JP7302536B2 - 倉庫設備の制御システム及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、倉庫設備の制御システム及び制御方法に関する。

一般に、製造業において工場で製造された製品は、倉庫設備内に搬入され、出荷されるまでの間、倉庫設備内で保管される。倉庫設備には製品の搬入及び搬出時の荷役を行うための天井クレーンが設置されていることが多く、天井クレーンが倉庫設備内を走行できる範囲は限定されている。図１は、１機の天井クレーンが１棟の荷役を担当している倉庫設備の構成例を示す模式図である。図１中、符号１，２は製品倉庫、符号１ａ～１ｃ，２ａ～２ｃは棟、符号３ａ～３ｃ，４ａ～４ｃは天井クレーン、符号５ａ～５ｃは運搬車両、符号６ａ，６ｂはレール台車、符号７ａ，７ｂは無軌道台車、符号８ａ，８ｂは船積クレーン、符号９は運搬船、符号Ｃは出荷製品を示している。

このような倉庫設備内に保管されている製品を出荷する際には、出荷用の運搬車両や運搬船に製品を載せて客先や物流センターに製品を運搬する。こうした出荷作業を行うためには倉庫設備内から製品を搬出する作業が必要になるが、同じ出荷用の運搬車両や同じ運搬船及び船倉（運搬船の製品を入れる部屋を意味し、同じ船倉への搬入作業は同じ船積クレーンを用いて行うことが多い）に積み込まれる製品は倉庫設備内で近い場所にあった方が搬出作業を効率よく実行することができる。

例えば出荷用の運搬車両を利用して製品を出荷する場合、出荷用の運搬車両に積載する製品が複数の棟にバラバラに保管されていると、出荷用の運搬車両は複数の棟を回って製品を積載しなければならない。この場合、棟間の移動に余計な時間がかかり、さらに製品を搬出する棟で行われている別の作業と搬出作業が競合して待ち時間が発生して搬出作業の効率が低下しやすくなる。出荷用の運搬車両に積載する製品が１棟にまとめて保管されていると、上述した無駄な時間が短くなり、搬出作業の効率が向上する。

これに対して、運搬船を利用して製品を出荷する場合には、必ずしも同じ運搬船及び船倉に積載する製品が１棟にまとめて保管されていることが最適の状態になるとは限らない。これは、例えば１機の船積クレーンが単位時間に荷役できる製品量（以下、荷役能力）に対して１機の天井クレーンの荷役能力が小さい場合、積載する製品が１棟にまとめて保管されていると、天井クレーンによる搬出作業が船積クレーンによる船積作業に追いつかず、船積作業の中断が発生するためである。ところが、この場合であっても、同じ運搬船及び船倉に積載する製品が複数の棟にバラバラに保管されている状況では、搬出作業が非効率になりやすいため、積載する製品を特定の棟にある程度まとめておくことが求められる。

上述した理由から製品の出荷作業を効率化するためには、同じ出荷用の運搬車両や同じ運搬船及び船倉に積載する製品を特定の棟にまとめて保管することが望ましい。ところが、工場から倉庫設備内に製品が搬入される時点では、その製品がどの出荷用の運搬車両や運搬船及び船倉に積載されるかは決まっていないことが多い。よって、倉庫設備内に製品が搬入された後、積載する出荷用の運搬車両や運搬船及び船倉が決まってから棟間で製品を移動する作業が行われることがある。

倉庫や置場内での製品移動には、軌道台車（レール等で決められた経路を移動する台車）が用いられることが多い。軌道台車を用いる場合、定められたルートを台車が動くため、台車走行制御や台車間での作業調整等は比較的簡易なもので対応することが可能であり、実装時の負担やコストが少なくてすむ傾向がある。例えば特許文献１，２には、倉庫や置場内での移動のために軌道台車を設置した例が示されている。具体的には、特許文献１には、コイル状製品の入庫場所や船積場所への移動に軌道台車を用いる設備が記載されている。また、特許文献２には、目的の出荷ステーションまで製品を移動させるために軌道台車を設置している設備の制御方法についての技術が記載されている。特許文献１に記載の設備は１つのエリアにまとめられた製品置場内での製品移動を対象としたものであり、特許文献２に記載の技術は隣接する立体倉庫前の軌道台車による移動に対象を限定したものである。

