JP5608039B2 - 組合せ秤 - Google Patents

Description

本発明は、被計量物の重量を計量する組合せ秤に関し、更に詳しくは、被計量物の供給および排出を作業者が行う手動式の組合せ秤に関する。

従来、被計量物の供給及び取り出しを作業者の手作業により行う手動式の組合せ秤がある（例えば、特許文献１、２参照）。

このような手動式の組合せ秤の場合、ロードセル等の荷重検出器を取り付けた計量皿を複数備え、作業者が各計量皿に被計量物を載せると、各計量皿の被計量物の重量が荷重検出器によって計量されて、各計量皿の重量値に基づいて組合せ演算が行われる。そして、被計量物の合計重量である組合せ重量が、所定重量範囲になる最適組合せになると、その組合せに対応する各計量皿では各計量皿近傍にそれぞれ設けてある組合せランプを点灯させることで、作業者が、組合せランプが点灯している計量皿から被計量物を降ろして取り出すように構成されている。

このような手動式の組合せ秤では、被計量物の個数を指定した組合せ計量を行うことが可能であり、例えば、略同じ重量のニンジンを、５本選別して所定重量範囲内の５本入りのニンジンパック用の計量を行うような場合には、ニンジンの本数、５本を指定した組合せ計量が行われる。

この場合、作業者が、各計量皿に１本ずつニンジンを載せると、各計量皿の重量値に基づいて組合せ演算が行われ、５つの計量皿からなる組の合計重量値である組合せ重量値が所定重量範囲内にある最適組合せを選択し、その最適組合せに対応する各計量皿では、各計量皿近傍に設けてある組合せランプをそれぞれ点灯させることで、作業者が、組合せランプが点灯している計量皿からニンジンを降ろしてパックすることによって、組合せ重量が所定重量範囲内である５本入りのニンジンパックを生産することができる。

特開平３−２５１７２５号公報 特開平２−１０２２７号公報

上述のように、個数を指定した組合せ計量の場合に、各計量皿に１個ずつ被計量物を載せる方が、最も組合せの数が多くなるので、組合せ演算が成立する確率は高くなる。

しかしながら、各計量皿に被計量物を１個ずつ載せ、組合せ演算が成立して最適組合せの各計量皿から１個ずつ被計量物を降ろすのは、例えば、上述の５本入りのニンジンパック用の計量を行うような場合には、５皿の各計量皿に１本ずつニンジンをそれぞれ載せ、最適組合せの５皿の各計量皿から１本ずつニンジンを降ろす必要があり、作業性が悪い。

そこで、組合せ演算が成立する確率を多少犠牲にしても、作業性を高めるために、５本入りのニンジンパック用の計量を行うような場合には、計量皿の半数、例えば、１２皿の計量皿の半数である６皿の各計量皿には、３本のニンジンをそれぞれ載せ、残りの６皿の各計量皿には、２本のニンジンをそれぞれ載せて５本となる組合せ計量を行うことが考えられる。

この場合、各皿に１本ずつ載せる場合に比べて、５本となる組合せの数が少なくなるので、組合せ演算が成立する確率は低くなるものの、２つの計量皿の一方の計量皿に３本のニンジンを一度に載せ、他方の計量皿に２本にニンジンを一度に載せ、組合せ演算が成立した最適組合せの２皿の計量皿の一方の計量皿から３本のニンジンを一度に降ろし、他方の計量皿から２本のニンジンを一度に降ろせばよく、５皿の各計量皿に、１本ずつニンジンをそれぞれ載せて、最適組合せの５皿の各計量皿から１本ずつニンジンをそれぞれ降ろすのに比べて作業性は向上する。

しかしながら、従来の組合せ秤では、計量皿への被計量物の載せ方を異ならせて組合せ演算を行った場合に、その組合せ演算の成立する確率がどの程度になるかといった情報をユーザに提供することができず、このため、ユーザは、計量皿への被計量物の載せ方を選択する際に、どの載せ方を選択するのが適切であるかを判断するのが困難であった。

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、個数を指定した組合せ計量を行う場合に、計量皿への被計量物の載せ方を選択するのに有用な情報を提供できるようにすることを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。
（１）本発明の組合せ秤は、複数の計量部に被計量物が手動で載せられ、各計量部の前記被計量物の重量値に基づいて、前記複数の計量部への前記被計量物の載せ方に応じた組合せ演算を行って、該組合せ演算が成立して、設定条件を満たす計量部の組合せである最適組合が選択されたときには、前記最適組合せの計量部に載せられている被計量物が手動で降ろされる組合せ秤であって、前記組合せ演算の成立に関する情報を、前記複数の計量部への前記被計量物の複数の載せ方にそれぞれ対応させて出力する出力手段を備える。
本発明の組合せ秤によると、組合せ演算の成立に関する情報が出力されるので、ユーザは、組合せ秤を稼動させて実際の計量作業を開始する前に、被計量物の載せ方毎に組合せ演算の成立に関する情報を得ることができ、これによって、どの載せ方を採用すると、組合せ演算の成立がどのようになるかを把握できることになり、被計量物の載せ方の選択が容易となる。

（２）本発明の組合せ秤の好ましい実施態様では、前記被計量物の重量データに基づいて、正規分布に従う乱数として前記被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を生成する仮想重量値生成手段と、前記仮想重量値生成手段で生成した仮想重量値の前記被計量物を、予め設定されている複数の載せ方に従って、前記複数の計量部に載せたと想定したときの各計量部の仮想重量値に基づいて、各載せ方に応じた組合せ演算をそれぞれ行って仮想の前記最適組合せを選択する仮想組合せ演算手段とを備え、前記出力手段は、前記仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果として、前記組合せ演算の成立に関する情報を、前記各載せ方に対応させて出力するものである。

