JP2020128267A - 物流管理装置、物流管理方法及び物流管理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、物品の出庫効率を向上させることを目的とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
図1は、既存の物流センタのレイアウトの平面図である。物流センタは、入庫エリア41、出庫エリア42、加工エリア43、平置エリア44、自動化倉庫45、搬送エリア46、仮置エリア47及び生産設備エリア48を有する。入庫エリア41は、メーカ等から物品を受け入れるエリアである。出庫エリア42は、注文に係る物品を出庫するエリアであり、多くの場合複数存在する。出庫エリア42では、作業員または作業ロボットが容器3から物品を取り出す作業を行う。よって、出庫エリア42は、ピッキングエリアとも呼ばれる。
物品の基本的な流れは、以下の通りである。
・トラック等に積み込まれた物品が、入庫エリア41に到着する。
・入庫エリア41において、作業員又は作業ロボットは、物品を容器3に格納する。物品が容器3に既に格納された状態で到着する場合もある。なお、物品は、不図示のパレットに積載される場合もあり得る。以下の実施例では、物品を容器3に格納した場合を例に説明する。
・搬送車2は、容器3を入庫エリア41から自動化倉庫45に搬送する。
・自動化倉庫45は、物品を格納した容器3を保管する。
・物品に対する注文が発生すると、搬送車2は、注文に係る物品を格納した容器3を自動化倉庫45から出庫エリア42に搬送する。
・出庫エリア42において、作業員又は作業ロボットは、物品をピッキングする。
・トラック等は、注文に係る物品を出庫エリア42から顧客へ搬送する。
容器3は立方体の箱であり、すべての種類の物品は、同じ大きさ及び形状の容器3に格納されるものとする。この容器3は、図1において符号3の正方形として表現されている。1つの容器3が格納する物品の種類の数は、任意である。1つの容器が格納する物品の最大数量は、物品ごとに異なる。
前記した基本的な流れ以外に、以下の付加的な流れが存在する。
・搬送車2は、物品の検査等が必要な場合、自動化倉庫45又は他のエリアから平置エリア44に物品を搬送し、検査等の終了の後、その物品を自動化倉庫45又は他のエリアに戻す。なお、“他のエリア”は、搬送車2の通り道である搬送エリア46を含まない(以下同様)。
・搬送車2は、物品に対する加工が必要な場合、自動化倉庫45又は他のエリアから加工エリア43に物品を搬送し、加工の終了後、その物品を自動化倉庫45又は他のエリアに戻す。
・搬送車2は、様々な目的で、自動化倉庫45又は他のエリアから仮置エリア47に物品を搬送する。例えば搬送車2は、自動化倉庫45から出庫エリア42に物品を搬送した後、自動化倉庫45に物品を戻すことなく仮置エリア47に物品を搬送する(詳細後記)。仮置エリア47は、搬送エリア46に取り囲まれるように位置していてもよい。
図2は、既存の自動化倉庫を説明する図である。図2で示される棚51aは、図1におけるY軸の負の方向から正の方向に棚51aを見た側面図である。図2及び図1を同時に参照しながら、既存の自動化倉庫の構造を説明する。自動化倉庫45は、2個の棚51a及び51b、レール52a及び52b並びに昇降台53を有する(図1)。棚51aは、20個の容器保管位置(空間)を有する。容器保管位置は、X軸方向(水平方向)に5列かつZ軸方向(上下方向)に4行に並んでいる(図2)。図2の“1,1,4”等は、その位置の3次元座標値(X,Y,Z)である。棚51bについても同様である。棚51a及び51bは、それらの間にレール52a及び52bを挟んで平行に対向している。そして、棚51a及び51bは、レール側の面を開放している(図1)。
搬送車2は、自動化倉庫45に隣接した準備点56(図1)に一旦到着し、準備点56から、取り合い点54にある台の下に潜り込み、容器3を持ち上げる。そして、搬送車2は、そのままの状態で後退し、準備点56に戻る。その後、搬送車2は、搬送エリア46内の任意の位置に容器3を搬送することができる。