特開平５－３３０６０５号公報 特開平７－１７６０９号公報

ところで、工場が大規模になると、巨大な運搬船が複数同時に船積作業を行えるように離れた場所にバース（船積場）が設置されていることがある。そのような大規模工場では、各バース前の倉庫内の製品移動用には軌道台車が設置されているが、バース間は軌道台車を設置するには離れすぎているため、バース間の製品移動は運搬車両や無軌道台車で行われる。しかしながら、倉庫内の製品移動とバース間の製品移動とを同時に効率的に行うためには、軌道台車、無軌道台車、運搬車両、天井クレーン等の作業負荷及び倉庫内の空き状況を考慮する必要があり、非常に複雑な問題となる。このため、倉庫内の製品移動とバース間の製品移動とを同時に効率的に行うことを可能にする技術の構築が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、隣接する棟間及び離れた棟間での製品の移動作業を含む製品の出荷作業の効率を向上可能な倉庫設備の制御システム及び制御方法を提供することにある。

本発明に係る倉庫設備の制御システムは、製品を保管する複数の棟と、棟毎に設けられた前記製品の入出庫作業を行う棟毎荷役設備と、隣接する棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する隣接棟間移動設備と、離れた棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する遠隔棟間移動設備と、を備える倉庫設備の制御システムであって、各棟における前記製品の入出庫計画情報及び在庫情報に基づいて、各棟の出庫作業の負荷及び出荷製品数を平準化しつつ、前記製品が出庫時に保管されているべき棟を示す情報を含む最適配置情報を生成する最適配置情報生成部と、前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な隣接する棟間での製品運搬作業を生成する隣接棟間移動作業生成部と、隣接する棟をまとめた棟グループについて、前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な棟グループ間での製品運搬作業を生成する遠隔棟間移動作業生成部と、前記隣接棟間移動設備又は前記遠隔棟間移動設備が作業を完了するタイミングに従って、前記最適配置情報生成部、前記隣接棟間移動作業生成部、及び前記遠隔棟間移動作業生成部を起動して生成された作業を隣接棟間移動設備又は遠隔棟間移動設備が次に実行する作業として割り当てる作業割り当て部と、前記作業割り当て部によって割り当てられた作業内容を実行するように前記隣接棟間移動設備及び前記遠隔棟間移動設備を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る倉庫設備の制御システムは、上記発明において、出荷製品を出庫時に保管されているべき棟に移動する際に移動先の棟で製品置場が不足している場合、出荷製品以外の製品を前記移動先の棟から別の棟に移動する作業を生成する退避移動作業生成部を備え、前記作業割り当て部は、前記隣接棟間移動設備又は前記遠隔棟間移動設備が作業を完了するタイミングに従って、前記最適配置情報生成部、前記隣接棟間移動作業生成部、前記遠隔棟間移動作業生成部、及び前記退避移動作業生成部を起動して生成された作業を隣接棟間移動設備又は遠隔棟間移動設備が次に実行する作業として割り当てることを特徴とする。

