JP2024033479A - Work instruction system - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第３０条第２項適用申請有り ウェブサイトの掲載日 令和４年６月１日 ウェブサイトのアドレス（ＵＲＬ） ｈｔｔｐｓ：／／ｆｃｌｏｕｄ．ｓｙｍｂｉｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ／ｓ／ｔｊＢａｑａＪ６Ｆｆ６ｏ４Ｆｎ 〔刊行物等〕 開催日 令和４年６月１日～令和４年６月４日 集会名、開催場所 ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２２ 現地会場：札幌コンベンションセンター（北海道札幌市白石区東札幌６条１丁目１－１）、及び、ＬＩＮＣ Ｂｉｚにてオンライン同時開催Application for application of
本発明は、作業指示システムに関する。 The present invention relates to a work instruction system.
例えば特許文献１には、複数のロボットについて自身のタスクの優先度と他ロボットのタスクの優先度とを考慮して相互利益が最大となる組み合わせを選択して、ロボットが移動する経路計画を作成し、その経路計画に従って各ロボットを移動させるように制御するシステムが記載されている。
For example, in
上記従来技術においては、各ロボットのタスクの優先度を考慮して各ロボットの移動経路が作成されるため、移動経路の干渉による作業の停滞が低減される。しかし、事前に計画されたロボットの目的地が重ならない作業計画に従って作業が行われても、時間が経つにつれて作業計画からの誤差が蓄積されることで、異なるロボット同士で目的地が重なってしまうことがある。異なるロボット同士で目的地が重なると、作業の停滞が発生するため、作業効率の低下につながる。 In the above-mentioned conventional technology, the movement path of each robot is created in consideration of the priority of each robot's task, so that work stagnation due to interference in movement paths is reduced. However, even if work is performed according to a work plan that has been planned in advance so that the robots' destinations do not overlap, errors from the work plan accumulate over time, causing the destinations of different robots to overlap. Sometimes. When the destinations of different robots overlap, work stagnation occurs, leading to a decrease in work efficiency.
本発明の目的は、目的地が重なることによる作業の停滞を低減することができる作業指示システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a work instruction system that can reduce work stagnation due to overlapping destinations.
（１）本発明の一態様は、作業エリアにおいて複数の作業者が移動しながら作業を実施する際に作業指示を行う作業指示システムであって、作業者の位置及び作業状況に関する情報を通知する通知部と、複数の作業者のうち何れかの第１作業者以外の第２作業者の位置及び作業状況に関する情報を取得する取得部と、取得部により取得された第２作業者の位置及び作業状況に関する情報に基づいて、第１作業者が作業を行う予定の複数の作業位置に対して、第１作業者が作業位置までの経路において第２作業者の作業が終了するまで待つ時間のコストである待ち時間コストと、第１作業者が作業位置まで移動する時間のコストである移動時間コストとを算出するコスト算出部と、コスト算出部により複数の作業位置に対して算出された待ち時間コスト及び移動時間コストのうち、待ち時間コストと移動時間コストとの合計が最小となる作業位置を第１作業者の目的地として選定する目的地選定部とを備える。 (1) One aspect of the present invention is a work instruction system that provides work instructions when a plurality of workers perform work while moving in a work area, and notifies information regarding the positions and work status of the workers. a notification unit; an acquisition unit that acquires information about the position and work status of a second worker other than the first worker among the plurality of workers; and the position and work status of the second worker acquired by the acquisition unit; Based on the information regarding the work status, the time required for the first worker to wait until the second worker completes the work on the route to the work position is determined for multiple work positions where the first worker is scheduled to work. A cost calculation unit that calculates a waiting time cost, which is a cost, and a travel time cost, which is a cost of time for the first worker to move to a work position; The present invention includes a destination selection unit that selects a work position where the sum of waiting time cost and travel time cost is the minimum among time cost and travel time cost as the destination of the first worker.
このような作業指示システムにおいては、複数の作業者のうち何れかの第１作業者以外の第２作業者の位置及び作業状況に関する情報に基づいて、第１作業者が作業を行う予定の複数の作業位置に対して、第１作業者が作業位置までの経路において第２作業者の作業が終了するまで待つ時間のコスト（待ち時間コスト）と、第１作業者が作業位置まで移動する時間のコスト（移動時間コスト）とが算出される。そして、待ち時間コストと移動時間コストとの合計が最小となる作業位置が、第１作業者の目的地として選定される。このため、第１作業者が最短時間で作業を開始することが可能な作業位置が目的地として選定されることとなる。これにより、異なる作業者同士で目的地が重なることによる作業の停滞が低減される。また、第１作業者にかかるコストとして待ち時間コスト及び移動時間コストのみが算出されるため、作業指示が低処理負荷かつ短い計算時間で行われる。 In such a work instruction system, based on information regarding the position and work status of a second worker other than the first worker among the plurality of workers, the first worker is instructed to For the working position, the cost of the time the first worker waits on the route to the working position until the second worker finishes his/her work (waiting time cost), and the time it takes for the first worker to move to the working position. The cost (travel time cost) is calculated. Then, the work position where the sum of the waiting time cost and the travel time cost is the minimum is selected as the first worker's destination. Therefore, the work position where the first worker can start work in the shortest time is selected as the destination. This reduces work stagnation due to overlapping destinations between different workers. Furthermore, since only the waiting time cost and travel time cost are calculated as costs for the first worker, work instructions can be given with low processing load and short calculation time.
（２）上記の（１）において、コスト算出部は、第２作業者が作業位置までの経路に存在するかどうかを判断し、第２作業者が作業位置までの経路に存在しないときは、待ち時間コストをゼロとしてもよい。 (2) In (1) above, the cost calculation unit determines whether the second worker is on the route to the work position, and if the second worker is not on the route to the work position, The waiting time cost may be set to zero.
このような構成では、第２作業者が作業位置までの経路においてピッキング作業を行わないときは、当該作業位置に係る待ち時間コストを計算しなくて済む。従って、作業指示が更に低処理負荷かつ短い計算時間で行われる。 In such a configuration, when the second worker does not perform picking work on the route to the work position, there is no need to calculate the waiting time cost related to the work position. Therefore, work instructions can be issued with even lower processing load and shorter calculation time.
（３）上記の（１）または（２）において、作業指示システムは、作業者の現在位置での作業者の残りの作業数を検知する検知部を更に備え、通知部は、作業者の作業状況に関する情報として、現在位置での作業者の残りの作業数を通知し、取得部は、第２作業者の作業状況に関する情報として、現在位置での第２作業者の残りの作業数を取得し、コスト算出部は、現在位置での第２作業者の残りの作業数に基づいて、待ち時間コストを算出してもよい。 (3) In (1) or (2) above, the work instruction system further includes a detection unit that detects the number of remaining tasks of the worker at the worker's current position, and the notification unit The number of remaining tasks of the worker at the current position is notified as information regarding the situation, and the acquisition unit obtains the number of remaining tasks of the second worker at the current location as information regarding the work status of the second worker. However, the cost calculation unit may calculate the waiting time cost based on the number of remaining tasks of the second worker at the current position.
このような構成では、第２作業者の現在位置での第２作業者の残りの作業数に基づいて待ち時間コストを算出することにより、待ち時間コストが簡単な計算式で得られることになる。従って、作業指示が更に低処理負荷かつ短い計算時間で行われる。 In such a configuration, the waiting time cost can be obtained using a simple formula by calculating the waiting time cost based on the number of remaining tasks of the second worker at the second worker's current position. . Therefore, work instructions can be issued with even lower processing load and shorter calculation time.
（４）上記の（３）において、作業指示システムは、第１作業者が作業位置までの経路において第２作業者が存在する位置に到着するタイミングにおける第２作業者の残りの作業数と、作業位置での第１作業者の作業数とを比較する比較部を更に備え、コスト算出部は、比較部によって第１作業者の作業数が第２作業者の残りの作業数よりも少ないと判断されたときは、待ち時間コストをゼロとしてもよい。 (4) In (3) above, the work instruction system determines the number of remaining tasks of the second worker at the timing when the first worker arrives at the position where the second worker is present on the route to the work position; The cost calculation unit further includes a comparison unit that compares the number of tasks performed by the first worker at the work position, and the cost calculation unit determines that the number of tasks performed by the first worker is smaller than the remaining number of tasks performed by the second worker. When it is determined, the waiting time cost may be set to zero.
