 제어부(130)는 제1 토출 구역에 대해 모터가 6.75 회전하도록 컨베이어 장치(110)를 제어하는 것이다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 토출하는 경우에, 제2 피킹 오더(Picking order No.2)에 따라 SKU A의 피킹 수량이 4 개이고, SKU B의 피킹 수량이 14 개이며, 임계 수량이 9 개이면, 제어부(130)는 각 화물의 토출 동작 사이의 시간 차(DT)가 0.3초이고, 컨베이어의 속도(CS)가 0.5 m/s인 경우, 토출 구역이 길이(EZ)에 대해 수학식2에 따라 0.3초ㅧ(9-1)ㅧ0.5 m/s로 산출하여 1.2 m로 설정하는 것이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 토출하는 예를 나타낸 도면이다. 이때, 컨베이어에 연결된 모터의 1 회전 시 컨베이어가 0.2 m를 이동하는 경우에, 제어부(130)는 제2 토출 구역에 대해 모터가 6 회전하도록 컨베이어 장치(110)를 제어하는 것이다.

이어, 제어부(130)는 컨베이어를 이송시키면서 길이가 조정된 토출 구역에 화물을 토출시킨다(S240).

즉, 제어부(130)는 컨베이어를 이송하면서, 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone) 또는 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 화물을 토출시키게 된다.

또한, 제어부(130)는 제2 토출 구역에 화물이 토출되도록 컨베이어의 이송 정지 없이 운영하다가, 피킹 오더의 최대 피킹 수량이 증가되어 제2 토출 구역의 토출 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에, 제2 토출 구역에 화물을 임계 수량 만큼 토출하고, 컨베이어를 이송해 제2 토출 구역의 끝점(End Point)에서 남은 잔여 수량만큼 화물을 토출시키게 된다.

예를 들면, 도 6에서, 제2 피킹 오더(Picking order No.2)에 따라 SKU A의 화물과 SKU B의 화물을 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 토출할 때, SKU A의 피킹 수량 4 개는 임계 수량 9 개를 초과하지 않기 때문에 컨베이어를 정지하지 않고 토출 구역에 토출하고, SKU B의 경우 피킹 수량이 14 개로서 임계 수량 9 개보다 5 개가 초과되므로, 임계 수량 9 개만큼 SKU B의 화물을 토출 구역에 컨베이어의 정지 없이 토출하다가 토출 구역(EZ)의 끝단에서 컨베이어를 정지한 후 나머지 5 개의 화물을 토출하는 것이다.

따라서, 피킹 오더에 따라 화물을 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 토출하게 됨으로써, 피킹 수량이 임계 수량을 초과하는 피킹 오더가 많을수록 컨베이어의 정지 횟수가 증가하는 것을 줄일 수 있고, 특정 피킹 오더의 피킹 수량이 높아질수록 컨베이어의 정지 시간이 증가하는 것고 토출 구역의 길이가 길어지는 것을 예방할 수 있다.

그리고, 화물의 피킹 작업 시에 처리 시간을 단축시킬 수 있으며, 피킹 에러를 개선할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예의 경우에 도 7에 도시된 바와 같이 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone)의 운영과 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)의 운영을 결합한 하이브리드 토출 구역(Hybrid ejecting zone)으로 운영할 수 있다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone)의 운영과 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)의 운영을 결합한 하이브리드 토출 구역(Hybrid ejecting zone)으로 운영하는 예를 나타낸 도면이다. 즉, 특정 피킹 오더의 최대 피킹 수량에 맞게 임계 수량을 설정하여 컨베이어의 정지 없이 운영(Unequal ejecting zone)하다가, 특정 피킹 오더의 최대 피킹 수량이 높게 요구되어 토출 구역의 길이(EZ)가 길어지는 경우에, 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)의 운영과 같이 임계 수량을 초과하는 수량만큼 컨베이어를 정지한 후 토출하는 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 화물 작업 처리량을 개선하기 위해 상위 시스템으로부터 요청된 피킹 작업의 화물 수량에 대해 임계 수량을 고려한 토출 구역의 길이를 조정하거나, 임계 수량을 고려해 컨베이어를 잠시 정지시켜 토출함으로써 시스템 처리 시간 및 피킹 에러를 개선할 수 있도록 하는 고속 자동 피킹 시스템 및 그 토출 구역 운영 방법을 실현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 고속 자동 피킹 시스템 110 : 컨베이어 장치
120 : 토출 장치 130 : 제어부
140 : 피킹정보 데이터베이스

Claims

컨베이어를 통해 화물을 이송하는 컨베이어 장치;
상기 컨베이어에 화물을 토출하는 토출 장치;
상기 화물의 피킹 오더(Picking Order)와, 상기 피킹 오더에 따른 오더 처리 구역(Picking-oder Zone), 최대 피킹 수량, 임계 수량(Marginal Point), 토출 구역(Ejecting Zone) 및 토출 수량을 데이터로 저장하고 있는 피킹정보 데이터베이스; 및
상기 컨베이어에 대해, 상기 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone) 또는 상기 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 화물이 토출되도록 상기 토출 장치를 제어하는 제어부;
를 포함하는 고속 자동 피킹 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제2 토출 구역에 화물이 토출되도록 상기 컨베이어의 이송 정지 없이 운영하다가, 상기 피킹 오더의 최대 피킹 수량이 증가되어 상기 제2 토출 구역의 토출 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에, 상기 제2 토출 구역에 상기 화물을 임계 수량 만큼 토출하고, 상기 컨베이어를 이송해 상기 제2 토출 구역의 끝점(End Point)에서 남은 잔여 수량만큼 상기 화물이 토출되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 컨베이어 장치는, 모터의 회전에 따라 상기 컨베이어를 이동시키고, 상기 제어부는 상기 모터의 회전 각도나 회전수에 따라 상기 컨베이어의 토출 구역을 설정하는 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 임계 수량은, 상기 컨베이어의 이동 속도와 상기 토출 장치의 화물 토출 속도의 차이에 근거해 상기 토출 구역의 길이에 따라 상기 컨베이어가 정지하지 않고 이동되면서 상기 토출 장치에서 토출이 가능한 최대 수량인 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는, 상기 오더 처리 구역의 길이(PZ)에 대해 다음 수학식에 따라 버퍼 구역의 길이(Bf)와 낙허 버퍼 구역의 길이(Fb), 토출 구역의 길이(EZ)를 이용하여 설정하는 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템.