本発明に係る倉庫設備の制御方法は、製品を保管する複数の棟と、棟毎に設けられた前記製品の入出庫作業を行う棟毎荷役設備と、隣接する棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する隣接棟間移動設備と、離れた棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する遠隔棟間移動設備と、を備える倉庫設備の制御方法であって、各棟における前記製品の入出庫計画情報及び在庫情報に基づいて、各棟の出庫作業の負荷及び出荷製品数を平準化しつつ、前記製品が出庫時に保管されているべき棟を示す情報を含む最適配置情報を生成する第一ステップと、前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な隣接する棟間での製品運搬作業を生成する第二ステップと、隣接する棟をまとめた棟グループについて、前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な棟グループ間での製品運搬作業を生成する第三ステップと、前記隣接棟間移動設備又は前記遠隔棟間移動設備が作業を完了するタイミングに従って、前記第一ステップ、前記第二ステップ、及び前記第三ステップを実行して生成された作業を隣接棟間移動設備又は遠隔棟間移動設備が次に実行する作業として割り当てる第四ステップと、前記第四ステップにおいて割り当てられた作業内容を実行するように前記隣接棟間移動設備及び前記遠隔棟間移動設備を制御する第五ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る倉庫設備の制御方法は、上記発明において、出荷製品を出庫時に保管されているべき棟に移動する際に移動先の棟で製品置場が不足している場合、出荷製品以外の製品を前記移動先の棟から別の棟に移動する作業を生成する第六ステップを含み、前記第四ステップは、前記隣接棟間移動設備又は前記遠隔棟間移動設備が作業を完了するタイミングに従って、前記第一ステップ、前記第二ステップ、前記第三ステップ、及び前記第六ステップを実行して生成された作業を隣接棟間移動設備又は遠隔棟間移動設備が次に実行する作業として割り当てることを特徴とする。

本発明に係る倉庫設備の制御システム及び制御方法によれば、隣接する棟間及び離れた棟間での製品の移動作業を含む製品の出荷作業の効率を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態である倉庫設備及びその制御システムの構成を示す模式図である。 図２は、図１に示す作業決定装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の一実施形態である作業決定処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、バース計画情報の一例を示す図である。 図５は、出荷製品リスト情報の一例を示す図である。 図６は、最適配置情報の一例を示す図である。 図７は、予定作業時間の計算例を示す図である。 図８は、作業余力の計算例を示す図である。 図９は、図６に示す最適配置情報の変更例を示す図である。 図１０は、空き置場不足数の計算例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である倉庫設備の制御システム及びその制御方法について説明する。

〔倉庫設備の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である倉庫設備の構成ついて説明する。

図１は、本発明の一実施形態である倉庫設備及びその制御システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である倉庫設備は製品倉庫１，２を備えている。製品倉庫１，２は、製品を保管する棟１ａ～１ｃ，２ａ～２ｃによって構成され、各棟には製品の入出庫作業を行う天井クレーン３ａ～３ｃ，４ａ～４ｃが設置されている。また、隣接する棟間の製品移動のため、隣接棟にまたがるレール１ｄ，２ｄ及びその上を走行する台車（以降、レール台車と呼ぶ）６ａ，６ｂが設置されている。また、離れた棟間の製品移動のため、製品倉庫１，２間を走行する無軌道台車７ａ，７ｂが配置されている。工場で製造され梱包を終えた製品は、運搬車両５ａ，５ｂに積載され目的の棟の中まで運ばれる。天井クレーンは運搬車両５ａ，５ｂによって運ばれてきた製品を車両上から棟内の空き置場に移動（入庫）する。入庫された製品は、船積日が近づくと天井クレーンにより船積仮置場１ｅ，２ｅ等に移動される、又は、運搬車両５ｃに積載されて船積クレーン８ａ，８ｂ近くの岸壁まで移動されて、その後に船積みされる。製品を棟間で移動する際には、隣接棟間での移動の場合にはレール台車６ａ，６ｂへの積載／積み下ろし、離れた棟間での移動の場合には無軌道台車７ａ，７ｂへの積載／積み下ろしが、天井クレーンによって行われる。