図3は、本実施形態の物流センタのレイアウトの平面図である。図4は、本実施形態の自動化倉庫の側面図である。図4で示される棚51aは、Y軸の負の方向から正の方向に棚51aを見た側面図である。本実施形態は、図1及び図2の既存例と同じ構成を同じ番号で示している。本実施形態における物品の流れは、既存例と同じである。請求項の“自動化倉庫の外部”には、図3の入庫エリア41、出庫エリア42、加工エリア43、平置エリア44及び仮置エリア47のアクセス位置(詳細後記)が相当する。
・本実施形態においては、搬送エリア46が自動化倉庫45を取り囲んでいる(図3)。
・本実施形態においては、準備点56が自動化倉庫45の棚51a及び51bに接して10箇所存在する(図3)。この準備点は、X軸方向に容器保管位置の数だけ直列的に並んでいる。なお、既存例においては準備点56は1箇所しかない(図1)。
・本実施形態においては、自動化倉庫45は、図1及び図2と同じ位置に取り合い点54を有する必要がない(図3)。
・結局、棚51aの最下行の5箇所の容器保管位置及び棚51bの最下行の5箇所の容器保管位置が、取り合い点(図4の破線57)となっている。
・本実施形態においては、棚51a及び51bの準備点56に接している面は、少なくともZ=1の位置において開放されている。
既存例で説明したように、自動倉庫に設けられる取り合い点の数が限定されていると、そのことがボトルネックとなって、自動化倉庫の能力は頭打ちになる。本実施形態のように取り合い点の数が充分多くなると、ボトルネックは解消し、搬送車の数を増加させることによって自動化倉庫の能力は向上する。
図5は、物流管理装置1の構成を説明する図である。物流管理装置1は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置11、キーボード等の入力装置12、ディスプレイ等の出力装置13、主記憶装置14、補助記憶装置15及び通信装置16を有する。これらの装置は、ネットワークで相互に接続されている。補助記憶装置15は、物品情報31、注文情報32、指示情報33及び出庫エリア情報34(詳細後記)を格納している。
図6は、物品情報31の一例である。物品情報31においては、容器保管位置欄101に記憶された容器保管位置に関連付けて、物品ID欄102には物品IDが、物品名称欄103には物品名称が、数量欄104には数量が、属性欄105には属性が記憶されている。
物品ID欄102の物品IDは、物品の種類を一意に特定する識別子である。
物品名称欄103の物品名称は、物品の名称である。
数量欄104の数量は、物品の数量である。
属性欄105の属性は、物品の特徴、性質等を端的に示した文字列である。
図6の各レコードは、各容器保管位置に対応し、二重線を跨ると棚が異なる。容器が保管されていないレコード(欄102〜欄105が空白)があってもよい。
図7は、注文情報32の一例である。注文情報32においては、注文ID欄111に記憶された注文IDに関連付けて、注文先名称欄112には注文先名称が、物品ID欄113には物品IDが、数量欄114には数量が、時刻欄115には時刻が、ステータス欄116にはステータスが、注文先属性欄117には注文先属性が記憶されている。
注文先名称欄112の注文先名称は、注文先の名称である。
物品ID欄113の物品IDは、図6の物品IDと同じである。
数量欄114の数量は、注文に係る物品の数量である。
時刻欄115の時刻は、物流管理装置1が注文を受け付けた年月日時分秒である。
図8は、指示情報33の一例である。指示情報33においては、指示ID欄121に記憶された指示IDに関連付けて、指示カテゴリ欄122には指示カテゴリが、昇降台ID欄123には昇降台IDが、搬送車ID欄124には搬送台IDが、物品ID欄125には物品IDが、起点欄126には起点が、終点欄127には終点が、出庫頻度欄128には出庫頻度が、保管位置変更パタン欄129には保管位置変更パタンが記憶されている。
指示カテゴリ欄122の指示カテゴリは、“出庫”、“出庫戻し”、“出庫のみ”、“仮置”、“出庫準備”、“入庫”及び“移動”のうちのいずれかである。これらの詳細は後記する。“出庫”の語は、物流センタから物品を出すことを意味し、自動化倉庫の棚から物流センタ内のあるエリアに物品を出すことを意味しない。“入庫”についても同様である。
搬送車ID欄124の搬送台IDは、指示を受信する搬送車を一意に特定する識別子である。
物品ID欄125の物品IDは、図6の物品IDと同じである。
終点欄127の終点は、容器が搬送される到着点の座標値である。