組合せ演算の成立に関する情報とは、組合せ演算の成立に関係する情報をいい、例えば、組合せ演算が成立して最適組合せが選択できる組合せ演算の成立回数であってもよいし、組合せ演算を行った回数（全計量回数）に占める組合せ演算の成立回数、すなわち、組合せ演算の成立率（成功率）であってもよく、あるいは、組合せ演算が成立しなかった場合に、被計量物を廃棄して新しい被計量物の仮想重量値に置き換えることを想定して、被計量物の全体の個数から廃棄した被計量物の個数を減じた個数が、前記全体の個数に占める割合である良品率などであってもよい。

出力手段は、表示出力、印字出力、音声出力、あるいは、送信出力するものであってもよく、それら出力を組合せてもよい。

本発明の組合せ秤によると、被計量物の重量データに基づいて、被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を生成し、この仮想重量値を用いて予め設定されている複数の載せ方に従って計量部に被計量物を載せたと想定して、各載せ方に応じた組合せ演算を行って仮想の最適組合せを選択する仮想の組合せ演算を行い、その組合せ演算の成立に関する情報を、各載せ方に対応させて出力するので、ユーザは、組合せ秤を稼動させて実際の計量作業を開始する前に、被計量物の載せ方毎に組合せ演算の成立に関する情報を得ることができ、これによって、どの載せ方を採用すると、組合せ演算の成立がどのようになるかを把握できることになり、被計量物の載せ方の選択が容易となる。

（３）本発明の組合せ秤の別の実施態様では、前記被計量物の重量データが、複数の前記被計量物の重量値の平均値および標準偏差である。

被計量物の重量値の平均値および標準偏差は、当該組合せ秤によって、被計量物の複数のサンプルを実際に計量することによって算出してもよいし、当該組合せ秤に、被計量物の重量値の平均値および標準偏差を直接設定するようにしてもよい。

この実施態様によると、仮想重量値生成手段では、被計量物の重量値が正規分布するものとして、複数の前記被計量物の重量値の平均値および標準偏差を用いて、正規分布に従う乱数として被計量物の仮想重量値を生成することができる。

（４）本発明の組合せ秤の好ましい実施態様では、前記出力手段は、前記仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果として、前記仮想の最適組合せの被計量物の仮想重量値を合計した仮想組合せ重量値に関する情報を、前記各載せ方に対応させて出力する。

仮想組合せ重量値に関する情報とは、仮想組合せ重量値に関係する情報をいい、例えば、仮想組合せ重量値そのものであってもよいし、その平均値、標準偏差、最小値や最大値などであってもよく、あるいは、仮想組合せ重量値の平均値と目標組合せ重量値との偏差などであってもよい。

この実施態様によると、仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果として、仮想の最適組合せの仮想組合せ重量値に関する情報が、各載せ方に対応して出力されるので、仮想組合せ重量値と目標組合せ重量値との偏差などを把握することが可能となり、例えば、載せ方毎に歩留まりや重量のばらつきなどを把握するといったことが可能となり、ユーザが、載せ方を選択する際の判断が容易となる。

（５）本発明の組合せ秤の別の実施態様では、前記出力手段は、前記仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果として、前記仮想の最適組合せを選択する回数が設定回数に達するまでに要する前記被計量物の前記手動による載せ降ろしの作業時間に関する情報を、前記各載せ方に対応させて出力する。

手動による載せ降ろしの作業時間に関する情報とは、手動による載せ降ろしの作業時間に関係する情報をいい、手動による載せ降ろしの作業時間の予測値であってもよいし、手動による載せ降ろしの作業回数の予測値などであってもよい。

この実施態様によると、仮想の最適組合せを選択する回数が設定回数に達するまで、例えば、組合せ演算が成立して最適組合せが選択される回数が、目標とする設定回数に達して目標生産数が得られるまでに必要な手動による被計量物の載せ降ろしの作業時間に関する情報が、載せ方毎に出力されるので、ユーザは、目標生産数が得られるまでの手動による載せ降ろしの作業時間を考慮して、被計量物の載せ方を選択することができる。

（６）本発明の組合せ秤の別の実施態様では、前記複数の載せ方は、前記複数の各計量部に前記被計量物を同数載せる載せ方と、前記複数の計量部を複数に区分し、区分毎に載せる被計量物の数を異ならせ、かつ、同じ区分の各計量部に前記被計量物を同数載せる載せ方と、前記複数の計量部の一部の計量部を、前記最適組合せに優先的に参加させる優先計量部とし、該優先計量部と他の計量部とで載せる被計量物の数を異ならせる載せ方の少なくともいずれか一つの載せ方を含むものである。

この実施態様によると、複数の各計量部に被計量物を同数載せる載せ方と、複数の計量部を複数に区分し、区分毎に載せる被計量物の数を異ならせ、かつ、同じ区分の各計量部に前記被計量物を同数載せる載せ方と、複数の計量部の一部の計量部を、最適組合せに優先的に参加させる優先計量部とし、該優先計量部と他の計量部とで載せる被計量物の数を異ならせる載せ方の少なくともいずれか一つの載せ方について、ユーザは、仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果に基づいて、いずれの載せ方を選択すべきかを判断することができる。

（７）本発明の組合せ秤の別の実施態様では、前記最適組合せの計量部が満たす前記設定条件は、該最適組合せの計量部に載せた被計量物の重量値を合計した組合せ重量値が許容重量範囲内であって、かつ、最適組合せの計量部に載せた被計量物の数の合計が、設定数である。

前記設定条件は、組合せ重量値が許容重量範囲内となる組合せが複数存在する場合には、前記組合せ重量値が、目標組合せ重量値と同じか、あるいは、目標組合せ重量値に最も近いものであるのが好ましい。

