KR20210122987A - 스마트 팩토리가 가능한 창고 관리 시스템 및 그 시스템을 이용한 물품 배치 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 창고 관리 시스템은 창고에 입고되는 물품별 위치정보를 저장하고, 위치정보를 기준으로 출고시 상대적 이동거리를 계산하고, 물품별 출고확률에 따라 상대적 이동 거리를 고려하여 입고되는 물품의 적재 위치를 결정하는 관리서버;상기 관리서버로부터 적재 위치를 전송받아 해당 물품을 선반 내 적재 위치에 이송하는 물품이송장치;를 포함할 수 있다.

Description

스마트 팩토리가 가능한 창고 관리 시스템 및 그 시스템을 이용한 물품 배치 방법{Warehouse management system capable of smart factory and material arrangement method using the system}

본 발명은 창고 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트 팩토리가 가능한 창고 관리 시스템 및 그 시스템을 이용한 물품 배치 방법에 관한 것이다.

종래의 물류 이동 시스템은 물품을 출고하기 위한 최적의 이동 경로에 초점이 맞춰져 있다.

이는 외판원 문제(traveling salesman problem)으로 알려져 있고, 해를 구하기가 쉽지 않다고 알려져 있다. 창고 안에서 이 문제의 해를 구하기 위해 AI와 같은 방법이 도입 되고 있으나 많은 계산 양을 필요로 한다.

즉, 이동 경로에 초점을 맞추지 않고 배치에 초점을 맞춰 전체적인 이동 경로의 평균값을 낮춰서 작업 효율을 높일 수 있는 방안이 필요하다.

특히, 계산 양을 줄이면서 창고 내에서 작업 효율을 개선하는 방법이 필요한 실정이다.

따라서, 전술한 문제를 해결하기 위하여 창고 관리 시스템에 대한 연구가 필요하게 되었다.

대한민국 공개 특허 제10-2016-0122430호(2016년10월24일 공개)

본 발명의 목적은 물품별 출고 확률에 따라 물품별 상대적 이동거리를 고려하여, 효율적인 물품 배치 위치를 결정할 수 있는 창고 관리 시스템 및 그 시스템을 이용한 물품 배치 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 창고 관리 시스템은, 창고에 입고되는 물품별 위치정보를 저장하고, 위치정보를 기준으로 출고시 상대적 이동거리를 계산하고, 물품별 출고확률에 따라 상대적 이동 거리를 고려하여 입고되는 물품의 적재 위치를 결정하는 관리서버; 상기 관리서버로부터 적재 위치를 전송받아 해당 물품을 선반 내 적재 위치에 이송하는 물품이송장치;를 포함할 수 있다.

상기에 있어서, 상기 물품별 출고확률은 설정기간 동안 창고 내 모든 물품이 출고된 총 횟수와 해당 설정기간 동안 해당 물품이 출고된 총 횟수를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 관리서버는 상기 물품별 출고 확률에 따라 물품 배치 위치를 결정하기 위해 각 물품별 상대적 이동거리(Di) 및 엔트로피(H)를 계산하고, 엔트로피와 엔트로피를 기준으로 한 상대적 이동거리는 창고의 배치도에 표시하며, 특정 물품의 상대적 이동거리를 배치도 표시와 비교하여 특정 물품의 배치가 물품이송장치를 통하여 수행한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 물품 배치 방법은, 관리서버는 설정기간 동안 창고 내 모든 물품이 출고된 총 횟수와 해당 설정기간 동안 해당 물품이 출고된 총 횟수를 이용하여 물품별 출고확률(Pi)을 계산하는 단계; 상기 관리서버는 물품별 출고 확률에 따라 효율적인 물품 배치 위치를 결정하기 위해 각 물품별 상대적 이동거리(Di) 및 엔트로피(H)를 계산하는 단계; 상기 관리서버는 엔트로피와 엔트로피를 기준으로 한 상대적 이동거리를 창고의 배치도에 표시하는 단계; 특정 물품의 상대적 이동거리를 배치도 표시와 비교하여 특정 물품의 배치가 물품이송장치를 통하여 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기에 있어서, 엔트로피는 선반에 위치한 특정 물품을 출고하기 위해서 이동해야 하는 평균 이동거리를 계산 후 평균 이동거리를 정규화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기에 있어서, 상기 관리서버(100)는 산출된 상대적 이동거리(Di)가 엔트로피(H) 보다 클 경우, 각 복도에서 물품을 엔트로피(H) 보다 먼 곳에 배치하고, 상대적 이동거리가 엔트로피(H) 보다 작을 경우, 각 복도에서 물품을 엔트로피(H) 보다 가까운 곳에 배치하도록 물품 배치 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 창고 관리 시스템(Warehouse management system)의 위치정보를 기초로 계산된 상대적 이동거리를 적용하여 새롭게 입고되는 물품을 새로운 작업하기에 좋은 최적의 물품 배치 위치로 이동할 수 있게 제안하는 장점이 있다.