このような構成では、第１作業者が作業位置までの経路において第２作業者が存在する位置に到着するタイミングにおける第２作業者の残りの作業数よりも、作業位置での第１作業者の作業数が少ないときは、第１作業者の待ち時間がゼロとなる。つまり、当該作業位置までの経路において第２作業者が存在する位置において、第２作業者の作業を一旦中断させて、第１作業者の作業を優先的に行うことにより、第２作業者が第１作業者を待つことになる。ただし、この場合の第２作業者の待ち時間は、第２作業者の作業をそのまま継続させた場合における第１作業者の待ち時間よりも短い。従って、システム全体として作業を効率良く行うことができる。 In such a configuration, the number of remaining tasks of the first worker at the work position is greater than the number of remaining tasks of the second worker at the timing when the first worker arrives at the position where the second worker is present on the route to the work position. When the number of tasks is small, the waiting time of the first worker becomes zero. In other words, at the position where the second worker is present on the route to the work position, the work of the second worker is temporarily interrupted and the work of the first worker is given priority, so that the second worker can Waiting for the first worker. However, the waiting time of the second worker in this case is shorter than the waiting time of the first worker when the second worker continues his work. Therefore, the system as a whole can work efficiently.
（５）上記の（１）～（４）の何れかにおいて、作業指示システムは、品物が積載される自律走行可能な移動体を備え、作業者は、移動体と共に移動しながら、移動体に品物を載せる作業または移動体から品物を取り出す作業を実施し、作業指示は、移動体に対して行われ、待ち時間コストは、第１作業者が第１作業者と協働する移動体と共に作業位置までの経路において第２作業者の作業が終了するまで待つ時間のコストであり、移動時間コストは、第１作業者が第１作業者と協働する移動体と共に作業位置まで移動する時間のコストであってもよい。 (5) In any one of (1) to (4) above, the work instruction system includes an autonomously traveling movable body on which goods are loaded, and a worker moves along with the movable body. The work of loading items or the work of taking out items from a moving object is performed, work instructions are given to the moving object, and waiting time costs are calculated by the first worker working with the moving object in collaboration with the first worker. It is the cost of waiting until the second worker completes the work on the route to the position, and the travel time cost is the time required for the first worker to move to the work position together with the moving body that collaborates with the first worker. It may be cost.
このような構成では、作業者は移動体と協働して作業を実施するため、作業者自身が品物の運搬を行わなくて済む。従って、作業者の作業時間が低減される。 In such a configuration, the worker performs the work in cooperation with the moving object, so the worker does not have to carry the goods himself. Therefore, the working time of the worker is reduced.
（６）上記の（５）において、作業指示システムは、移動体の自己位置を推定する自己位置推定部と、自己位置推定部により推定された移動体の自己位置に基づいて、目的地選定部により選定された目的地まで移動体を移動させるように制御する制御部とを更に備え、通知部は、作業者の位置として、作業者と協働する移動体の自己位置を通知してもよい。 (6) In (5) above, the work instruction system includes a self-position estimating section that estimates the self-position of the moving object, and a destination selection section based on the self-position of the moving object estimated by the self-position estimating section. and a control unit that controls the moving body to move to the destination selected by the operator, and the notification unit may notify the self-position of the mobile body collaborating with the worker as the position of the worker. .
このような構成では、作業者の現在位置が高精度に得られると共に、移動体を目的地に高精度に到達させることができる。 With such a configuration, the current position of the worker can be obtained with high precision, and the moving object can be made to reach the destination with high precision.
本発明によれば、目的地が重なることによる作業の停滞を低減することができる。 According to the present invention, work stagnation due to overlapping destinations can be reduced.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図中、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the figures, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.
図１は、本発明の一実施形態に係る作業指示システムを示す概略図である。図１において、本実施形態の作業指示システム１は、例えば部品配送センタにおけるピッキング（集荷）作業に適用される。作業指示システム１は、部品配送センタの作業エリアＡ（図２参照）において複数の作業者Ｓが移動しながらピッキング作業を実施する際に作業指示を行うシステムである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a work instruction system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
作業エリアＡには、図２に示されるように、複数の棚２が設置されている。各棚２には、多種の部品（品物）が収納されている。作業者Ｓは、ピッキングする部品の品番及び個数が記載されたピッキングリストＬに従って、移動ロボット３と協働してピッキング作業を実施する。
In the work area A, as shown in FIG. 2, a plurality of
移動ロボット３は、物流支援ロボットの一つであり、作業者Ｓがピッキングした部品を積載する台車（図示せず）を備えている。移動ロボット３は、作業者Ｓに代わって部品を搬送する。移動ロボット３は、作業者Ｓと一緒に移動する自律走行可能なロボットである。ここでは、移動ロボット３は、作業者Ｓに先行して移動する。なお、移動ロボット３は、作業者Ｓに追尾して移動してもよい。
The
作業者Ｓは、ピッキング作業を実施する場合、最初にピッキング作業を行う作業位置Ｐ１まで移動すると共に、移動ロボット３の配車依頼を行う。すると、１台の移動ロボット３が最初の作業位置Ｐ１まで移動する。そして、作業者Ｓは、作業位置Ｐ１において、ピッキングリストＬにより指示された部品を棚２から取り出して移動ロボット３の台車に載せる。
When carrying out the picking work, the worker S first moves to the work position P1 where the picking work is to be performed, and requests the
その後、作業者Ｓは、移動ロボット３と共に、次にピッキング作業を行う作業位置Ｐ２まで移動する。そして、作業者Ｓは、作業位置Ｐ２において、ピッキングリストＬにより指示された部品を棚２から取り出して移動ロボット３の台車に載せる。
Thereafter, the worker S moves together with the
ピッキングリストＬにより指示された部品のピッキングが全て完了すると、移動ロボット３が次工程場所Ｂ（払出場等）に移動することで、ピッキングした全ての部品が次工程場所Ｂまで運搬される。
When the picking of all the parts instructed by the picking list L is completed, the
ところで、部品配送センタでのピッキング作業には出荷時間が決まっており、出荷時間を守るためにはピッキング作業のスループットが重要である。移動ロボット３の導入によって、作業者Ｓが部品の運搬作業から解放されるため、作業者Ｓの作業時間の低減とピッキング作業全体のスループットの向上とが見込める。
By the way, the shipping time is fixed for the picking operation at the parts distribution center, and the throughput of the picking operation is important in order to meet the shipping time. By introducing the
一方で、作業者Ｓの人数及び移動ロボット３の台数の増加に伴って作業現場の密度が高くなるため、異なる作業者Ｓ間、異なる移動ロボット３間、及び作業者Ｓと移動ロボット３との間での作業位置及び移動経路の干渉の発生頻度が高まる。このため、図３に示されるように、作業者Ｓ及び移動ロボット３の滞留が発生しやすくなる。
On the other hand, as the number of workers S and the number of