本実施形態では、運搬船９への船積日が近づいた製品（以降、出荷製品と呼ぶ）Ｃを船積仮置場１ｅに移動するか運搬車両５ｃに積載するかは、出荷製品Ｃが保管されている棟が船積クレーン８ａ，８ｂの位置から近いか遠いかに基づいて決定される。また、出荷製品Ｃが保管される棟が船積クレーン８ａ，８ｂに近い場合には、船積クレーン８ａ，８ｂが船積仮置場１ｅに置かれている出荷製品Ｃを直接ハンドリングできるため、運搬車両５ｃを使って岸壁まで運ぶ必要がないものとする。但し、これは説明のための１例を示したものであり、船積仮置場１ｅ，２ｅから岸壁への出荷製品運搬をフォークリフトや小型の運搬車両等で行うような操業でも本技術は適用可能である。この場合、出荷製品Ｃがその製品の船積を担当する船積クレーンの近くの棟に保管されていた方が、出荷作業は効率的に行うことができる。これは、運搬車両５ｃによる岸壁への移動作業が不要になるため、短時間で船積クレーンの届く範囲に出荷製品Ｃを置くことができるためであり、また運搬車両５ｃの不足による出荷製品Ｃの岸壁への運搬遅れリスクがなくなるためである。

しかしながら、各出荷製品Ｃがどの船積クレーンを使用してどの位置でどの運搬船に積載されるかを設定したバース計画は、製品が入庫するタイミングでは決定していないことが多く、出荷製品Ｃは必ずしも理想的な棟に入庫されるとは限らない。このため、入庫後の製品がしばしば別の棟に移動させられることがある（棟間移動作業）。隣接棟間で移動作業を行うのはレール台車６ａ，６ｂである。本実施形態では、レール台車６ａ，６ｂで一度に運搬可能な製品数は１個とし、レール台車６ａ，６ｂへの積載／積み下ろしは天井クレーン３ａ～３ｃ，４ａ～４ｃにより行われるものとする。大規模工場においては、出荷製品Ｃが保管されている棟と船積クレーン８ａ，８ｂが非常に離れている場合がある、図１には遠隔棟間での製品移動を無軌道台車７ａ，７ｂで行う設備を例として挙げている。本実施形態では無軌道台車７ａ，７ｂで運搬できる製品数も最大１個としている。

〔制御システムの構成〕
次に、図１，２を参照して、上記倉庫設備の制御システムの構成について説明する。

図１に示すように、上記倉庫設備の制御システムは、通信装置１１、制御装置１２、作業決定装置１３、及び操業データベース（操業ＤＢ）１４を備えている。

通信装置１１は、棟間運搬設備（レール台車６ａ，６ｂ及び無軌道台車７ａ，７ｂ）と制御装置１２との間の相互の情報通信を制御する装置である。

制御装置１２は、周知の情報処理装置によって構成されており、倉庫設備の制御システム全体の動作を制御する。

作業決定装置１３は、周知の情報処理装置によって構成されており、制御装置１２から送信された情報に基づいて指定された棟間運搬設備の作業内容を決定する。図２は、作業決定装置１３の構成を示すブロック図である。図２に示すように、作業決定装置１３は、情報処理装置内部の演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより、入力部１３ａ、作業割り当て部１３ｂ、最適配置情報生成部１３ｃ、隣接棟間移動作業生成部１３ｄ、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅ、退避移動作業生成部１３ｆ、及び出力部１３ｇとして機能する。これら各部の機能については後述する。

図１に戻り、操業ＤＢ１４は、倉庫設備の操業実績及び操業計画に関する情報を格納している。なお、本実施形態では、倉庫設備の操業実績及び操業計画に関する情報には以下に示す情報が含まれている。