또한, 물품 출고확률에 따라 배치에 초점을 맞춰 전체적인 이동 경로의 평균값을 낮춰서 작업 효율을 높이는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 창고 관리 시스템의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 배치 방법의 순서도이다.
도 3은 물품 출고시 창고 내 입구에서 선반이 위치한 복도까지 이동거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 산출된 평균 이동거리가 표시된 창고 배치도를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 창고 관리 시스템의 구성을 보인 블록도이다.

본 발명의 창고 관리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 관리서버(100), 물품이송장치(300)를 포함한다.

관리서버(100)는, 창고에 입고되는 물품별 위치정보를 저장하고, 위치정보를 기준으로 출고시 물품 이동거리를 계산하고, 물품별 출고확률에 따라 물품 이동 거리를 고려하여 입고되는 물품의 적재 위치를 결정한다.

물품별 출고확률은 설정기간 동안 창고 내 모든 물품이 출고된 총 횟수와 해당 설정기간 동안 해당 물품이 출고된 총 횟수를 이용하여 산출된다.

구체적으로, 물품별 출고확률 Pi은 하기의 수학식 1을 이용해 산출된다.

여기서, N은 설정기간 동안 창고 내 모든 물품이 출고된 총 횟수이며, mi는 해당 설정기간 동안 해당 물품(i)이 출고된 총 횟수이며, 물품별 출고확률 Pi는 물품 출고 시 해당 물품(i)이 출고될 확률이고, 1-Pi는 해당 물품이 출고되지 않은 확률이다. 또한, 물품 확률은 이항 분포를 가질 수 있다.

물품을 출고하기 위해서 이동해야 하는 상대적 이동거리 Di를 다음 수학식 2와 같이 정의한다.

여기서, 로그(Log)의 밑이 2인 이유는 Pi의 확률 분포가 이항 분포를 따르기 때문이며, 만일 다른 확률 분포를 따른다면 로그(Log)에 다른 밑이 적용될 수 있으며, 본 발명이 특정 확률 분포에 한정되는 것은 아니다.

또한 상대적 이동거리를 이용하여 다음 수학식 3과 같은 엔트로피 H를 산출할 수 있다.

여기서, 엔트로피 H의 의미는 창고 내 물품에 대하여 출고시 물품 이동 거리의 평균값을 의미한다.

도 3을 참조하면, 물품 출고시 창고 내 입구에서 선반이 위치한 복도까지 이동거리를 계산할 수 있다.

즉, n번째 복도에서 물품을 출고하기 위한 평균 이동거리 path n은 입구에서 복도 시작 지점까지 거리와 복도의 ㅍ 지점까지의 거리 합으로 나타낼 수 있다.

또한, 도 1에서 창고 내 선반에 위치한 특정 물품을 출고하기 위해서 이동해야 하는 평균 이동거리는 입구에서 선반이 위치한 각 복도 입구까지의 평균 거리와 복도의 입구에서 복도의 ㅍ 지점까지의 거리 합이 된다.

또한, 도 4를 참조하면 평균 이동 거리를 엔트로피 H로 정규화(Nomalization)하고, 도 4에는 창고 배치도에서 각 복도에 산출된 엔트로피 H를 표시하고 있다.

이를 이용하여 산출된 상대적 이동거리 Di가 엔트로피 H 보다 클 경우, 각 복도에서 물품을 엔트로피 H 보다 먼 곳에 배치하고, 상대적 이동거리 Di가 엔트로피 H 보다 작을 경우, 각 복도에서 물품을 엔트로피 H 보다 가까운 곳에 배치하면 물품을 출고할 때 이동하는 시간을 줄일 수 있다.