図３（ａ）は、一方通行通路Ｒ１内における作業者Ｓ同士または移動ロボット３同士の衝突による作業者Ｓ及び移動ロボット３の滞留が発生する例を示している。図３（ｂ）は、複数台の移動ロボット３が一方通行通路Ｒ１に進入する際の移動ロボット３同士の衝突による滞留が発生する例を示している。図３（ｃ）は、双方向通路Ｒ２内における作業者Ｓ同士または移動ロボット３同士の衝突による滞留が発生する例を示している。
FIG. 3A shows an example in which the workers S and the
そのような作業者Ｓ及び移動ロボット３の滞留を回避するために、作業者Ｓ及び移動ロボット３の移動距離を長くすると、作業者Ｓの作業時間が増加すると共に、ピッキング作業全体のスループットが低下する。作業時間の増加及びスループットの低下を抑えるためには、各作業者ＳのピッキングリストＬを予め作成する際に、作業位置の目的地及び目的地までの移動経路が時間的に干渉しないように計画される。しかし、作業者Ｓの作業時間にはバラツキがあるため、時間が経つにつれて計画からの時間のズレが発生する。
In order to avoid such stagnation of the worker S and the
そこで、本実施形態では、ピッキング作業の開始後に、作業状況に合わせて部品のピッキング順を調整する。本実施形態の作業指示システム１は、複数台の移動ロボット３に対してピッキング作業の順番を指示するシステムである。
Therefore, in this embodiment, after the picking operation is started, the picking order of parts is adjusted according to the operation situation. The
図１に戻り、作業指示システム１は、複数台の移動ロボット３と、各移動ロボット３及び複数の作業者Ｓが持っている携帯端末（図示せず）とそれぞれ無線通信を行うアクセスポイント４と、このアクセスポイント４と接続された作業情報管理装置５とを備えている。
Returning to FIG. 1, the
作業情報管理装置５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。作業情報管理装置５は、作成されたピッキングリストＬをアクセスポイント４を介して各移動ロボット３及び各作業者Ｓの携帯端末に送信する。なお、各作業者Ｓは、ピッキングリストＬを予め取得していてもよい。ピッキングリストＬには、上述した部品の品番及び個数の他、部品の収納場所が記載されている。
The work
また、作業情報管理装置５は、各移動ロボット３からアクセスポイント４を介して送信された現在の作業情報を共有し、各移動ロボット３の現在の作業情報をアクセスポイント４を介して他の全ての移動ロボット３に送信する。
Further, the work
図４は、本発明の第１実施形態に係る作業指示システム１における移動ロボット３に搭載された構成を示すブロック図である。作業指示システム１は、レーザセンサ１１と、バーコードリーダ１２と、通信機１３と、駆動部１４と、コントローラ１５とを備えている。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration mounted on the
レーザセンサ１１は、移動ロボット３の周囲に向けてレーザを照射し、レーザの反射光を受光することにより、移動ロボット３の周囲に存在する物体を検出する。レーザセンサ１１としては、例えばＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）またはレーザレンジファインダ等が使用される。
The
バーコードリーダ１２は、部品に付されたバーコード（図示せず）を読み取るセンサである。部品のピッキングを行う際に、バーコードリーダ１２により部品のバーコードを読み取ることで、その部品がピッキングされたことが検出される。
The
通信機１３は、アクセスポイント４及び作業者Ｓの携帯端末とそれぞれ無線通信を行う。駆動部１４は、移動ロボット３を走行させる。
The
コントローラ１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ１５は、自己位置推定部２１と、残ピッキング数算出部２２と、作業情報通知部２３と、作業情報取得部２４と、作業完了判定部２５と、コスト算出部２６と、目的地選定部２７と、走行制御部２８とを有している。
The
自己位置推定部２１は、レーザセンサ１１の検出データ及び予め記憶された部品配送センタの地図データに基づいて、移動ロボット３の現在位置を推定する。つまり、自己位置推定部２１は、レーザセンサ１１と協働して、移動ロボット３の自己位置を推定する。具体的には、自己位置推定部２１は、例えばＳＬＡＭ（simultaneous localization andmapping）手法を用いて、レーザセンサ１１の検出データと地図データとをマッチングさせて移動ロボット３の自己位置を推定する。ＳＬＡＭは、センサデータ及び地図データを用いて自己位置推定を行う自己位置推定技術である。
The self-
残ピッキング数算出部２２は、バーコードリーダ１２により読み取られたバーコードに基づいて、現在ピッキング作業を行っている作業位置においてピッキングリストＬに記載された部品の残りのピッキング数を算出する。上述したように、バーコードリーダ１２により部品のバーコードが読み取られると、その部品がピッキングされたと検出されるため、作業者Ｓの現在位置での残りのピッキング数が容易に得られる。残ピッキング数算出部２２は、バーコードリーダ１２と協働して、作業者Ｓの現在位置での作業者Ｓの残りのピッキング数（作業数）を検知する検知部を構成する。
The remaining picking
作業情報通知部２３は、移動ロボット３の現在位置と当該現在位置での残りのピッキング数とを、移動ロボット３と協働する作業者Ｓの作業情報として通信機１３を介して通知する。移動ロボット３の現在位置は、自己位置推定部２１により得られる。現在位置での残りのピッキング数は、残ピッキング数算出部２２により得られる。現在位置での残りのピッキング数は、作業状況に関する情報である。作業情報通知部２３は、作業者Ｓの位置及び作業状況に関する情報を通知する通知部を構成する。ここでの作業者Ｓは、自作業者Ｓａ（図５参照）であり、複数の作業者Ｓのうち何れかの第１作業者に相当する。
The work
作業情報取得部２４は、作業情報管理装置５からアクセスポイント４を介して送信された他の移動ロボット３の現在位置と当該現在位置での残りのピッキング数とを、他の移動ロボット３と協働する作業者Ｓの作業情報として通信機１３を介して取得する。他の移動ロボット３と協働する作業者Ｓは、自作業者Ｓａ以外の他作業者Ｓｂ（図５参照）であり、複数の作業者Ｓのうち自作業者Ｓａ以外の第２作業者に相当する。作業情報取得部２４は、他作業者Ｓｂの位置及び作業状況に関する情報を取得する取得部を構成する。
The work
作業完了判定部２５は、残ピッキング数算出部２２により算出された現在位置での残りのピッキング数に基づいて、現在位置でのピッキング作業が完了したかどうかを判定する。作業完了判定部２５は、現在位置での残りのピッキング数がゼロになると、現在位置でのピッキング作業が完了したと判定する。
The work
コスト算出部２６は、作業完了判定部２５により現在位置でのピッキング作業が完了したと判定されると、作業情報取得部２４により取得された他の移動ロボット３及び他作業者Ｓｂの現在位置と当該現在位置での残りのピッキング数とに基づいて、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の複数の作業位置に対して、待ち時間コスト及び移動時間コストを算出する。作業者Ｓがピッキング作業を実施する予定の複数の作業位置は、例えばピッキングリストＬに記載された部品の収納場所から分かる。
When the work
待ち時間コストは、図５（ａ）に示されるように、自作業者Ｓａ及び自作業者Ｓａと協働する移動ロボット３が作業位置Ｐまでの経路において他作業者Ｓｂのピッキング作業が終了して移動するまで待つ時間のコストである。なお、自作業者Ｓａと協働する移動ロボット３を自移動ロボット３ａとし、他作業者Ｓｂと協働する移動ロボット３を他移動ロボット３ｂとする。移動時間コストは、図５（ｂ）に示されるように、自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａが作業位置Ｐまで移動する時間のコストである。
As shown in FIG. 5(a), the waiting time cost is calculated as follows: As shown in FIG. This is the cost of waiting time. Note that the
図６は、コスト算出部２６により実行されるコスト算出処理の手順を示すフローチャートである。図６において、コスト算出部２６は、まず作業完了判定部２５により現在の作業位置でのピッキング作業が完了したと判定されたかどうかを判断する（手順Ｓ１０１）。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the cost calculation process executed by the
コスト算出部２６は、現在の作業位置でのピッキング作業が完了したと判定されたと判断したときは、作業情報取得部２４により取得された他移動ロボット３ｂの現在位置に基づいて、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐまでの経路に他作業者Ｓｂが存在するかどうかを判断する（手順Ｓ１０２）。
When the
コスト算出部２６は、他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路に存在すると判断したときは、その作業位置Ｐまでの経路における自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの待ち時間コストを算出する（手順Ｓ１０３）。待ち時間コストは、下記式により算出される。なお、下記式において、他作業者位置は、作業位置Ｐまでの経路において他作業者Ｓｂが他移動ロボット３ｂと共に存在する位置である。
When the
待ち時間コスト＝他作業者Ｓｂが他作業者位置から移動するまでの時間－他作業者位置までの自作業者Ｓａの移動時間
他作業者Ｓｂが他作業者位置から移動するまでの時間＝残りのピッキング数×１品当たりのピッキング作業時間
他作業者位置までの自作業者Ｓａの移動時間＝他作業者位置までの自作業者Ｓａの移動距離÷自作業者Ｓａの移動速度
Waiting time cost = Time until other worker Sb moves from another worker's position - Travel time of own worker Sa to other worker's position Time until other worker Sb moves from other worker's position = Remaining time Number of picks × Picking work time per item Travel time of own worker Sa to another worker's position = Travel distance of own worker Sa to other worker's position ÷ Traveling speed of own worker Sa
他作業者Ｓｂが他作業者位置から移動するまでの時間は、計算時点から他作業者Ｓｂがピッキング作業を終了して移動を開始するまでの残りのピッキングに要する作業時間であり、他作業者Ｓｂの残ピッキング数から算出される。１品当たりのピッキング作業時間は、予め計算用に決められている。 The time until the other worker Sb moves from the other worker's position is the remaining work time required for picking from the time of calculation until the other worker Sb finishes the picking work and starts moving. It is calculated from the remaining picking number of Sb. The picking work time per item is determined in advance for calculation purposes.