여기서, PZ는 오더 처리 구역(Picking-oder Zone)의 길이를 나타내고, Bf는 상기 피킹 오더 간의 혼입을 예방하고 구분하기 위한 버퍼(Buffer) 구역의 길이를 나타내며, Fb는 상기 컨베이어가 구동되고 상기 피킹 오더의 마지막 화물이 토출되었을 때 떨어지는 지점과 토출 지점의 차이인 낙하 버퍼(Falling buffer) 구역의 길이를 나타내며, EZ는 상기 토출 장치의 토출 가능한 토출 구역(Ejecting Zone)의 길이를 나타낸다.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는, 상기 토출 구역의 길이(EZ)에 대해 다음 수학식에 따라 토출동작 사이의 시간 차(DT)와 임계 수량(MP), 컨베이어의 속도(CS)를 이용하여 선정하는 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템.

여기서, EZ는 토출 구역의 길이를 나타내고, DT는 각 화물의 토출 동작 사이의 시간 차(DT:Differential Time)를 나타내며, MP는 임계 수량(Marginal Point)을 나타내며, CS는 컨베이어의 속도(Conveyer Speed)를 나타낸다.
화물의 피킹 오더(Picking Order)와, 상기 피킹 오더에 따른 오더 처리 구역(Picking-oder Zone), 피킹 수량, 임계 수량(Marginal Point), 토출 구역(Ejecting Zone) 및 토출 수량을 데이터로 저장하고 있는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법으로서,
(a) 상기 피킹 오더에 따라 각 토출 구역의 길이를 조회하는 단계;
(b) 상기 각 토출 구역의 피킹 수량을 조회하는 단계;
(c) 상기 조회된 각 토출 구역의 길이에 따른 임계 수량에 근거해 피킹 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에 상기 각 토출 구역의 길이를 조정하는 단계; 및
(d) 컨베이어를 이송시키면서 상기 길이가 조정된 토출 구역에 화물을 토출시키는 단계;
를 포함하는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 컨베이어를 이송하면서, 상기 피킹 오더의 최대 토출 수량에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제1 토출 구역(Unequal ejecting zone) 또는 상기 피킹 오더의 임계 수량을 임의로 설정함에 따라 토출 구역의 길이가 선정된 제2 토출 구역(Equal ejecting zone)에 상기 화물을 토출시키는 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상기 제2 토출 구역에 화물이 토출되도록 상기 컨베이어의 이송 정지 없이 운영하다가, 상기 피킹 오더의 최대 피킹 수량이 증가되어 상기 제2 토출 구역의 토출 수량이 임계 수량을 초과하는 경우에, 상기 제2 토출 구역에 상기 화물을 임계 수량 만큼 토출하고, 상기 컨베이어를 이송해 상기 제2 토출 구역의 끝점(End Point)에서 남은 잔여 수량만큼 상기 화물을 토출시키는 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 임계 수량은, 상기 컨베이어의 이동 속도와 상기 토출 장치의 화물 토출 속도의 차이에 근거해 상기 토출 구역의 길이에 따라 상기 컨베이어가 정지하지 않고 이동되면서 상기 토출 장치에서 토출이 가능한 최대 수량인 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 오더 처리 구역의 길이(PZ)는 다음 수학식에 따라 버퍼 구역의 길이(Bf)와 낙허 버퍼 구역의 길이(Fb), 토출 구역의 길이(EZ)를 이용하여 설정된 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법.

여기서, PZ는 오더 처리 구역(Picking-oder Zone)의 길이를 나타내고, Bf는 상기 피킹 오더 간의 혼입을 예방하고 구분하기 위한 버퍼(Buffer) 구역의 길이를 나타내며, Fb는 상기 컨베이어가 구동되고 상기 피킹 오더의 마지막 화물이 토출되었을 때 떨어지는 지점과 토출 지점의 차이인 낙하 버퍼(Falling buffer) 구역의 길이를 나타내며, EZ는 상기 토출 장치의 토출 가능한 토출 구역(Ejecting Zone)의 길이를 나타낸다.
청구항 7에 있어서,
상기 토출 구역의 길이(EZ)는, 다음 수학식에 따라 토출동작 사이의 시간 차(DT)와 임계 수량(MP), 컨베이어의 속도(CS)를 이용하여 선정된 것을 특징으로 하는 고속 자동 피킹 시스템의 토출 구역 운영 방법.

여기서, EZ는 토출 구역의 길이를 나타내고, DT는 각 화물의 토출 동작 사이의 시간 차(DT:Differential Time)를 나타내며, MP는 임계 수량(Marginal Point)을 나타내며, CS는 컨베이어의 속도(Conveyer Speed)를 나타낸다.