起点及び終点のうち、“[#,#,#]”は、自動化倉庫の容器保管位置の座標値である。なお、“#”は、異なる値を省略的に示している(図9も同様)。“[[#,#,#]]”の“[[ ]]”は、その位置が自動化倉庫内の取り合い点であることを意味する。本実施形態では、取り合い点は、最下行(Z=1)の容器保管位置である。“〈#,#,#〉”は、自動化倉庫の外部の位置である。なお、自動化倉庫の外部においても、自動化倉庫の3次元座標系が適用される。
保管位置変更パタン欄129の保管位置変更パタンは、容器保管位置を見直すパタンである。保管位置変更パタンの詳細は後記する。なお、保管位置変更パタンを単に“パタン”と呼ぶことがある。
〈パタン1(上→上):レコード131a〜131d〉
・物流管理装置1は、出庫頻度が“小”である物品A101を自動化倉庫の棚から出庫するために、指示C001を送信している。
・指示C001は、“出庫”についてのレコード131a及び131b並びに“出庫戻し”についてのレコード131c及び131dからなる。
・物流管理装置1は、レコード131a及び131dを昇降台D1に対して送信し、レコード131b及び131cを搬送車E01に対して送信している。
・レコード131bに応じて、搬送車E01は、取り合い点[[4,1,1]]から出庫エリアのアクセス位置〈#,#,#〉OUTに容器を搬送している。
・出庫が完了した後、レコード131cに応じて、搬送車E01は、アクセス位置〈#,#,#〉OUTから取り合い点 [[4,1,1]]に、物品A101の残りを格納する容器を搬送している。
・レコード131dに応じて、昇降台D1は、取り合い点[[4,1,1]]から容器保管位置[4,1,4]に容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“小”である物品A102を自動化倉庫の棚から出庫するために、指示C002を送信している。
・指示C002は、“出庫”についてのレコード132a並びに“出庫戻し”についてのレコード132b及び132cからなる。
・物流管理装置1は、レコード132a及び132bを搬送車E02に対して送信し、レコード132cを昇降台D1に対して送信している。
・出庫が完了した後、レコード132bに応じて、搬送車E02は、アクセス位置〈#,#,#〉OUTから取り合い点[[3,1,1]]に、物品A102の残りを格納する容器を搬送している。
・レコード132cに応じて、昇降台D1は、取り合い点[[3,1,1]]から容器保管位置[3,1,4]に容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“大”である物品A103を自動化倉庫の棚から出庫するために、指示C003を送信している。
・指示C003は、“出庫”についてのレコード133a及び133b並びに“出庫戻し”についてのレコード133cからなる。
・物流管理装置1は、レコード133aを昇降台D1に対して送信し、レコード133b及び133cを搬送車E03に対して送信している。
・レコード133bに応じて、搬送車E03は、取り合い点[[2,1,1]]から出庫エリアのアクセス位置〈#,#,#〉OUTに容器を搬送している。
・出庫が完了した後、レコード133cに応じて、搬送車E03は、アクセス位置〈#,#,#〉OUTから取り合い点[[2,1,1]]に、物品A103の残りを格納する容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“大”である物品A104を自動化倉庫の棚から出庫するために、指示C004を送信している。
・指示C004は、“出庫”についてのレコード134a及び“出庫戻し”についてのレコード134bからなる。
・物流管理装置1は、レコード134a及び134bを搬送車E01に対して送信している。
・出庫が完了した後、レコード134bに応じて、搬送車E01は、アクセス位置〈#,#,#〉OUTから取り合い点[[5,1,1]]に、物品A104の残りを格納する容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“大”である物品A105を自動化倉庫の棚から出庫するために、指示C005を送信している。
・指示C005は、“出庫のみ”についてのレコード135a及び135bからなる。