他作業者位置までの自作業者Ｓａの移動距離は、例えばダイクストラ法またはＡ＊等の最短経路生成アルゴリズムを用いて生成される最短経路での距離である。自作業者Ｓａの移動速度としては、例えば作業者Ｓの平均歩行速度等といった予め決められた速度が用いられる。 The moving distance of the self-worker Sa to the other worker's position is the distance along the shortest route generated using, for example, Dijkstra's method or a shortest-path generation algorithm such as A * . As the moving speed of the self-worker Sa, a predetermined speed such as the average walking speed of the worker S is used, for example.
自作業者Ｓａが他作業者位置に到達する前に他作業者Ｓｂがピッキング作業を終了して他作業者位置から移動する場合には、待ち時間コストの計算結果が０以下となる。この場合には、待ち時間コストはゼロとする。 If the other worker Sb finishes the picking work and moves from the other worker's position before the own worker Sa reaches the other worker's position, the calculation result of the waiting time cost will be 0 or less. In this case, the waiting time cost is zero.
続いて、コスト算出部２６は、作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの移動時間コストを算出する（手順Ｓ１０４）。移動時間コストは、下記式により算出される。なお、下記式において、作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａの移動距離は、上記と同様に、例えばダイクストラ法またはＡ＊等の最短経路生成アルゴリズムを用いて生成される最短経路での距離である。
移動時間コスト＝作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａの移動距離÷自作業者Ｓａの移動速度
Subsequently, the
Travel time cost = Travel distance of self-worker Sa to work position P ÷ Movement speed of self-worker Sa
コスト算出部２６は、手順Ｓ１０２で他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路に存在しないと判断したときは、その作業位置Ｐまでの経路における自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの待ち時間コストをゼロとする（手順Ｓ１０５）。
When the
続いて、コスト算出部２６は、作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの移動時間コストを算出する（手順Ｓ１０６）。このとき、使用される計算式は、上記の手順Ｓ１０４と同様である。
Subsequently, the
コスト算出部２６は、上記の手順Ｓ１０４または手順Ｓ１０６を実行した後、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の全ての作業位置Ｐに対して、自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの待ち時間コスト及び移動時間コストを算出したかどうかを判断する（手順Ｓ１０７）。
After executing step S104 or step S106, the
コスト算出部２６は、全ての作業位置Ｐに対して待ち時間コスト及び移動時間コストを算出していないと判断したときは、上記の手順Ｓ１０２を再度実行する。コスト算出部２６は、全ての作業位置Ｐに対して待ち時間コスト及び移動時間コストを算出したと判断したときは、本処理を終了する。
When the
図４に戻り、目的地選定部２７は、コスト算出部２６により複数の作業位置Ｐに対して算出された移動時間コスト及び待ち時間コストのうち、移動時間コストと待ち時間コストとの合計が最小となる作業位置Ｐを自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの目的地として選定する。
Returning to FIG. 4, the
図７は、目的地選定部２７により実行される目的地選定処理の手順を示すフローチャートである。図７において、目的地選定部２７は、まずコスト算出部２６により算出された全ての作業位置Ｐに対する待ち時間コスト及び移動時間コストのデータを取得する（手順Ｓ１１１）。
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the destination selection process executed by the
そして、目的地選定部２７は、各作業位置Ｐについて待ち時間コストと移動時間コストとの合計値（加算値）を算出する（手順Ｓ１１２）。そして、目的地選定部２７は、待ち時間コストと移動時間コストとの合計値が最小となる作業位置Ｐを自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの次の目的地として選定する（手順Ｓ１１３）。
Then, the
図４に戻り、走行制御部２８は、自己位置推定部２１により推定された移動ロボット３の自己位置に基づいて、移動ロボット３を指定位置まで自律走行させるように駆動部１４を制御する。指定位置は、最初にピッキング作業を行う作業位置、目的地選定部２７により選定された目的地及び次工程場所Ｂ（図２参照）である。走行制御部２８は、目的地選定部２７により選定された目的地まで移動ロボット３を移動させるように制御する制御部を構成する。
Returning to FIG. 4, the
図８は、走行制御部２８により実行される走行制御処理の手順を示すフローチャートである。図８において、走行制御部２８は、まず自作業者Ｓａにより自移動ロボット３ａの配車依頼が行われたかどうかを判断する（手順Ｓ１２１）。
FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the travel control process executed by the
走行制御部２８は、自移動ロボット３ａの配車依頼が行われたと判断したときは、最初の作業位置Ｐを目的地として取得する（手順Ｓ１２２）。このとき、例えば自作業者Ｓａが自移動ロボット３ａの配車依頼を行う際に、最初の作業位置Ｐを走行制御部２８に対して教示してもよいし、或いは走行制御部２８が自移動ロボット３ａの現在位置から最も近い作業位置Ｐを最初の作業位置Ｐに設定してもよい。
When the
続いて、走行制御部２８は、自己位置推定部２１により推定された自移動ロボット３ａの自己位置に基づいて、目的地までの自移動ロボット３ａの走行経路を生成する（手順Ｓ１２３）。続いて、走行制御部２８は、自移動ロボット３ａが走行経路に沿って目的地に向けて走行するように駆動部１４を制御する（手順Ｓ１２４）。
Subsequently, the
そして、走行制御部２８は、自己位置推定部２１により推定された自移動ロボット３ａの自己位置に基づいて、自移動ロボット３ａが目的地に到達したかどうかを判断する（手順Ｓ１２５）。走行制御部２８は、自移動ロボット３ａが目的地に到達していないと判断したときは、上記の手順Ｓ１２４を再度実行する。
Then, the traveling
走行制御部２８は、自移動ロボット３ａが目的地に到達したと判断したときは、作業完了判定部２５により現在の作業位置でのピッキング作業が完了したと判定されたかどうかを判断する（手順Ｓ１２６）。走行制御部２８は、現在の作業位置でのピッキング作業が完了したと判定されたと判断したときは、ピッキングリストＬに記載されている全ての部品のピッキング作業が終了したかどうかを判断する（手順Ｓ１２７）。
When the
走行制御部２８は、全ての部品のピッキング作業が終了していないと判断したときは、目的地選定部２７により選定された自移動ロボット３ａの次の目的地を取得し（手順Ｓ１２８）、上記の手順Ｓ１２３を再度実行する。
When the
走行制御部２８は、全ての部品のピッキング作業が終了したと判断したときは、自己位置推定部２１により推定された自移動ロボット３ａの自己位置に基づいて、次工程場所Ｂまでの自移動ロボット３ａの走行経路を生成する（手順Ｓ１２９）。続いて、走行制御部２８は、自移動ロボット３ａが走行経路に沿って次工程場所Ｂに向けて走行するように駆動部１４を制御する（手順Ｓ１３０）。
When the traveling
そして、走行制御部２８は、自己位置推定部２１により推定された自移動ロボット３ａの自己位置に基づいて、自移動ロボット３ａが次工程場所Ｂに到達したかどうかを判断する（手順Ｓ１３１）。走行制御部２８は、自移動ロボット３ａが次工程場所Ｂに到達していないと判断したときは、上記の手順Ｓ１３０を再度実行する。走行制御部２８は、自移動ロボット３ａが次工程場所に到達したと判断したときは、本処理を終了する。
Then, the traveling
以上のような作業指示システム１において、作業者Ｓは、ピッキング作業を実施するときは、まず移動ロボット３の配車依頼を行い、最初の作業位置Ｐまで移動する。すると、１台の移動ロボット３が最初の作業位置Ｐまで移動する。
In the
そして、作業者Ｓは、最初の作業位置Ｐにおいて、ピッキングリストＬに記載されている部品を棚２から取り出して移動ロボット３の台車上に置く。このとき、バーコードリーダ１２により部品のバーコードが読み込まれることで、コントローラ１５において該当する部品の残りのピッキング数が求められる。