この実施態様によると、組合せ重量値が許容重量範囲内であって、被計量物の数が、設定数となる組合せ計量を行なうことができる。

このように本発明によれば、組合せ演算の成立に関する情報を出力するので、ユーザは、組合せ秤を稼動させて実際の計量作業を開始する前に、被計量物の載せ方毎の組合せ演算の成立に関する情報を得ることができ、これによって、どの載せ方を採用すると、組合せ演算の成立がどのようになるかを把握できることになり、被計量物の載せ方の選択が容易となる。

図１は本発明の一つの実施形態に係る組合せ秤の斜視図である。 図２は図１の組合せ秤の構成を示すブロック図である。 図３は組合せシミュレーションの画面例を示す図である。 図４は仮想重量発生の画面例を示す図である。 図５は仮想重量発生の手順を示すフローチャートである。 図６は被計量物の載せ方の選択画面例を示す図である。 図７は被計量物の載せ方の選択画面の他の例を示す図である。 図８は被計量物の載せ方の選択画面の更に他の例を示す図である。 図９は組合せシミュレーションの画面例を示す図である。 図１０は各載せ方による組合せ演算のシミュレーションの手順を示すフローチャートである。 図１１は組合せ演算のシミュレーション結果の画面例を示す図である。 本発明の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態にかかる組合せ秤の斜視図である。

この実施形態に係る組合せ秤１は、手動式の組合せ秤であって、被計量物が載せられる複数の計量皿２と、計量皿２等を支持するフレーム部３と、各種の設定や表示などを行う制御ユニット４とを備えている。

各計量皿２は、その下方の図示しない各荷重センサにそれぞれ連結されており、各計量皿２及び各荷重センサによって、各計量皿２に載せられた被計量物を計量する計量部が構成される。各計量皿２は、フレーム部３上の左右に６皿ずつ計１２皿が配置されている。この組合せ秤１は、手動式であるため、作業者が直接各計量皿２に対して、被計量物の載せ降ろしを行う。

フレーム部３の中央部には、前後方向に沿ってＬＥＤ等からなる１２個の組合せランプ５が、計量皿２に個別に対応するように設置されている。この組合せランプ５の緑色の点灯によって、作業者は、組合せ演算が成立して最適組合せとして選択された（排出すべき）被計量物を認識したり、赤色の点滅によってエラー等を認識したりすることができる。フレーム部３の後方側の中央には、組合せの再計算を行わせるためのリセットボタン６が設けられている。

制御ユニット４は、フレーム部３の前方に位置しており、その前面には表示部７が設けられている。表示部７には組合せ条件や後述のシミュレーション条件等を設定するための画面や組合せ演算結果についての画面などが表示される。この実施形態ではタッチパネルを採用しているため、表示部７の表面部分が入力部８となっている。この入力部８によって、組合せ条件などの設定を行うことができる。組合せ条件には、許容上限値及び目標組合せ重量値が含まれる。なお、この実施形態では、表示部７と入力部８が一体となっているが、表示部７と入力部８とを個別の構成としてもよい。

図２は、図１の組合せ秤１のブロック図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付している。

上述のように、各計量皿２と、各計量皿２にそれぞれ連結された各荷重センサ１１とによって、各計量皿２に載せられた被計量物の重量をそれぞれ計量する各計量部１２が構成される。

制御ユニット４は、演算制御部９及びメモリ１０を備えると共に、上述の表示部７及び入力部８を備え、演算制御部９及びメモリ１０は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成されている。制御ユニット４の演算制御部９では以下の演算制御を行う。すなわち、各計量部１２の荷重センサ１１からの荷重信号に基づき被計量物の重量を算出し、その算出した重量をメモリ１０に記憶させる。さらに、算出した被計量物の重量に基づいて、被計量物の載せ方に応じた組合せ演算を行い、載せられている被計量物の個数の合計が指定個数になると共に、被計量物の重量の合計である組合せ重量値が、目標とする組合せ重量値に対する許容重量範囲（所定重量範囲）内になる計量部１２の組合せを１組探し、組合せ演算が成立して前記１組の組合せが求まると、その組合せを最適組合せとする。目標組合せ重量値に対する許容範囲となる組合せが複数存在する場合には、目標組合せ重量値と同じか目標組合せ重量値に最も近い計量部１２の組合せを１組選択し、その組合せを最適組合せとする。そして、組合せ演算が成立して最適組合せとして選択されている計量部１２の計量皿２に対応する組合せランプ５を点灯し、最適組合せの被計量物の重量の合計（組合せ重量値）を表示部７に表示する。

作業者は、組合せランプ５が緑色に点灯している最適組合せの計量皿２の被計量物を降ろして、例えば１つの袋へまとめてパックする。このパックされた被計量物の個数の合計が指定個数となると共に、被計量物の合計重量である組合せ重量値は、目標組合せ重量値に対する許容重量範囲内となっている。

また、演算制御部９は、後述のようにして、被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を生成する仮想重量値生成手段として機能すると共に、生成した仮想重量値を用いて、予め設定された載せ方に応じた組合せ演算のシミュレーションを行う仮想組合せ演算手段として機能し、そのシミュレーション結果を、表示部７に表示出力する。

この実施形態では、被計量物の個数を指定した組合せ計量を行う場合に、ユーザが、計量皿２への被計量物の載せ方としてどの載せ方を選択して組合せ計量を行ったらよいかを判断する際に、有用な情報を提供できるように、次のようにしている。