・各棟製品在庫情報（現在、各棟内に保管されている製品の情報）
・製品入庫計画情報（運搬車両によって工場から倉庫設備に運ばれて来る製品に関する情報、製品が入庫する棟及び入庫予定時刻の情報等）
・船積計画情報（出荷製品の船積時間帯、船積順、担当船積クレーン、船積バース位置、船舶向け先情報等）
・運搬計画情報（岸壁、他棟、工場に移動する製品ロットに関する情報（出荷製品リスト、出荷製品の搬送元、出荷製品の搬送先、搬送作業予定時刻情報）等）
・各設備情報（天井クレーン、船積クレーン、レール台車、無軌道台車、運搬車両、運搬船が実行中及び実行予定の作業についての情報、各設備の現在位置情報等）
・実績情報（計画情報のうち、完了している部分の情報及び計画の変更情報等）

このような構成を有する倉庫設備では、制御システムが以下に示す作業決定処理を実行することにより、隣接する棟間及び離れた棟間での製品の移動作業を含む製品の出荷作業の効率を向上させる。以下、図３に示すフローチャートを参照して、作業決定処理を実行する際の制御システムの動作について説明する。

〔作業決定処理〕
図３は、本発明の一実施形態である作業決定処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、作業決定装置１３が制御装置１２から作業を割り付ける棟間運搬設備の情報と操業実績及び操業計画に関する情報とを受信したタイミングで開始となり、作業決定処理はステップＳ１の処理に進む。なお、本実施形態では、棟間運搬設備は、登録されていた作業を完了したタイミング又は登録されていた作業が完了する所定時間前のタイミングで制御装置１２に作業が完了したことを通知し、制御装置１２は作業完了の通知があった棟間運搬設備の作業決定を行うために作業決定装置１３を起動する。そして、制御装置１２は作業決定装置１３が起動されると操業実績及び操業計画に関する情報を操業ＤＢ１４から抽出し、抽出した情報と作業を割り付ける棟間運搬設備の情報とを操業情報として作業決定装置１３に送信する。

ステップＳ１の処理では、入力部１３ａが、制御装置１２から送信された操業情報を受信し、受信した操業情報を作業割り当て部１３ｂに出力する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、作業決定処理はステップＳ２に処理に進む。

ステップＳ２の処理では、作業割り当て部１３ｂが、最適配置情報生成部１３ｃを起動する。そして、最適配置情報生成部１３ｃが、入力部１３ａから出力された操業情報を用いて、各棟の出庫作業の負荷及び出荷製品数を平準化しつつ、出荷製品Ｃの最適配置棟（製品が出庫時に保管されているべき棟）を示す最適配置情報を生成し（最適配置情報生成処理）、最適配置情報生成処理が終了したことを作業割り当て部１３ｂに通知する。最適配置情報生成処理の詳細については後述する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、作業決定処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、作業割り当て部１３ｂが、隣接棟間移動作業生成部１３ｄを起動する。本実施形態において隣接棟間の移動作業を担当する設備はレール台車６ａ，６ｂである。ステップＳ２の処理において生成された最適配置情報を満足するためには、出荷製品Ｃが現在保管されている棟と最適配置棟とが異なる場合、現在保管されている棟から最適配置棟へ出荷製品Ｃを移動する必要がある。この移動作業には以下の２通りのケースがある。

ケース（ａ）隣接棟間での移動の場合→レール台車のみの移動作業で実施可能
ケース（ｂ）遠隔棟間での移動の場合→無軌道台車での移動作業と（場合によっては）レール台車の移動作業が必要