Then, at the first work position P, the worker S takes out the parts listed on the picking list L from the
該当する部品の残りのピッキング数のデータは、作業者Ｓの現在の作業位置Ｐのデータと共に、移動ロボット３からアクセスポイント４を介して作業情報管理装置５に送信される。そして、作業者Ｓの作業位置Ｐ及び当該作業位置Ｐでの残りのピッキング数のデータは、作業情報管理装置５からアクセスポイント４を介して全ての移動ロボット３に送信される。
The data on the remaining picking number of the corresponding part is transmitted from the
最初の作業位置Ｐでの自作業者Ｓａのピッキング作業が完了すると、自作業者Ｓａと協働する自移動ロボット３ａのコントローラ１５において、他移動ロボット３ｂと協働する他作業者Ｓｂの現在の作業位置Ｐ及び当該作業位置Ｐでの残りのピッキング数に基づいて、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の複数の作業位置Ｐに対して、自作業者Ｓａの待ち時間コスト及び移動時間コストが算出される。
When the picking work of the self-worker Sa at the first work position P is completed, the
そして、複数の作業位置Ｐに対して算出された待ち時間コスト及び移動時間コストのうち、待ち時間コストと移動時間コストとの合計値が最小となる作業位置Ｐが自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの次の目的地として選定される。
Then, among the waiting time costs and travel time costs calculated for the plurality of work positions P, the work position P where the total value of the waiting time cost and the travel time cost is the minimum is selected by the self-worker Sa and the self-
そして、自作業者Ｓａは、自移動ロボット３ａと共に次の目的地（作業位置Ｐ）まで移動する。そして、自作業者Ｓａは、次の作業位置Ｐにおいて、上記と同様にピッキングリストＬに記載されている部品のピッキング作業を行う。そして、ピッキング作業が完了すると、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の複数の作業位置Ｐに対して、再び待ち時間コスト及び移動時間コストが算出される。そして、上記と同様にして、自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの次の目的地（作業位置Ｐ）が選定される。
Then, the self-worker Sa moves to the next destination (work position P) together with the self-
その後、ピッキングリストＬに記載された全ての部品のピッキング作業が終了するまで、上記の工程が繰り返し実施される。そして、全ての部品のピッキング作業が終了すると、自移動ロボット３ａのみが次工程場所Ｂに移動することで、ピッキングされた部品が次工程場所Ｂまで運搬される。
Thereafter, the above steps are repeated until all parts listed in the picking list L have been picked. When the picking work for all parts is completed, only the
以上のように本実施形態にあっては、複数の作業者Ｓのうち何れかの自作業者Ｓａ以外の他作業者Ｓｂの位置及び作業状況に関する情報に基づいて、自作業者Ｓａが作業を行う予定の複数の作業位置Ｐに対して、自作業者Ｓａが作業位置Ｐまでの経路において他作業者Ｓｂの作業が終了するまで待つ時間のコスト（待ち時間コスト）と、自作業者Ｓａが作業位置Ｐまで移動する時間のコスト（移動時間コスト）とが算出される。そして、待ち時間コストと移動時間コストとの合計が最小となる作業位置Ｐが、自作業者Ｓａの目的地として選定される。このため、自作業者Ｓａが最短時間で作業を開始することが可能な作業位置Ｐが目的地として選定されることとなる。これにより、異なる作業者Ｓ同士で目的地が重なることによる作業の停滞が低減される。 As described above, in this embodiment, the self-worker Sa plans to perform the work based on information regarding the position and work status of any worker Sb other than the self-worker Sa among the plurality of workers S. For multiple work positions P in The cost of travel time (travel time cost) is calculated. Then, the work position P where the sum of the waiting time cost and the travel time cost is the minimum is selected as the destination of the self-worker Sa. Therefore, the work position P where the self-worker Sa can start work in the shortest time is selected as the destination. This reduces work stagnation due to overlapping destinations of different workers S.
また、本実施形態では、自作業者Ｓａにかかるコストとして待ち時間コスト及び移動時間コストのみが算出されるため、作業指示が低処理負荷及び短い計算時間で行われる。従って、計算コストを抑えると共に、作業状況に応じた作業指示をリアルタイムで実現することができる。 Furthermore, in the present embodiment, only the waiting time cost and travel time cost are calculated as costs for the self-worker Sa, so work instructions can be given with low processing load and short calculation time. Therefore, it is possible to reduce calculation costs and to provide work instructions in real time according to the work situation.
また、本実施形態では、他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路に存在するかどうかが判断され、他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路に存在しないときは、待ち時間コストがゼロとなる。このため、他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路においてピッキング作業を行わないときは、当該作業位置Ｐに係る待ち時間コストを計算しなくて済む。従って、作業指示が更に低処理負荷かつ短い計算時間で行われる。 Furthermore, in the present embodiment, it is determined whether the other worker Sb exists on the route to the work position P, and if the other worker Sb does not exist on the route to the work position P, the waiting time cost is zero. Become. Therefore, when the other worker Sb does not perform picking work on the route to the work position P, there is no need to calculate the waiting time cost related to the work position P. Therefore, work instructions can be issued with even lower processing load and shorter calculation time.
また、本実施形態では、他作業者Ｓｂの作業状況に関する情報として、他作業者Ｓｂの現在位置での他作業者Ｓｂの残りのピッキング数に基づいて、待ち時間コストを算出することにより、待ち時間コストが簡単な計算式で得られることになる。従って、作業指示がより低処理負荷かつ短い計算時間で行われる。 In addition, in this embodiment, as information regarding the work status of the other worker Sb, the waiting time cost is calculated based on the remaining number of picks by the other worker Sb at the current position of the other worker Sb. The time cost can be calculated using a simple formula. Therefore, work instructions can be issued with lower processing load and shorter calculation time.