すなわち、この実施形態では、被計量物の複数のサンプルの重量を実際に計量し、その重量データに基づいて、被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を生成し、この仮想重量値の被計量物を、予め設定した複数の載せ方に従って、１２皿の各計量皿２に載せたと想定したときの各計量皿１２の仮想重量値に基づいて、各載せ方に応じた仮想の組合せ演算を行い、その組合せ演算の結果として、各載せ方の組合せ演算の成立率、すなわち、最適組合せの成功率を表示するようにしている。つまり、予め設定した複数の載せ方に従って、各計量皿２に被計量物を載せたときの組合せ演算のシミュレーションを行うものである。

このシミュレーションを行うために、先ず、被計量物の重量値を、仮想重量値として生成する。具体的には、予め被計量物の複数のサンプルを実際に計量し、被計量物の重量が正規分布しているとして、その平均値および標準偏差を求める。求めた被計量物の重量の平均値および標準偏差を用いて、被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を、正規分布に従う乱数として生成する。

ここで、正規分布に従う被計量物の仮想重量値の生成について説明する。

正規分布は、次式で示される確率密度関数を持っている。

ここで、μは平均、σ²は分散であり、この正規分布をＮ（μ，σ²）と表す。

重量値が、ｘ１，ｘ２，…Ｘｎであると、平均重量値は、

このとき、

を分散（正確には標本分散）といい、母集団が十分に大きく標本数が有限の場合、分散σ²の推定値として

を不偏分散という。この不偏分散の期待値は母集団の分散に等しい。この分散または不偏分散の正の平方根が標準偏差である。

したがって、被計量物の平均重量と標準偏差とが判れば、確率密度関数によって、被計量物の重量の正規分布データを得ることができる。

そこで、被計量物の平均重量と標準偏差とに基づいて、被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を、正規分布に従う乱数として生成することができる。

この正規乱数は、一様乱数をボックス・ミューラー法（Box-Muller Transform）で変換することによって生成することができる。

すなわち、０以上１未満の範囲の一様乱数数値ｒ１，ｒ２を、ボックス・ミューラー法に基づく次式に代入して、正規乱数を演算する。

ここで、ｒ１，ｒ２は、一様乱数を発生させるＲｎｄ関数による一様乱数値、
ｒ１＝Ｒｎｄ（１）
ｒ２＝Ｒｎｄ（１）
である。

上記正規乱数に、上述の標準偏差を乗じると共に、平均重量値を加えることによって、
下記式に示す正規分布に従う正規乱数を、被計量物の重量値を仮想した仮想重量値として生成することができる。

次に、この実施形態の組合せ演算のシミュレーションの手順について説明する。

ここでは、被計量物としてのニンジンの個数指定の計量を行い、所定重量範囲内の５本入りのニンジンパック用の計量を行う場合に適用して説明する。

なお、被計量物は、ニンジンに限らず、他の野菜や魚介類あるいは食肉等であってもよいのは勿論である。

先ず、制御ユニット４の入力部８を操作して表示部７に、メイン画面を呼び出し、品名、例えば、「ニンジン」を選択し、品種登録画面を開いて、目標組合せ重量値、例えば、５００ｇ、許容上限値、例えば、５２０ｇ、目標生産数、例えば、１０００の登録を行う。

次に、表示部７に表示されているシミュレーションモードキーを操作して、図３に示す組合せシミュレーション画面に移行する。この時、組合せシミュレーション画面の上部の組合せ条件表示エリア１３には、選んだ品種の組合せの設定条件、例えば、品番、品種名（被計量物）「ニンジン」、目標組合せ重量値「５００ｇ」、許容上限値「５２０ｇ」、目標生産数「１０００」が表示され、その設定内容が、その品種のシミュレーション用のデータとして読み込まれる。

次に、この組合せシミュレーション画面の仮想重量発生キー１４を操作して、組合せシミュレーションを行うための被計量物の仮想重量値を生成する仮想重量発生画面に移行し、被計量物の複数のサンプルの重量を実際に計量し、その平均値、標準偏差を求め、それに基づく正規分布の乱数を発生させシミュレーションに必要な仮想重量値（分布）を求める。

図４は、仮想重量発生画面の例を示している。この仮想重量発生画面では、設定機能を持ったタッチ式キーが表示され、数値を表示している枠内にタッチすると、数値設定用のポップアップ画面が表れて、該画面にタッチすることで数値を設定することができる。

仮想重量発生画面のサンプル個数表示＆設定キー１５によって、被計量物の重量データとして被計量物の重量の平均値及び標準偏差を算出するために、実際に計量する被計量物のサンプルの個数、例えば、「２４」を設定する。

被計量物重量データ取得キー１６によって、組合せ秤１の計量皿２に実際に載せた被計量物のサンプルの計量値を取り込み、取り込んだ個数、例えば、「１２」を、取得した被計量物重量データ数表示エリア１７に表示する。

実際に取り込んだ被計量物のサンプルの個数が、所定個数に達すると、平均値表示＆設定キー１８によって平均値、例えば、「１０５．６」を表示し、標準偏差表示＆設定キー１９によって標準偏差、例えば、「９．８」を表示する。

被計量物の計量値データを取り込まずに、すなわち、被計量物を実際に計量することなく、平均値表示＆設定キー１８によって、平均値を設定し、標準偏差表示＆設定キー１９で標準偏差を設定することもできる。

仮想重量発生数設定キー２０によって、発生させる仮想重量値の数、例えば、「１００」を設定し、仮想重量発生演算キー２１にタッチして、仮想重量情報表示エリア２２に発生させる仮想重量値の情報を表示する。

仮想重量情報表示エリア２２のヒストグラム表示エリア２３では、発生させた仮想重量値の平均値、例えば、「１０６．２」と、標準偏差、例えば、「９．７」と、ヒストグラムとをそれぞれ表示して、実際に計量皿２で計量した被計量物のサンプルと同様の正規分布のデータが発生しているか確認することができる。