・物流管理装置1は、レコード135aを昇降台D1に対して送信し、レコード135bを搬送車E02に対して送信している。
・レコード135bに応じて、搬送車E02は、取り合い点[[1,1,1]]から出庫エリアのアクセス位置〈#,#,#〉OUTに容器を搬送し、出庫が完了した後も、容器を当該位置に残置している(棚に戻していない)。
パタン5においては、出庫頻度が大きい物品A105を格納する容器は、自動化倉庫の棚から出発し、棚に戻ることなく出庫エリアに留まっている。つまり、出庫頻度の特に大きい物品は、出庫エリアに残っている。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“大”である物品A106を自動化倉庫の棚から出庫するために、指示C006を送信している。
・指示C006は、“出庫”についてのレコード136a及び136b並びに“仮置”についてのレコード136cからなる。
・物流管理装置1は、レコード136aを昇降台D1に対して送信し、レコード136b及び136cを搬送車E03に対して送信している。
・レコード136bに応じて、搬送車E03は、取り合い点[[3,1,1]]から出庫エリアのアクセス位置〈#,#,#〉OUTに容器を搬送している。
・出庫が完了した後、レコード136cに応じて、搬送車E03は、出庫エリアのアクセス位置〈#,#,#〉OUTから仮置エリアのアクセス位置〈#,#,#〉WAITに容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“小”である物品A107を自動化倉庫の棚の内部で移動するために、指示C007を送信している。
・指示C007は、“出庫準備”についてのレコード137からなる。
・物流管理装置1は、レコード137を昇降台D1に対して送信している。
・レコード137に応じて、昇降台D1は、取り合い点[[2,1,1]]から他の容器保管位置 [2,1,4]に、物品A107を格納する容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“大”である物品A108を自動化倉庫の棚の内部で移動するために、指示C008を送信している。
・指示C008は、“出庫準備”についてのレコード138からなる。
・物流管理装置1は、レコード138を昇降台D1に対して送信している。
・レコード138に応じて、昇降台D1は、容器保管位置[1,1,3]から取り合い点[[1,1,1]]に、物品A108を格納する容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“小”である物品A109を自動化倉庫の棚に入庫するために、指示C009を送信している。
・指示C009は、“入庫”についてのレコード139a及び139bからなる。
・物流管理装置1は、レコード139aを搬送車E02に対して送信し、レコード139bを昇降台D1に対して送信している。
・レコード139bに応じて、昇降台D1は、取り合い点[[5,1,1]]から容器保管位置[5,1,4]に容器を搬送している。
・物流管理装置1は、出庫頻度が“大”である物品A110を自動化倉庫の棚に入庫するために、指示C010を送信している。
・指示C010は、“入庫”についてのレコード140からなる。
・物流管理装置1は、レコード140を搬送車E03に対して送信している。
パタン10においては、出庫頻度の大きい物品は、はじめから最下行(Z=1)の取り合い点に保管される。
図9は、出庫エリア情報34の一例である。出庫エリア情報34においては、出庫エリアID欄151に記憶された出庫エリアIDに関連付けて、作業ロボットID欄152には作業ロボットIDが、作業員ID欄153には作業員IDが、作業効率欄154には作業効率が、作業属性欄155には作業属性が、注文先欄156には注文先が記憶されている。
作業ロボットID欄152の作業ロボットIDは、出庫作業を行う出庫ロボットを一意に特定する識別子である。
作業員ID欄153の作業員IDは、出庫作業を行う作業員を一意に特定する識別子である。1個の出庫エリアには、1台の出庫ロボット又は1人の作業員が配置されるものとする。
作業属性欄155の作業属性は、作業ロボット又は作業員の作業の質を示す任意の文字列である。作業属性は、物品情報31の属性(図6の欄105)に対応している。物流管理装置1は、ユーザが属性と作業属性との対応関係を予め設定するのを受け付け、補助記憶装置15に記憶しておく。