また、本実施形態では、待ち時間コストは、自作業者Ｓａが自移動ロボット３ａと共に作業位置Ｐまでの経路において他作業者Ｓｂの作業が終了するまで待つ時間のコストであり、移動時間コストは、自作業者Ｓａが自移動ロボット３ａと共に作業位置Ｐまで移動する時間のコストである。このように作業者Ｓは移動ロボット３と協働して作業を実施するため、作業者Ｓ自身が部品の運搬を行わなくて済む。従って、作業者Ｓの作業時間が低減される。
Furthermore, in this embodiment, the waiting time cost is the cost of the time that the self-worker Sa waits with the self-
また、本実施形態では、移動ロボット３の自己位置に基づいて、移動ロボット３が目的地まで移動するように制御されると共に、作業者Ｓの位置として、作業者Ｓと協働する移動ロボット３の自己位置が通知される。従って、作業者Ｓの現在位置が高精度に得られると共に、移動ロボット３を目的地に高精度に到達させることができる。
Further, in this embodiment, the
図９は、本発明の第２実施形態に係る作業指示システムにおける移動ロボットに搭載された構成を示すブロック図である。図９において、本実施形態の作業指示システム１は、上記の第１実施形態におけるコントローラ１５に代えて、コントローラ１５Ａを備えている。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration installed in a mobile robot in a work instruction system according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the
コントローラ１５Ａは、上記の自己位置推定部２１、残ピッキング数算出部２２、作業情報通知部２３、作業情報取得部２４及び作業完了判定部２５と、比較部２９と、コスト算出部２６Ａと、上記の目的地選定部２７と、走行制御部２８Ａとを有している。
The
比較部２９は、作業完了判定部２５により現在位置でのピッキング作業が完了したと判定されると、自作業者Ｓａが自移動ロボット３ａと共に次の作業位置Ｐまでの経路に存在する他作業者位置（前述）に到着するタイミングにおける他作業者Ｓｂの残りのピッキング数と、次の作業位置Ｐでの自作業者Ｓａのピッキング数とを比較する。自作業者Ｓａが作業位置Ｐまでの経路に存在する他作業者位置に到着するタイミングにおける他作業者Ｓｂの残りのピッキング数は、作業情報取得部２４により得られる。
When the work
コスト算出部２６Ａは、上記の第１実施形態におけるコスト算出部２６と同様に、作業情報取得部２４により取得された他作業者Ｓｂの現在位置及び当該現在位置での残りのピッキング数に基づいて、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の複数の作業位置Ｐに対して、移動時間コスト及び待ち時間コストを算出する。
Similar to the
コスト算出部２６Ａは、比較部２９によって自作業者Ｓａのピッキング数が他作業者Ｓｂの残りのピッキング数よりも少ないと判断されたときは、自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの待ち時間コストをゼロとする。
When the
図１０は、コスト算出部２６Ａにより実行されるコスト算出処理の手順を示すフローチャートである。図１０において、コスト算出部２６Ａは、図６に示される処理と同様に、手順Ｓ１０１，Ｓ１０２を実行する。
FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the cost calculation process executed by the
コスト算出部２６Ａは、手順Ｓ１０２で他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路に存在すると判断したときは、比較部２９による比較結果から、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐまでの経路に存在する他作業者位置に到着するタイミングにおける他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が、ピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐでの自作業者Ｓａのピッキング数以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１０９）。
When the
コスト算出部２６Ａは、他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が自作業者Ｓａのピッキング数以下であると判断したときは、図６に示される処理と同様に、当該作業位置Ｐまでの経路における自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの待ち時間コストを算出する（手順Ｓ１０３）。続いて、コスト算出部２６Ａは、図６に示される処理と同様に、当該作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの移動時間コストを算出する（手順Ｓ１０４）。
When the
コスト算出部２６Ａは、手順Ｓ１０２で他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路に存在しないと判断したとき、または手順Ｓ１０９で他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が自作業者Ｓａのピッキング数よりも多いと判断したとき、つまり自作業者Ｓａのピッキング数が他作業者Ｓｂの残りのピッキング数よりも少ないと判断したときは、当該作業位置Ｐまでの経路における自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの待ち時間コストをゼロとする（手順Ｓ１０５）。
When the
続いて、コスト算出部２６Ａは、図６に示される処理と同様に、当該作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの移動時間コストを算出する（手順Ｓ１０６）。コスト算出部２６Ａは、手順Ｓ１０４または手順Ｓ１０６を実行した後、上記の手順Ｓ１０７を実行する。
Subsequently, the
図９に戻り、走行制御部２８Ａは、上記の第１実施形態における走行制御部２８と同様に、自己位置推定部２１により推定された移動ロボット３の自己位置に基づいて、移動ロボット３を指定位置まで走行させるように駆動部１４を制御する。
Returning to FIG. 9, the
図１１は、走行制御部２８Ａにより実行される走行制御処理の手順を示すフローチャートである。図１１において、走行制御部２８Ａは、図８に示される処理と同様に、手順Ｓ１２１～Ｓ１２４を実行する。
FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the travel control process executed by the
走行制御部２８Ａは、手順Ｓ１２４を実行した後、自移動ロボット３ａが目的地までの経路に存在する他作業者位置に達するかどうかを判断する（手順Ｓ１３３）。走行制御部２８Ａは、自移動ロボット３ａが目的地までの経路に存在する他作業者位置に達しないと判断したときは、上記の手順Ｓ１２５を実行する。
After executing step S124, the traveling
走行制御部２８Ａは、自移動ロボット３ａが目的地までの経路に存在する他作業者位置に達すると判断したときは、作業情報取得部２４により取得された他作業者Ｓｂの作業情報に基づいて、他作業者位置において他作業者Ｓｂがピッキング作業を行うかどうかを判断する（手順Ｓ１３４）。他作業者Ｓｂがピッキング作業を行うかどうかの判断は、他作業者Ｓｂが既にピッキング作業を行っているかどうかの判断と、他作業者Ｓｂがピッキング作業を行う予定であるかどうかの判断とを含む。走行制御部２８Ａは、他作業者位置において他作業者Ｓｂがピッキング作業を行わないと判断したときは、上記の手順Ｓ１２５を実行する。
When the
走行制御部２８Ａは、他作業者位置において他作業者Ｓｂがピッキング作業を行うと判断したときは、比較部２９による比較結果から、他作業者位置での他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が目的地での自作業者Ｓａのピッキング数以上であるどうかを判断する（手順Ｓ１３５）。
When the
走行制御部２８Ａは、他作業者位置での他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が目的地での自作業者Ｓａのピッキング数以上であると判断したときは、上記の手順Ｓ１２５を実行する。このとき、他移動ロボット３ｂは、自移動ロボット３ａが目的地に向かって走行可能となるように、一旦他作業者位置から離れた後に一回りして同じ他作業者位置に戻ってくるように走行する。
When the traveling
走行制御部２８Ａは、他作業者位置での他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が目的地での自作業者Ｓａのピッキング数よりも少ないと判断したときは、自移動ロボット３ａが他作業者Ｓｂと協働する他移動ロボット３ｂの移動を待つように駆動部１４を制御する（手順Ｓ１３６）。その後、走行制御部２８Ａは、上記の手順Ｓ１２５を実行する。
When the
以上において、自作業者Ｓａが自移動ロボット３ａと共に次の作業位置Ｐまでの経路に存在する他作業者位置に到着するタイミングにおける他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が、次の作業位置Ｐでの自作業者Ｓａのピッキング数よりも多いときは、他作業者Ｓｂ及び他移動ロボット３ｂが自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａを待つこととなる。このため、自作業者Ｓａは、他作業者Ｓｂに優先して、次の作業位置Ｐにおいてピッキング作業を行う。他作業者Ｓｂは、自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａが他作業者位置を通過した後、他作業者位置において再びピッキング作業を行う。
In the above, the remaining picking number of the other worker Sb at the timing when the own worker Sa arrives with the own
一方、自作業者Ｓａが自移動ロボット３ａと共に次の作業位置Ｐまでの経路に存在する他作業者位置に到着するタイミングにおける他作業者Ｓｂの残りのピッキング数が、次の作業位置Ｐでの自作業者Ｓａのピッキング数よりも少ないときは、他作業者位置において自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａが他作業者Ｓｂ及び他移動ロボット３ｂを待つこととなる。このため、他作業者Ｓｂは、他作業者位置において自作業者Ｓａに優先してピッキング作業を行う。自作業者Ｓａは、他作業者Ｓｂのピッキング作業が完了した後、次の作業位置Ｐに向かって移動し、当該作業位置Ｐにおいてピッキング作業を行う。
On the other hand, the remaining picking number of the other worker Sb at the timing when the own worker Sa arrives at the other worker's position on the route to the next work position P together with the own
以上のように本実施形態においては、自作業者Ｓａが作業位置Ｐまでの経路に存在する他作業者位置に到着するタイミングにおける他作業者Ｓｂの残りのピッキング数よりも、当該作業位置Ｐでの自作業者Ｓａのピッキング数が少ないときは、自作業者Ｓａの待ち時間がゼロとなる。つまり、当該作業位置Ｐにおいて、他作業者Ｓｂのピッキング作業を一旦中断させて、自作業者Ｓａのピッキング作業を優先的に行うことにより、他作業者Ｓｂが自作業者Ｓａを待つことになる。ただし、この場合の他作業者Ｓｂの待ち時間は、他作業者Ｓｂのピッキング作業をそのまま継続させた場合における自作業者Ｓａの待ち時間よりも短い。従って、システム全体として作業を効率良く行うことができる。 As described above, in this embodiment, the number of picks remaining by another worker Sb at the timing when the own worker Sa arrives at another worker's position on the route to the work position P is higher than the number of picks left by the other worker Sb at the work position P. When the number of picks by the self-worker Sa is small, the waiting time of the self-worker Sa becomes zero. That is, at the work position P, the picking work of the other worker Sb is temporarily interrupted and the picking work of the own worker Sa is performed preferentially, so that the other worker Sb waits for the own worker Sa. However, the waiting time of the other worker Sb in this case is shorter than the waiting time of the own worker Sa in the case where the picking work of the other worker Sb is continued. Therefore, the system as a whole can work efficiently.