シミュレーション画面呼び出しキー２４によって、次のシミュレーション画面を呼び出すことができる。「復帰」画面切り替えキー２５は、本画面を呼び出した画面に戻る機能を持ったキーである。

図５は、以上の仮想重量生成の手順を示すフローチャートである。

作業者が、１２皿の各計量皿２に、実際に１本ずつニンジンを載せた後、被計量物重量データ取得キー１６がＯＮされたか否か判断し（ステップＳ１）、ＯＮされたときには、計量値が安定している計量皿２の重量値を読み込んで記憶し（ステップＳ２）、取得データ数を表示し（ステップＳ３）、平均値及び標準偏差を算出して表示する（ステップＳ４）。

次に、仮想重量発生演算キー２１がＯＮされたか否かを判断し（ステップＳ５）、ＯＮされたときには、仮想重量値の発生数を読み込み（ステップＳ６）、正規乱数に従う仮想重量値を発生し（ステップＳ７）、発生した仮想重量値の平均値と標準偏差を算出して表示し（ステップＳ８）、ヒストグラムを表示する（ステップＳ９）。

図３の組合せシミュレーション画面では、上述の仮想重量値の生成の他に、被計量物の計量皿２への載せ方を選択することができる。この場合、図３の組合せシミュレーション画面の載せ方選択キー２６を操作して、図６に示される載せ方選択画面を表示する。

この載せ方選択画面において、先ず、被計量物の個数を指定する。ここでは、ニンジンを組合せする本数である５本を入力する。次に、載せ方を選択する。この載せ方には、
（１）１２皿の各計量皿２にニンジンを同数載せる標準
（２）１２皿の計量皿２を６皿ずつ２つに区分し、それぞれには同数載せる２ 分割
（３）最適組合せに優先的に参加させる優先の計量皿を使って２皿の優先計量 皿と残り１０皿の計量皿で組合せる優先機能
の３タイプから選択する。

図６では、（１）の標準を選択している。

次に、１皿には何本まで載せるか、１皿の計量皿２に載せる被計量物の個数を入力する。ここでは１本又は２本とする。

上記の個数が入力されれば自動的に載せ方のパターンが、「載せ方結果」として表示される。

この場合、標準を選択しているので、１２皿に同数載せて組合せる方法であるが、各皿に１本ずつ載せた場合は、１２皿から５皿を選択して５本の組合せが成立するが、各皿に２本ずつ載せた場合は、偶数の組合せしか出来ず、５本にならないので１２皿の各皿に２本ずつ載せる載せ方（２本×１２皿）は表示されず、１２皿の各皿に１本ずつ載せる載せ方（１本×１２皿）のみが表示される。

１本×１２皿の表示の横には、選択キー２９とハンドリング数「５」が表示される。選択キー２９は、この載せ方でシミュレーションを行いたい場合にタッチする。ハンドリング数は、計量皿２からニンジンを降ろすために手で扱う回数をいう。１本×１２皿の載せ方では、１本のニンジンがそれぞれ載せられている１２皿から最適組合せとして選択された５皿の各計量皿２から１本ずつニンジンを降ろすので、ハンドリング数は、５となる。

載せ方の選択が終了すると、戻るキー２７を操作して、シミュレーション画面に移行することができる。

図７は、上述の２分割の載せ方を選択した場合の選択画面の例を示している。この２分割では、図１に示される１２皿の計量皿２を、左右２列の６皿ずつの２つに区分し、各列の６皿に同数載せる組合せであって、１皿に載せる本数として、１本〜４本を入力すると、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に２本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋２本×６皿）、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に３本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋３本×６皿）、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に４本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋４本×６皿）、一方の列の６皿に２本ずつ、他方の列の６皿に３本載せる載せ方（２本×６皿＋３本×６皿）が表示されると共に、各載せ方に対応するハンドリング数、３，４、３、２、２が表示される。

ここで、ハンドリング数は、例えば、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に２本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋２本×６皿）の場合には、最適組合せとして、１本のニンジンがそれぞれ載せられている６皿の内の１皿から１本のニンジンを降ろし（ハンドリング数が１）、更に、２本のニンジンがそれぞれ載せられている６皿の内の２皿から２本のニンジンをそれぞれ降ろす（ハンドリング数が２）ので、ハンドリング数は３となり、あるいは、１本のニンジンがそれぞれ載せられている６皿の内の３皿から１本のニンジンをそれぞれ降ろし（ハンドリング数が３）、更に、２本のニンジンがそれぞれ載せられている６皿の内の１皿から２本のニンジンを降ろす（ハンドリング数が１）ので、ハンドリング数は４となる。すなわち、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に２本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋２本×６皿）の場合には、ハンドリング数が、３になるときと、４になるときとがある。

また、例えば、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に３本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋３本×６皿）の場合には、最適組合せとして、１本のニンジンがそれぞれ載せられている６皿の内の２皿から１本のニンジンをそれぞれ降ろし（ハンドリング数が２）、更に、３本のニンジンがそれぞれ載せられている６皿の内の１皿から３本のニンジンを一度に降ろす（ハンドリング数が１）ので、ハンドリング数は３となる。

同様に、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に４本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋４本×６皿）の場合、及び、一方の列の６皿に２本ずつ、他方の列の６皿に３本ずつ載せる載せ方（２本×６皿＋３本×６皿）の場合は、ハンドリング数は、いずれも２となる。

図８は、上述の優先機能の載せ方を選択した場合の選択画面の例を示している。

優先機能を選んで1皿に載せるニンジンの本数を、1本から４本まで設定している。最適組合せに優先的に参加させる優先皿の２皿は、例えば、図１において、左右２列の計量皿２の内、リセットボタン６に最も近い各列の端の２皿としている。