そこで、隣接棟間移動作業生成部１３ｄは、ケース（ａ）に該当する出荷製品Ｃに対して、そのままレール台車６ａ，６ｂによる移動作業（レール台車の作業候補）を生成し、棟間移動作業候補リストに加える。そして処理が完了すると、隣接棟間移動作業生成部１３ｄは、処理の終了を作業割り当て部１３ｂに通知する。なお、出荷製品Ｃを棟間移動させる場合、搬送先の棟に出荷製品Ｃの置場が必要である。このため、棟間移動作業候補リストの各作業について、搬送先棟に出荷製品Ｃのための空き置場が十分にない場合には空き置場を作る必要がある。そこで、空き置場が十分にない場合、隣接棟間移動作業生成部１３ｄは、搬送先棟にある出荷が近くない製品を別の棟に移動させて空き置場を生成する。その出荷が近くない製品の移動先棟は、例えば隣接棟の中で適切な空き置場が多い棟を選択すればよい。このようにして生成された（出荷が近くない）製品の移動作業は、元の出荷製品の移動作業と入れ替えて棟間移動作業候補リストに保存される。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、作業決定処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、作業割り当て部１３ｂが、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅを起動する。本実施形態において遠隔棟間の製品移動は無軌道台車７ａ，７ｂ及び必要があればレール台車６ａ，６ｂも協力して実行される。そこで、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、上述したケース（ｂ）に該当する出荷製品Ｃに対して、最初に行われる移動作業を生成する。例えば図１に示す例において、無軌道台車７ａ，７ｂが棟１ｃと棟２ａ間の製品移動作業のみを担当している場合、棟１ｂにある出荷製品Ｃを棟２ｂに移動させるためには以下に示す３つの移動作業が必要になる。

（１）対象出荷製品を棟１ｂから棟１ｃへ移動する作業（レール台車６ａが担当）
（２）対象出荷製品を棟１ｃから棟２ａへ移動する作業（無軌道台車７ａ，７ｂが担当）
（３）対象出荷製品を棟２ａから棟２ｂへ移動する作業（レール台車６ｂが担当）

そこで、このステップＳ４の処理では、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、３つの作業の中から最初に行われる移動作業を抽出する。上述した例では最初に行われる移動作業（１）はレール台車６ａが担当するが、搬送元棟と搬送先棟によっては最初に行われる移動作業を無軌道台車７ａ，７ｂが担当する場合もある。遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、この最初の移動作業（無軌道台車の作業候補）を棟間移動作業候補リストに含める。また、ステップＳ３の処理と同様、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、移動先棟に十分な空き置場がない場合、出荷が近くない製品を隣接棟間で移動する作業を生成する。具体的には、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、同じ隣接棟間で適切な置場が多い棟を１つ選択してその棟に移動する作業を生成し、その作業を元の出荷製品の移動作業と入れ替えて棟間移動作業候補リストに加える。処理が完了すると、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、処理の終了を作業割り当て部１３ｂに通知する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、作業決定処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、作業割り当て部１３ｂが、退避移動作業生成部１３ｆを起動する。以下、退避移動作業生成部１３ｆが行う処理の目的及び内容について説明する。ステップＳ３及びステップＳ４では出荷製品の移動先棟の空き置場に余裕がない場合、同じ隣接棟間の移動によって空き置場を確保したが、隣接棟グループ全体で空き置場が不足している場合、ステップＳ３及びステップＳ４で生成した移動作業では空き置場を確保することができない。ここで、隣接棟グループとは、図１において棟１ａ～１ｃのグループや棟２ａ～２ｃのグループのことを意味する。上述した状況では、空き置場の少ない隣接棟グループから空き置場の多い隣接棟グループへの製品移動を行い、隣接棟グループ毎の空き置場数の平準化を行うことにより、状況の改善が期待できる。具体的な処理としては、退避移動作業生成部１３ｆは、隣接棟グループ毎（置場が製品のサイズによって限定されている場合にはサイズ毎にも）に空き置場余裕数を計算し、空き置場余裕数が０未満の隣接棟グループがあれば、そのグループから空き置場余裕数が最も大きい隣接棟グループへの製品の移動作業を生成する。なお、隣接棟グループの空き置場余裕数の計算は、指定された対象時間帯に関して以下に示す項目を考慮して行われる。

・対象時間帯に工場から入庫する製品数
・対象時間帯に岸壁等に向けて出庫する製品数
・ステップＳ３及びステップＳ４の処理で対象となった出荷製品の移動製品数（対象時間帯に出庫予定の製品）