実際に、部品配送センタにおいて複数の作業者及び複数の移動ロボットの作業時の動きを模擬するシミュレーションを構築し、待ち時間コスト及び移動時間コストの計算を行って目的地を選定したことによる作業時間及びスループットに対する効果を検証した。 In fact, we built a simulation that simulates the movements of multiple workers and multiple mobile robots during work at a parts distribution center, calculated the waiting time cost and travel time cost, and selected the destination. and the effect on throughput was verified.
図１２は、複数の作業者及び複数の移動ロボットの作業時の動きを模擬したシミュレーション結果を示すグラフである。ここでは、１６人の作業者と１６台の移動ロボットとでシミュレーションを行った。 FIG. 12 is a graph showing the results of a simulation simulating the movements of a plurality of workers and a plurality of mobile robots during work. Here, a simulation was performed using 16 workers and 16 mobile robots.
図１２（ａ）は、予め作成されたピッキングリストの作業順の通りにピッキング作業を行った場合の結果を示している。図１２（ｂ）は、上記の第１実施形態のように、待ち時間コスト及び移動時間コストを計算してピッキング作業を行った場合の結果を示している。図１２（ｃ）は、上記の第２実施形態のように、各作業者の残りのピッキング数に応じて譲り合うような待ち時間コスト及び移動時間コストを計算してピッキング作業を行った場合の結果を示している。 FIG. 12(a) shows the result when the picking work is performed in accordance with the work order of the picking list created in advance. FIG. 12(b) shows the result when the waiting time cost and travel time cost are calculated and the picking operation is performed as in the first embodiment described above. FIG. 12(c) shows the result when picking work is performed by calculating the waiting time cost and travel time cost, which are negotiated according to the number of remaining picks for each worker, as in the second embodiment described above. It shows.
図１２から分かるように、待ち時間コスト及び移動時間コストによって目的地を選定してピッキング作業を行った場合には、ピッキングリストの作業順の通りにピッキング作業を行った場合に比べて、移動時間及び待ち時間の合計が短縮されることが確認された。これにより、作業時間が短縮され、スループットが向上する、という本発明の効果が実証された。 As can be seen from Figure 12, when picking is performed by selecting a destination based on waiting time cost and travel time cost, the travel time is lower than when picking is performed according to the order of the picking list. It was confirmed that the total waiting time was reduced. This demonstrated the effectiveness of the present invention in shortening work time and improving throughput.
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐまでの経路に他作業者Ｓｂが存在するかどうかを判断することで、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐまでの経路において、他作業者Ｓｂがピッキング作業を行うかどうかが判断されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐがある同じ通路内に他作業者Ｓｂが存在するどうかを判断することで、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐまでの経路において、他作業者Ｓｂがピッキング作業を行うかどうかを判断してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, by determining whether or not another worker Sb exists on the route to the work position P where the self-worker Sa is scheduled to perform the picking work, the self-worker Sa is scheduled to perform the picking work. Although it is determined whether the other worker Sb performs the picking work on the route to the work position P, the present invention is not limited to such a form. For example, by determining whether there is another worker Sb in the same passage where the work position P where the self-worker Sa is scheduled to perform the picking work, the work position P where the self-worker Sa is scheduled to perform the picking work is determined. In the route up to, it may be determined whether another worker Sb performs the picking work.
また、上記実施形態では、自作業者Ｓａがピッキング作業を実施する予定の作業位置Ｐまでの経路に他作業者Ｓｂが存在すると判断されると、自作業者Ｓａの待ち時間コスト及び移動時間コストが算出されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、他作業者Ｓｂが作業位置Ｐまでの経路に存在しなくても、次の目的地となる作業位置Ｐに設定された情報を用いて、自作業者Ｓａの待ち時間コスト及び移動時間コストを算出してもよい。次の目的地となる作業位置Ｐに設定された情報としては、他作業者Ｓｂが作業位置Ｐに到着するまでの時間及び他作業者Ｓｂの残りのピッキング数等がある。 Furthermore, in the above embodiment, when it is determined that another worker Sb exists on the route to the work position P where the self-worker Sa is scheduled to carry out the picking work, the waiting time cost and travel time cost of the self-worker Sa are calculated. However, it is not limited to such a form. For example, even if there is no other worker Sb on the route to the work position P, the waiting time cost and travel time cost of the own worker Sa can be calculated using the information set for the work position P, which is the next destination. It may be calculated. The information set for the work position P serving as the next destination includes the time until the other worker Sb arrives at the work position P, the remaining picking number of the other worker Sb, and the like.
また、上記実施形態では、自作業者Ｓａの待ち時間コスト及び移動時間コストを算出する際に、作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの移動経路として、作業位置Ｐまでの最短経路が生成されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、ピッキング作業を行っている他作業者Ｓｂを迂回するような経路を、作業位置Ｐまでの自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの移動経路として生成してもよい。具体的には、図５（ａ）に示されるように、作業位置Ｐまでの最短経路において他作業者Ｓｂがピッキング作業を行っている場合には、他作業者Ｓｂが存在する通路を通らずに、他作業者Ｓｂが存在する通路とは別の通路を通って作業位置Ｐに回り込むような移動経路を選択してもよい。
In addition, in the above embodiment, when calculating the waiting time cost and travel time cost of the self-worker Sa, the shortest path to the work position P is used as the movement route of the self-worker Sa and the self-
また、上記実施形態では、自作業者Ｓａの待ち時間コスト及び移動時間コストに基づいて、自作業者Ｓａが２番目以降にピッキング作業を行う作業位置Ｐが次の目的地として選定されているが、特にそのような形態には限られない。例えば自作業者Ｓａが１番目にピッキング作業を行う作業位置Ｐについても、待ち時間コスト及び移動時間コストに基づいて、目的地として選定してもよい。 Furthermore, in the embodiment described above, the work position P where the self-worker Sa performs the second and subsequent picking operations is selected as the next destination based on the waiting time cost and travel time cost of the self-worker Sa. It is not limited to such a form. For example, the work position P where the self-worker Sa performs the picking work first may also be selected as the destination based on the waiting time cost and the travel time cost.
また、上記実施形態では、現在の作業位置Ｐでのピッキング作業が完了したと判定されると、自作業者Ｓａの待ち時間コスト及び移動時間コストが算出されているが、特にその形態には限られず、現在の作業位置Ｐでのピッキング作業中に、自作業者Ｓａの待ち時間コスト及び移動時間コストを算出してもよい。 Furthermore, in the above embodiment, when it is determined that the picking work at the current work position P is completed, the waiting time cost and travel time cost of the self-worker Sa are calculated, but this is not limited to this particular form. , during the picking work at the current work position P, the waiting time cost and travel time cost of the self-worker Sa may be calculated.