또한, 유사하게 같은 복도 지점에서도 상대적 이동거리 Di가 큰 물품을 먼 곳으로 배치하고, 상대적 이동거리 Di가 작은 물품은 가까운 곳으로 배치한다.

물품이송장치(300)는 관리서버(100)로부터 적재 위치를 통신망(200)을 통하여 전송받아 해당 물품을 선반 내 적재 위치에 이송한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 배치 방법의 순서도이다.

먼저, 관리서버(100)는 설정기간 동안 창고 내 모든 물품이 출고된 총 횟수와 해당 설정기간 동안 해당 물품이 출고된 총 횟수를 이용하여 물품별 출고확률(Pi)을 계산한다(S401).

다음 물품별 출고 확률에 따라 효율적인 물품 배치 위치를 결정하기 위해 각 물품별 상대적 이동거리(Di) 및 엔트로피(H)를 계산한다(S402).

엔트로피는 선반에 위치한 특정 물품을 출고하기 위해서 이동해야 하는 평균 이동거리를 계산 후 평균 이동거리를 정규화한다(S403, S404).

관리서버(100)에서 엔트로피와 엔트로피를 기준으로 한 상대적 이동거리는 창고의 배치도에 표시된다(S405, S406).

특정 물품의 상대적 이동거리를 배치도 표시와 비교하여 특정 물품의 배치가 물품이송장치(300)를 통하여 수행된다(S407).

물품이송장치(300)를 제어하기 위해 관리서버(100)는 통신망(200)을 통하여 명령을 전달할 수 있다.

100 ; 관리서버
200 ; 통신망
300 ; 물품이송장치

Claims (6)

1. 창고에 입고되는 물품별 위치정보를 저장하고, 위치정보를 기준으로 출고시 상대적 이동거리를 계산하고, 물품별 출고확률에 따라 상대적 이동 거리를 고려하여 입고되는 물품의 적재 위치를 결정하는 관리서버;
   상기 관리서버로부터 적재 위치를 전송받아 해당 물품을 선반 내 적재 위치에 이송하는 물품이송장치;
   를 포함하는 창고 관리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 물품별 출고확률은 설정기간 동안 창고 내 모든 물품이 출고된 총 횟수와 해당 설정기간 동안 해당 물품이 출고된 총 횟수를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 창고 관리 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 관리서버는
   상기 물품별 출고확률에 따라 물품 배치 위치를 결정하기 위해 각 물품별 상대적 이동거리(Di) 및 엔트로피(H)를 계산하고,
   엔트로피와 엔트로피를 기준으로 한 상대적 이동거리는 창고의 배치도에 표시하며,
   특정 물품의 상대적 이동거리를 배치도 표시와 비교하여 특정 물품의 배치가 물품이송장치를 통하여 수행하는 것을 특징으로 하는 창고 관리 시스템.
4. 관리서버는 설정기간 동안 창고 내 모든 물품이 출고된 총 횟수와 해당 설정기간 동안 해당 물품이 출고된 총 횟수를 이용하여 물품별 출고확률(Pi)을 계산하는 단계;
   상기 관리서버는 물품별 출고 확률에 따라 효율적인 물품 배치 위치를 결정하기 위해 각 물품별 상대적 이동거리(Di) 및 엔트로피(H)를 계산하는 단계;
   상기 관리서버는 엔트로피와 엔트로피를 기준으로 한 상대적 이동거리를 창고의 배치도에 표시하는 단계;
   특정 물품의 상대적 이동거리를 배치도 표시와 비교하여 특정 물품의 배치가 물품이송장치를 통하여 수행하는 단계;
   를 포함하는 물품 배치 방법.
5. 제4항에 있어서,
   엔트로피는 선반에 위치한 특정 물품을 출고하기 위해서 이동해야 하는 평균 이동거리를 계산 후 평균 이동거리를 정규화하는 단계;
   를 더 포함하는 물품 배치 방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 관리서버는
   산출된 상대적 이동거리(Di)가 엔트로피(H) 보다 클 경우, 각 복도에서 물품을 엔트로피(H) 보다 먼 곳에 배치하고, 상대적 이동거리가 엔트로피(H) 보다 작을 경우, 각 복도에서 물품을 엔트로피(H) 보다 가까운 곳에 배치하도록 물품 배치 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 물품 배치 방법.

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