また、隣接棟グループの空き置場余裕数は、そのグループに属する各棟の空き置場余裕数を計算してその合計数を計算すれば算出することができる。製品の移動作業は、無軌道台車７ａ，７ｂが出入りする棟の置場状況に基づいて生成される。例えば、図１に示す例において、隣接棟グループ１ａ～１ｃの空き置場余裕数が不足しているため、この隣接棟グループから隣接棟グループ２ａ～２ｃへ製品の移動が必要であるとする。ここで、移動される製品は出荷が近くない製品に限定される。無軌道台車７ａ，７ｂは棟１ｃから２ａ棟までの搬送を担当するので、以下に示す２つ条件を満たせば、退避移動作業生成部１３ｆは、無軌道台車７ａ，７ｂが担当する移動作業（出荷対象外製品の移動作業候補）を生成して退避移動作業リストに保存する。

条件（１）：棟１ｃに対象移動製品（サイズが指定されていれば該当サイズの製品）がある
条件（２）：棟２ａに対象移動製品を置くことのできる空き置場が十分にある（サイズが指定されていれば該当サイズ製品用の空き置場）

もし条件（１）が満たされていない場合、退避移動作業生成部１３ｆは、棟１ａ，１ｂに保管されている対象移動製品を抽出し、そこから製品を１つ選択し、対象となる移動製品が現在保管されている棟から棟１ｃまでのレール台車６ａによる作業を生成して退避移動作業リストに保存する。また、条件（２）が満たされていない場合、退避移動作業生成部１３ｆは、棟２ａに置かれている対象移動製品を１つ選択し、その製品をレール台車６ｂによって棟２ｂ又は棟２ｃに移動する作業を生成して退避移動作業リストに保存する。退避移動作業生成部１３ｆは、空き置場余裕数の情報に基づいて必要とされる移動作業を以下に示す項目の組み合わせ毎に必要数だけ生成完了すれば、処理の終了を作業割り当て部１３ｂに通知する。

・搬送元の隣接棟グループ
・搬送先の隣接棟グループ
・製品サイズ（サイズ毎の置場区分があれば）

ステップＳ６の処理では、作業割り当て部１３ｂが、棟間運搬設備が次に行う作業を決定し、決定した作業内容を示す作業指示を生成する。次に行う作業の候補となるのは、ステップＳ３及びステップＳ４の処理において生成された棟間移動作業候補リストとステップＳ５の処理において生成された退避移動作業リストに含まれる作業である。移動作業の割り付けは設定された優先度に基づいて決定する。優先度を決める要素としては以下に示すものがある。

・移動作業が棟間移動作業候補リスト又は退避移動作業リストにある移動作業のどちらであるか
・移動作業の搬送元棟が棟間運搬設備が現在待機している棟と一致
・移動作業の搬送元棟が（移動中の）棟間運搬設備が現在向かっている棟と一致
・（棟間移動作業候補リストにある移動作業の場合）、対象となる出荷製品の予定出庫時刻（早いものほど優先又は設定時刻以前のものを優先）

上記の各要素についてどのように移動作業を決めるかは、入力部１３ａを介して作業割り当て部１３ｂにパラメータで設定できるようにすることができる。また、倉庫設備の操業状態に応じて移動作業の決め方を選択する幾つかのモードを設定できるようにしておいてもよい。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、作業決定処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、作業割り当て部１３ｂが、出力部１３ｇを介してステップＳ６の処理において生成された作業指示を制御装置１２に送信し、制御装置１２は、受信した作業指示に基づいて棟間移動設備を制御する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、一連の作業決定処理は終了する。

〔最適配置情報生成処理〕
次に、ステップＳ２の最適配置情報生成処理について詳しく説明する。

本実施形態では、最適配置情報生成部１３ｃは、以下に示す方針１，２に従って最適配置情報を生成する。

方針１：出荷製品Ｃをできるだけその出荷岸壁（使用する船積クレーン）に近い棟に保管する。
方針２：各船積クレーンが船積する出荷製品Ｃに関して、天井クレーンの荷役能力が船積クレーンの荷役能力を下回らないようにする。