２皿の優先皿を利用した載せ方のパターンは、
（１）２皿の優先皿に２本ずつと、その他の１０皿に１本ずつ（優先２本×２皿＋１本×１０皿）
（２）２皿の優先皿に２本ずつと、その他の１０皿に２本ずつ（優先２本×２皿＋２本×１０皿）
（３）２皿の優先皿に２本ずつと、その他の１０皿に３本ずつ（優先２本×２皿＋３本×１０皿）
（４）２皿の優先皿に３本ずつと、その他の１０皿に１本ずつ（優先３本×２皿＋１本×１０皿）
（５）２皿の優先皿に３本ずつと、その他の１０皿に２本ずつ（優先３本×２皿＋２本×１０皿）
（６）２皿の優先皿４本ずつとその他の１０皿に１本ずつ（優先４本×２皿＋１本×１０皿）
の上記の６種類の載せ方があるが、（２）の載せ方は、偶数の組合せしか出来ず排除される。また、優先皿２本とその他の１０皿に４本ずつなど５本を超える組合せも排除される。なお、優先皿には最低２本以上載せるものとする。

従って（２）を除いた５パターンが「載せ方結果」として表示され、その中からシミュレーションしたい組合せパターンを選択する。図８では、２皿の優先皿に３本ずつと、その他の１０皿に１本ずつ載せる載せ方（優先３本×２皿＋１本×１０皿）と、２皿の優先皿４本ずつとその他の１０皿に１本ずつ載せる載せ方（優先４本×２皿＋１本×１０皿）とが選択されている。

この優先機能では、２皿の優先皿の一方の優先皿と、その他の１０皿とによって、ニンジンの本数が５本であって、かつ、組合せ重量値が、許容重量範囲となる最適組合せを探す組合せ演算が行われ、次に、２皿の優先皿の他方の優先皿と、その他の１０皿とによって、ニンジンの本数が５本であって、かつ、組合せ重量値が、許容重量範囲となる最適組合せを探す組合せ演算が行われる。すなわち、２皿の優先皿は、交互に、最適組合せに優先的に参加する。

ここでは、選択された載せ方の数は、上述の図６の標準で１つ、図７の２分割で２つ、図８の優先機能で２つの計５つとなる。

以上のシミュレーションの設定条件を整えることによって、図９に示すように、組合せシミュレーション画面には、設定した載せ方のパターンが反映されて表示され、シミュレーション開始キー２８にタッチして組合せ演算のシミュレーションを開始する。

図１０は、この組合せ演算のシミュレーションの動作を説明するためのフローチャートである。

先ず、目標組合せ重量を読み込み（ステップＳ２１）、許容上限値を読み込み（ステップＳ２２）、計量回数および上述のようにして選択された載せ方の数を読み込む（ステップＳ２３）。次に、本数×計量回数×載せ方の数分の仮想重量値を発生させて記憶する（ステップＳ２４）。

次に、上述のようにして選択された各載せ方に対応する組合せ演算のシミュレーションを順次行う。

先ず、シミュレーション用の計量皿メモリに仮想重量値を、最初の載せ方である１本×１２皿の載せ方に応じてセットする、すなわち、１２皿分の各計量皿メモリに、１本のニンジンの仮想重量値をそれぞれセットし（ステップＳ２５）、１本×１２皿の載せ方に応じて仮想の組合せ演算を行い（ステップＳ２６）、組合せ演算の結果として、組合せ本数が５本（組合せの皿数が５皿）となり、かつ、目標組合せ重量値に最も近い組合せ重量値を最適組合せの候補として記憶し（ステップＳ２７）、計量回数を１つ増加し（ステップＳ２８）、計量回数が設定回数になったか否かを判断し（ステップＳ２９）、設定回数に達していないときには、最適組合せの候補として組合せに参加した計量皿からニンジンを降ろしたとして、組合せに参加した計量皿メモリのデータをクリアし、（ステップＳ３０）、ニンジンを降ろした計量皿に新しいニンジンを載せたとして、クリアされた計量皿メモリに次の仮想重量値をセットしてステップＳ２６に戻る（ステップＳ３１）。

ステップＳ２９において、計量回数が設定回数になったときには、ステップＳ２７で記憶した最適組合せの候補の内、組合せ重量が許容重量範囲内にある候補が存在したときに、組合せ演算が成立したとし、その候補を仮想の最適組合せとして選択し、選択した仮想の最適組合せの組合せ重量値の平均値、標準偏差、最小値、最大値、組合せ演算が成立して最適組合せが選択される成立率（成功率）を算出して表示し（ステップＳ３２）、ステップＳ３３に移行する。ここで、組合せ演算の成立率（成功率）は、計量回数の設定値である設定回数に対する、組合せ演算が成立して最適組合せが選択された回数の割合である。

ステップＳ３３では、シミュレーション用の計量皿メモリに仮想重量値を、次の載せ方である１本×６皿＋３本×６皿に応じてセットする、すなわち、６皿分の各計量皿メモリに、１本のニンジンの仮想重量値をそれぞれセットし、残り６皿分の各計量皿メモリに、３本分のニンジンの仮想重量値をそれぞれセットし、１本×６皿＋３本×６皿に応じた組合せ演算を行い（ステップＳ３４）、以下、１本×１２皿の組合せ演算と同様に、組合せ演算の結果として、組合せ本数が５本（組合せの皿数が、１本×６皿の内の２皿と３本×６皿の内の１皿の計３皿）となり、かつ、目標組合せ重量値に最も近い組合せ重量値を最適組合せの候補として記憶し（ステップＳ３５）、計量回数を１つ増加し（ステップＳ３６）、計量回数が設定回数になったか否かを判断し（ステップＳ３７）、設定回数に達していないときには、組合せに参加した計量皿メモリのデータをクリアし（ステップＳ３８）、クリアされた計量皿メモリに次の仮想重量値をセットしてステップＳ３４に戻る（ステップＳ３９）。ステップＳ３７において、計量回数が設定回数になったときには、ステップＳ３５で記憶した最適組合せの候補の内、組合せ重量が許容重量範囲内にある候補が存在したときに、組合せ演算が成立したとし、その候補を仮想の最適組合せとして選択し、選択した仮想の最適組合せの組合せ重量値の平均値、標準偏差、最小値、最大値、組合せ演算が成立して最適組合せが選択される成立率（成功率）を算出して表示し（ステップＳ３８）、次の載せ方に移行する。