注文先欄156の注文先は、図7の注文先属性と同じである。
図10は、処理手順のフローチャートである。図10の処理手順を開始する前提として、物品情報31(図6)、注文情報32(図7)及び出庫エリア情報34(図9)が最新の状態で補助記憶装置15に記憶されているとする。
第2に、物品管理部21は、ステップS203の“第1”において取得した容器保管位置のZ座標に所定の閾値を適用する。そして、物品管理部21は、Z座標値が閾値以下である場合は、位置フラグとして“低い”を生成し、Z座標値が閾値を超える場合は、位置フラグとして“高い”を生成する。ここでの閾値は、例えば、最下行を示す“1”である。
第2に、物品管理部21は、注文情報32から、物品IDがステップS202において取得した物品IDであり、かつ、時刻が指定期間に含まれるレコードを抽出する。
第4に、物品管理部21は、ステップS204の“第3”において算出した本数又は数量の合計を、指定期間の長さで除算した結果を出庫頻度として取得する。出庫頻度は、例えば、1日当たりの出庫回数又は出庫数量である。
物品管理部21は、ステップS203〜S205に処理を、ステップS202において取得した物品IDごとに繰り返す。
第2に、物品管理部21は、注文情報32(図7)から、時刻が指定期間に含まれるレコードを抽出する。
第4に、物品管理部21は、ステップS206の“第3”において算出した本数又は数量の合計を、指定期間の長さで除算した結果を出庫頻度として、物品IDごとに取得する。
第6に、物品管理部21は、物品情報31(図6)を参照して、ステップS206の“第5”において取得した物品IDが特定する物品の容器保管位置を取得する。
第7に、物品管理部21は、ステップS207の“第6”において取得した容器保管位置のZ座標が所定の閾値以下であるような物品の物品IDを決定する。ここでの閾値は、例えば、最下行を示す“1”である。この場合、物品管理部21は、取り合い点(Z=1)に保管されている物品を決定できる。
〈規則1〉ステップS201“Yes”を経由し、位置フラグが“高い”であり、かつ、頻度フラグが“小さい”である場合、パタン1を決定する。
〈規則2〉ステップS201“Yes”を経由し、位置フラグが“低い”であり、頻度フラグが“小さい” である場合、パタン2を決定する。
〈規則3〉ステップS201“Yes”を経由し、位置フラグが“高い”であり、頻度フラグが“大きい” である場合、パタン3を決定する。
〈規則4〉ステップS201“Yes”を経由し、位置フラグが“低い”であり、頻度フラグが“大きい” である場合、パタン4を決定する。
〈規則6〉ステップS201“Yes”を経由し、頻度フラグが“特に大きい” であり、かつ、出庫エリアに充分な余地が存在しない場合、パタン6を決定する。
〈規則8〉ステップS201“No”を経由した場合、ステップS207の“第7”において決定した物品IDについてはパタン8を決定する。
ある物品が入庫されると、物品管理部21は、入庫エリア41の作業員が携帯する端末装置(図示せず)からその物品の物品ID及び数量を受信する。物品管理部21は、任意の指定期間及び受信した物品IDを注文情報32(図7)に適用して、その物品の出庫頻度を算出する。物品管理部21は、算出した出庫頻度に閾値を適用し、頻度フラグ“小さい”又は“大きい”を生成する。搬送指示部22は、生成した頻度フラグに応じてパタンを決定する。搬送指示部22は、決定したパタンに対応する指示を作成し、作成した指示を搬送車及び/又は昇降台に送信する。すると、搬送指示部22は、頻度フラグが“小さい”である場合、図8の指示C009のような指示を作成し、頻度フラグが“大きい”である場合、図8の指示C010のような指示を作成することになる。
本実施形態の物流管理装置の効果は以下の通りである。
(1)物流管理装置は、自動化倉庫の取り合い点を増やすことができる。
(2)物流管理装置は、出庫頻度が大きい物品を取り合い点に搬送することができる。
(3)物流管理装置は、出庫頻度の小さい物品を取り合い点に保管することを防止できる。
(4)物流管理装置は、出庫頻度の大きい物品が出庫された後、その物品を取り合い点に戻すことができる。
(6)物流管理装置は、物品の属性等に応じて、出庫エリアを選択できる。