また、上記実施形態では、各移動ロボット３において、自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの待ち時間コスト及び移動時間コストが算出され、自作業者Ｓａ及び自移動ロボット３ａの目的地が選定されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、作業情報管理装置５において、移動ロボット３と協働する作業者Ｓの待ち時間コスト及び移動時間コストと作業者Ｓの目的地とを、全ての移動ロボット３分だけまとめて計算してもよい。この場合には、複数の作業者Ｓの何れかが第１作業者となり、他の作業者Ｓが第２作業者となる。
Furthermore, in the above embodiment, in each
また、上記実施形態では、部品に付されたバーコードをバーコードリーダ１２で読み取ることで、ピッキングされた部品が検出され、残りのピッキング数が検知されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、部品が移動ロボット３の台車上に置かれたことを検出するセンサを用いてもよい。この場合には、ピッキングされた部品が移動ロボット３の台車上に置かれることで、ピッキングされた部品が検出される。
Further, in the above embodiment, the picked parts are detected and the remaining number of picked parts is detected by reading the barcode attached to the part with the
また、上記実施形態では、レーザセンサ１１の検出データによるＳＬＡＭ手法を用いて、移動ロボット３の自己位置が推定されているが、特にそのような形態には限られない。移動ロボット３の自己位置を推定する手法としては、例えば走行経路に設置された磁気テープを検出する磁気センサ、カメラの画像データによるＳＬＡＭ手法、移動ロボット３の移動量及び移動方向を検出するオドメトリセンサ等を用いてもよい。また、部品配送センサのレイアウト情報を記憶しておき、作業情報管理装置５から通知された現在の作業指示内容から、移動ロボット３の現在位置を推定してもよい。
Further, in the embodiment described above, the self-position of the
また、移動ロボット３の自己位置の推定機能は、移動ロボット３の外部にあってもよい。例えば、部品配送センサの作業エリアＡにカメラを設置し、カメラの画像データから移動ロボット３の自己位置を推定してもよい。
Further, the function of estimating the self-position of the
また、上記実施形態では、作業者Ｓ毎に異なるピッキングリストＬが配布されているが、特にその形態には限られず、例えば１つのピッキングリストＬを複数の作業者Ｓで共有してもよい。 Further, in the above embodiment, different picking lists L are distributed to each worker S, but the form is not particularly limited, and for example, one picking list L may be shared by a plurality of workers S.
また、上記実施形態では、作業者Ｓが部品を運搬する移動ロボット３と協働してピッキング作業を行っているが、本発明は、移動ロボット３等といった自律走行型の移動体を使用せずに、作業者Ｓが手動運搬用の台車を押しながら移動してピッキング作業を行う場合にも適用可能である。この場合には、作業者Ｓが持っている携帯端末に作業指示システムの少なくとも一部の構成が具備されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the worker S performs the picking work in cooperation with the
また、上記実施形態では、作業者Ｓが棚２から部品を取り出して移動ロボット３に載せるピッキング作業を行っているが、本発明は、作業者Ｓが自律走行型の移動体または手動運搬用の台車から部品を取り出して棚２に収納する作業等にも適用可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the worker S performs the picking work of taking out parts from the
また、本発明は、部品や荷物等の品物を取り扱う作業には限られず、複数の作業者が移動しながら作業を実施する際に作業指示を行うシステムであれば、適用可能である。 Further, the present invention is not limited to work that handles items such as parts and luggage, but can be applied to any system that provides work instructions when a plurality of workers perform work while moving.
１…作業指示システム、３…移動ロボット（移動体）、１１…レーザセンサ（自己位置推定部）、１２…バーコードリーダ（検知部）、２１…自己位置推定部、２２…残ピッキング数算出部（検知部）、２３…作業情報通知部（通知部）、２４…作業情報取得部（取得部）、２６，２６Ａ…コスト算出部、２７…目的地選定部、２８，２８Ａ…走行制御部（制御部）、２９…比較部、Ａ…作業エリア、Ｐ…作業位置、Ｓ…作業者、Ｓａ…自作業者（第１作業者）、Ｓｂ…他作業者（第２作業者）。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記作業者の位置及び作業状況に関する情報を通知する通知部と、
前記複数の作業者のうち何れかの第１作業者以外の第２作業者の位置及び作業状況に関する情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記第２作業者の位置及び作業状況に関する情報に基づいて、前記第１作業者が作業を行う予定の複数の作業位置に対して、前記第１作業者が前記作業位置までの経路において前記第２作業者の作業が終了するまで待つ時間のコストである待ち時間コストと、前記第１作業者が前記作業位置まで移動する時間のコストである移動時間コストとを算出するコスト算出部と、
前記コスト算出部により前記複数の作業位置に対して算出された前記待ち時間コスト及び前記移動時間コストのうち、前記待ち時間コストと前記移動時間コストとの合計が最小となる作業位置を前記第１作業者の目的地として選定する目的地選定部とを備える作業指示システム。 A work instruction system that issues work instructions when multiple workers move and carry out work in a work area,
a notification unit that notifies information regarding the location and work status of the worker;
an acquisition unit that acquires information regarding the position and work status of a second worker other than the first worker among the plurality of workers;
Based on the information regarding the position and work status of the second worker acquired by the acquisition unit, the first worker performs the work at a plurality of work positions where the first worker is scheduled to perform the work. Calculate the waiting time cost, which is the cost of waiting until the second worker finishes the work on the route to the position, and the travel time cost, which is the cost of the time it takes for the first worker to move to the work position. a cost calculation department,
Among the waiting time cost and the travel time cost calculated for the plurality of work positions by the cost calculation unit, the work position where the sum of the waiting time cost and the travel time cost is the minimum is selected as the first work position. A work instruction system includes a destination selection unit that selects a destination for a worker.
前記通知部は、前記作業者の作業状況に関する情報として、前記現在位置での前記作業者の残りの作業数を通知し、
前記取得部は、前記第２作業者の作業状況に関する情報として、前記現在位置での前記第２作業者の残りの作業数を取得し、
前記コスト算出部は、前記現在位置での前記第２作業者の残りの作業数に基づいて、前記待ち時間コストを算出する請求項１記載の作業指示システム。 further comprising a detection unit that detects the number of remaining tasks of the worker at the worker's current position,
The notification unit notifies the number of remaining tasks of the worker at the current position as information regarding the work status of the worker,
The acquisition unit acquires the number of remaining tasks of the second worker at the current position as information regarding the work status of the second worker,
The work instruction system according to claim 1, wherein the cost calculation unit calculates the waiting time cost based on the number of remaining tasks of the second worker at the current location.
前記コスト算出部は、前記比較部によって前記第１作業者の作業数が前記第２作業者の残りの作業数よりも少ないと判断されたときは、前記待ち時間コストをゼロとする請求項３記載の作業指示システム。 The number of remaining tasks of the second worker at the timing when the first worker arrives at the position where the second worker is present on the route to the work position, and the number of tasks of the first worker at the work position. It further includes a comparison section for comparing the number of operations.
3. The cost calculation unit sets the waiting time cost to zero when the comparison unit determines that the number of tasks performed by the first worker is smaller than the remaining number of tasks performed by the second worker. Work instruction system as described.
前記作業者は、前記移動体と共に移動しながら、前記移動体に前記品物を載せる作業または前記移動体から前記品物を取り出す作業を実施し、
前記作業指示は、前記移動体に対して行われ、
前記待ち時間コストは、前記第１作業者が前記第１作業者と協働する移動体と共に前記作業位置までの経路において前記第２作業者の作業が終了するまで待つ時間のコストであり、
前記移動時間コストは、前記第１作業者が前記第１作業者と協働する移動体と共に前記作業位置まで移動する時間のコストである請求項１記載の作業指示システム。 Equipped with a mobile body capable of autonomous driving on which goods are loaded,
The worker performs work of placing the item on the moving body or taking out the item from the moving body while moving with the moving body,
The work instruction is given to the mobile object,
The waiting time cost is the cost of the time the first worker waits until the second worker completes the work on the route to the work position together with a moving body that cooperates with the first worker,
2. The work instruction system according to claim 1, wherein the travel time cost is a time cost for the first worker to travel to the work position together with a moving body that cooperates with the first worker.
前記自己位置推定部により推定された前記移動体の自己位置に基づいて、前記目的地選定部により選定された前記目的地まで前記移動体を移動させるように制御する制御部とを更に備え、
前記通知部は、前記作業者の位置として、前記作業者と協働する移動体の自己位置を通知する請求項５記載の作業指示システム。 a self-position estimating unit that estimates the self-position of the mobile object;
further comprising a control unit that controls the mobile body to move to the destination selected by the destination selection unit based on the self-position of the mobile body estimated by the self-position estimation unit,
6. The work instruction system according to claim 5, wherein the notification unit notifies the self-position of a movable body that cooperates with the worker as the position of the worker.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022137073A JP2024033479A (en) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | Work instruction system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022137073A JP2024033479A (en) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | Work instruction system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024033479A true JP2024033479A (en) | 2024-03-13 |
Family
ID=90193268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022137073A Pending JP2024033479A (en) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | Work instruction system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024033479A (en) |
-
2022
- 2022-08-30 JP JP2022137073A patent/JP2024033479A/en active Pending
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