以下、同様にして、最後の載せ方である２皿の優先皿４本ずつとその他の１０皿に１本ずつ載せる載せ方（優先４本×２皿＋１本×１０皿）の処理を行って終了する。

この実施形態では、組合せ演算の結果として、組合せ本数が５本となり、かつ、目標組合せ重量値に最も近い組合せ重量値の組合せを、最適組合せの候補として記憶しておき、計量回数が設定回数になったときに、記憶した最適組合せの候補の内、組合せ重量が許容重量範囲内にある候補が存在したときに、組合せ演算が成立した判断し、その候補を最適組合せとして選択したけれども、本発明の他の実施形態として、各計量毎に、組合せ演算が成立するか否かを判断してもよい。この場合、組合せ演算が成立せず、最適組合せが選択できないときには、例えば、軽いニンジンから順に、複数本廃棄して新しいニンジンに載せ換えたとして、仮想重量値を新しい仮想重量値に置き換えて、再度組合せ演算を行うようにしてもよい。

組合せ演算のシミュレーション結果は、図１１に示す組合せシミュレーション画面に表示される。このシミュレーション画面では、選択した載せ方に対応して、仮想重量値を用いた仮想の最適組合せ重量値の平均値、標準偏差、最小値、最大値、および組合せ演算の成功率（成立率）の各値が表示される。

また、この実施形態では、仕事時間という項目も表示される。この仕事時間は、設定した生産数量である１０００パックを生産するまでのおおよその作業時間の予想値を示しており、この仕事時間は、次式によって算出する。

仕事時間＝生産パック数÷成功率×ハンドリング数×１回のハンドリング時間
例えば、１本×１２皿の載せ方の場合には、図１１に示すように、組合せ演算の成功率が９８％（０．９８）であり、ハンドリング数が５であり、１回のハンドリング時間を、例えば、計量皿２へのニンジンを載せるのに１秒、計量皿２からニンジンを降ろすのに１秒、合わせて２秒とすると、仕事時間は、
仕事時間＝１０００÷０．９８（９８％）×５×２
＝１８７分となる。

ここで、１回のハンドリング時間は、被計量物に応じて自動的に変わるように設定する。例えば、明太子のように柔らかくハンドリングが難しい被計量物は、１回のハンドリング時間を、例えば、計量皿２へ載せるのに２秒、計量皿２から降ろすのに２秒、合わせて４秒とするなど、予め、被計量物に応じてハンドリング時間のデータを設定しておき、更に、その後の追加や修正を可能としている。

この図１１の組合せシミュレーションの結果から組合せ演算の成功率は、１２皿の各皿に１本ずつ載せる載せ方である、１本×１２皿が、９８％で最も良いが、作業時間からすると、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に４本ずつ載せる載せ方である、１本×６皿＋４本×６皿が、ハンドリング数が２回で済むので、効率の良い仕事が出来ることが分る。

ユーザは、このシミュレーション結果を見て、複数の載せ方の中から、ユーザが好ましいと考える載せ方を選択する。

例えば、商品単価が高価であるために、歩留まりを最も重視するユーザは、原材料の損失分が少なくなるように、仮想の組合せ重量値の平均値が小さく、下限である目標組合せ重量値に最も近い値となる載せ方を選択する。

選択された載せ方は、品名などに関連づけて記憶される。例えば、仕事時間が最も短くなる、一方の列の６皿に１本ずつ、他方の列の６皿に４本ずつ載せる載せ方（１本×６皿＋４本×６皿）が選択されたような場合には、組合せ秤を稼動させた実際の計量作業時に、制御ユニット４の表示部７には、例えば、一方の列（Ａ列）の６皿に１本ずつ、他方の列（Ｂ列）に４本ずつ載せてくださいと表示する。

また、単体の重量の平均値が判っているので、一方の列の各皿に１本を、他方の列の各皿に４本を載せているかを重量値で判断し、明らかに違う場合、例えば、２本や３本を載せている場合には、組合せランプ５による警告表示やブザーによる警告音を発生する。

図１２は、以上説明した処理の動作を示すフローチャートである。

先ず、品種登録画面を表示し（ステップＳ１０１）、シミュレーションキーが押されたか否かを判断し（ステップＳ１０２）、押されたときには、品種登録画面から、図３のシミュレーション画面へ移行し（ステップＳ１０３）、品種のデータを読み込む（ステップＳ１０４）。

次に、品種登録された被計量物の組合せ条件等のデータを表示し（ステップＳ１０５）、仮想重量発生キー１４が押されたか否かを判断し（ステップＳ１０６）、仮想重量発生キー１４が押されたときには、図４の仮想重量発生画面へ移行する（ステップＳ１０７）。