(7)物流管理装置は、出庫頻度の特に大きい物品を出庫エリアの近辺に置くことができる。
(8)物流管理装置は、無軌道搬送装置を使用するので、既存の自動化倉庫に対する追加的設備投資が少ない。
2 搬送車
3 容器
4 ネットワーク
11 中央制御装置
12 入力装置
13 出力装置
14 主記憶装置
15 補助記憶装置
16 通信装置
21 物品管理部
22 搬送指示部
31 物品情報
32 注文情報
33 指示情報
34 出庫エリア情報
41 入庫エリア
42 出庫エリア
43 加工エリア
44 平置エリア
45 自動化倉庫
46 搬送エリア
47 仮置エリア
48 生産設備エリア
51a、51b 棚
52a、52b レール
53 昇降台
54、57 取り合い点
Claims (10)
- 物品を格納する容器を上下方向に複数行水平方向に複数列並べて保管する自動化倉庫における最下行の複数の位置のいずれかから前記自動化倉庫の外部に、前記物品を格納する容器を搬送する旨の指示を搬送装置に送信する搬送指示部を、
備えることを特徴とする物流管理装置。 - 前記物品の出庫頻度を算出する物品管理部を備え、
前記搬送指示部は、
所定の基準を満たす程度に出庫頻度が大きい第1の物品を格納する容器を、前記最下行の複数の位置のいずれかに搬送する旨の指示を前記自動化倉庫に送信し、
前記最下行の複数の位置のいずれかから前記第1の物品を格納する容器を搬送する旨の指示を搬送装置に送信すること、
を特徴とする請求項1に記載の物流管理装置。 - 前記搬送指示部は、
所定の基準を満たす程度に出庫頻度が小さい第2の物品を格納する容器を、前記最下行以外の複数の位置のいずれかに搬送する旨の指示を前記自動化倉庫に送信すること、
を特徴とする請求項2に記載の物流管理装置。 - 前記搬送指示部は、
前記第1の物品が出庫された後に前記第1の物品の残りを格納する容器を前記自動化倉庫に戻すに際し、
出庫エリアから前記最下行の複数の位置のいずれかに前記第1の物品の残りを格納する容器を搬送する旨の指示を前記搬送装置に送信すること、
を特徴とする請求項3に記載の物流管理装置。 - 前記搬送指示部は、
前記第2の物品が出庫された後に前記第2の物品の残りを格納する容器を前記自動化倉庫に戻すに際し、
前記出庫エリアから前記最下行の複数の位置のいずれかに前記第2の物品の残りを格納する容器を搬送する旨の指示を前記搬送装置に送信し、
前記最下行の複数の位置のいずれかから前記最下行以外の複数の位置のいずれかに前記第2の物品の残りを格納する容器を搬送する旨の指示を前記自動化倉庫に送信すること、
を特徴とする請求項4に記載の物流管理装置。 - 前記物品管理部は、
前記物品の属性又は前記物品の注文先の属性を取得し、
前記第1の物品又は前記第2の物品を出庫するための前記出庫エリアを、前記取得した属性に基づいて決定すること、
を特徴とする請求項5に記載の物流管理装置。 - 前記搬送指示部は、
前記第1の物品を出庫するに際し、
前記出庫エリアに余地が存在する場合は、前記第1の物品を格納する容器を前記出庫エリアに残置する指示を前記搬送装置に送信し、
前記出庫エリアに余地が存在しない場合は、前記第1の物品を格納する容器を前記出庫エリアの近辺に位置する仮置エリアに仮置きする指示を前記搬送装置に送信すること、
を特徴とする請求項6に記載の物流管理装置。 - 前記搬送装置は、
無軌道搬送装置であること、
を特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の物流管理装置。 - 物流管理装置の搬送指示部は、
物品を格納する容器を上下方向に複数行水平方向に複数列並べて保管する自動化倉庫における最下行の複数の位置のいずれかから前記自動化倉庫の外部に、前記物品を格納する容器を搬送する旨の指示を搬送装置に送信すること、
を特徴とする物流管理装置の物流管理方法。 - 物流管理装置の搬送指示部に対し、
物品を格納する容器を上下方向に複数行水平方向に複数列並べて保管する自動化倉庫における最下行の複数の位置のいずれかから前記自動化倉庫の外部に、前記物品を格納する容器を搬送する旨の指示を搬送装置に送信する処理を実行させること、
を特徴とする物流管理装置を機能させるための物流管理プログラム。
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