仮想重量発生キー１４が押されていないときには、載せ方選択キー２６が押された否かを判断し（ステップＳ１０８）、載せ方選択キー２６が押されたときには、図６の被計量物の載せ方を選択する載せ方選択画面に移行し（ステップＳ１０９）、この載せ方選択画面において、組合せ本数、載せ方および１皿に載せる数が入力され（ステップＳ１１０，Ｓ１１０１，Ｓ１１２）、戻るキー２７が押されたか否かを判断し（ステップＳ１１３）、戻るキー２７が押されていないときには、ステップＳ１０９に戻り、戻るキー２７が押されたときには、ステップＳ１１４に移行する。

ステップＳ１０８において、載せ方選択キー２６が押されていないときには、戻るキー３０が押されたか否かを判断し（ステップＳ１１４）、シミュレーション画面の戻るキー３０が押されたときには、ステップＳ１０１に戻り、戻るキー３０が押されていないときには、シミュレーション開始キー２８が押されたか否かを判断し（ステップＳ１１５）、押されていないときにきは、ステップＳ１０５に戻り、シミュレーション開始キー２８が押されたときには、入力条件に問題がないかを判断し（ステップＳ１１６）、問題があるときには、エラー表示を行って（ステップＳ１１７）、ステップＳ１０５に戻る。

ステップＳ１１６において、入力条件に問題がないときには、図１０の組合せ演算を行い（ステップＳ１１８）、図１１に示すシミュレーション結果を表示し（ステップＳ１１９）、戻るキー３０が押されたか否かを判断し（ステップＳ１２０）、戻るキー３０が押されたときには、ステップＳ１０１に戻る。戻るキー３０が押されていないときには、載せ方を選択したか否かを判断し（ステップＳ１２１）、載せ方を選択したときには、載せ方を品種登録に反映して終了し（ステップＳ１２２）、載せ方を選択していないときには、他のキーが押されたか否かを判断し（ステップＳ１２３）、他のキーが押されたときには、ステップＳ１０５に戻り、他のキーが押されていないときには、終了する。

以上のように、この実施形態の組合せ秤では、被計量物のサンプルの重量を計量してその平均値及び標準偏差を求め、求めた平均値及び標準偏差を用いて被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を、正規分布に従う乱数して発生し、この被計量物の仮想重量値を用いて、計量皿２に対する複数の載せ方に従って、被計量物を計量皿２に載せたと想定して、各載せ方に応じた組合せ演算のシミュレーションを行い、組合せ演算の成立率を含むシミュレーション結果を、各載せ方に対応させて表示するので、ユーザは、かかるシミュレーション結果に基づいて、いずれの載せ方を採用するのが好ましいかを判断するのが容易となる。

本発明は、手動式の組合せ秤として有用である。

１ 組合せ秤
２ 計量皿
４ 制御ユニット
５ 組合せランプ
７ 表示部
８ 入力部
９ 演算制御部
１０ メモリ
１１ 荷重センサ
１２ 計量部

Claims (7)

1. 複数の計量部に被計量物が手動で載せられ、各計量部の前記被計量物の重量値に基づいて、前記複数の計量部への前記被計量物の載せ方に応じた組合せ演算を行って、該組合せ演算が成立して、設定条件を満たす計量部の組合せである最適組合が選択されたときには、前記最適組合せの計量部に載せられている被計量物が手動で降ろされる組合せ秤であって、
   前記組合せ演算の成立に関する情報を、前記複数の計量部への前記被計量物の複数の載せ方にそれぞれ対応させて出力する出力手段を備える、
   ことを特徴とする組合せ秤。
2. 前記被計量物の重量データに基づいて、正規分布に従う乱数として前記被計量物の重量値を仮想した仮想重量値を生成する仮想重量値生成手段と、
   前記仮想重量値生成手段で生成した仮想重量値の前記被計量物を、予め設定されている複数の載せ方に従って、前記複数の計量部に載せたと想定したときの各計量部の仮想重量値に基づいて、各載せ方に応じた組合せ演算をそれぞれ行って仮想の前記最適組合せを選択する仮想組合せ演算手段とを備え、
   前記出力手段は、前記仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果として、前記組合せ演算の成立に関する情報を、前記各載せ方に対応させて出力する、
   請求項１に記載の組合せ秤。
3. 前記被計量物の重量データが、複数の前記被計量物の重量値の平均値および標準偏差である、
   請求項２に記載の組合せ秤。
4. 前記出力手段は、前記仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果として、前記仮想の最適組合せの被計量物の仮想重量値を合計した仮想組合せ重量値に関する情報を、前記各載せ方に対応させて出力する、
   請求項２または３に記載の組合せ秤。
5. 前記出力手段は、前記仮想組合せ演算手段による組合せ演算の結果として、前記仮想の最適組合せを選択する回数が設定回数に達するまでに要する前記被計量物の前記手動による載せ降ろしの作業時間に関する情報を、前記各載せ方に対応させて出力する、
   請求項２ないし４のいずれかに記載の組合せ秤。
6. 前記複数の載せ方は、前記複数の各計量部に前記被計量物を同数載せる載せ方と、前記複数の計量部を複数に区分し、区分毎に載せる被計量物の数を異ならせ、かつ、同じ区分の各計量部に前記被計量物を同数載せる載せ方と、前記複数の計量部の一部の計量部を、前記最適組合せに優先的に参加させる優先計量部とし、該優先計量部と他の計量部とで載せる被計量物の数を異ならせる載せ方の少なくともいずれか一つの載せ方を含む、
   請求項２ないし５のいずれかに記載の組合せ秤。
7. 前記最適組合せの計量部が満たす前記設定条件は、該最適組合せの計量部に載せた被計量物の重量値を合計した組合せ重量値が許容重量範囲内であって、かつ、最適組合せの計量部に載せた被計量物の数の合計が、設定数である、
   請求項２ないし６のいずれかに記載の組合せ秤。

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