ここで、方針１は、出荷製品Ｃを担当の船積クレーン近くに移動させる時にできるだけ運搬車両５ｃを使わなくて済むようにするための方針である。担当の船積クレーンに近い棟に保管されている出荷製品Ｃは、天井クレーンを使って船積クレーンが届く船積仮置場に置くことができる。運搬車両５ｃを使わなければ、運搬車両５ｃの稼働台数や他の運搬作業との競合の影響を受けることがない。また、運搬車両５ｃを使わないことにより岸壁への移動にかかる時間を節約できる。従って、方針１に基づいて各棟に出荷製品Ｃを配置することにより岸壁への出荷製品Ｃの移動作業を安定して効率的に行うことができる。

また、方針２は、船積クレーンの能力と出荷製品Ｃを担当する天井クレーンの荷役能力とのバランスを適正にする方針である。本実施形態では、天井クレーンが１回のサイクルで荷役できる製品の数を１個としている。船積クレーンが複数個の製品を同時に荷役できると仮定すると、岸壁へ製品を移動する天井クレーンが１回のサイクルで１個移動するのに対して、船積クレーンは複数個の製品を同時に運搬船に積み込むことになる。天井クレーンのサイクルタイムが船積クレーンのサイクルタイムと同じであれば、船積クレーンの荷役能力が天井クレーンの荷役能力を上回っているため、製品が船積クレーン近くに出てくるのを船積クレーンが待つ（船積作業中断）状態が多く発生し、船積効率が低下する。もし１機の船積クレーンが担当する出荷製品が１棟だけでなく複数棟に入っていると、複数の天井クレーンによって複数の出荷製品が平行して船積クレーン近くに出されるので、船積クレーン作業の中断時間は減少する。従って、方針２に基づいて船積クレーンと天井クレーンの同時荷役可能製品数に従って船積クレーンが担当する出荷製品を何棟かに分散して保管することにより、船積作業の中断を抑制できる。

上記方針１，２に従った最適配置情報生成処理の例を以下に示す。本例では、最適配置情報生成部１３ｃは、船積計画情報から出荷製品Ｃの船積予定時刻及び出庫予定時刻を計算し（ステップＳ２ａ）、各棟に出荷製品Ｃの出庫作業を割り付け（山積み処理）（ステップＳ２ｂ）、各棟の出荷製品Ｃの出庫作業を平準化し（山崩し処理）（ステップＳ２ｃ）、最適配置情報を生成する（ステップＳ２ｄ）。

具体的には、まずステップＳ２ａの処理では、最適配置情報生成部１３ｃは、船積計画情報を用いて各出荷製品の船積予定時刻を計算する。船積計画情報は、例えば以下に示す情報から構成される。

（ａ）バース計画情報
（ｂ）出荷製品リスト情報

ここで、バース計画情報は、船積クレーンの荷役作業に関する情報である。具体例を図４に示す。図４に示すバース計画情報の各項目の意味は以下の通りである。

・対象製品グループ：１つの運搬船の１つの船倉に積み込む出荷製品をまとめたグループに割り当てられた番号（１つの対象製品グループの船積では１機の船積クレーンを連続して使用する）
・使用船積クレーン：対象製品グループに属する出荷製品の船積に使用する船積クレーン
・使用岸壁位置：対象製品グループに属する出荷製品に対して船積クレーン及び運搬船が使用する岸壁位置
・理想保管棟：使用岸壁位置の近くにある倉庫設備の棟（その棟の天井クレーンを用いて出荷製品を船積仮置場に出せば、運搬車による移動作業なしに船積クレーンが出荷製品を運搬船に積み込み可能）
・対象運搬船：対象製品グループに属する出荷製品を積み込む運搬船
・対象船倉：対象製品グループに属する出荷製品を積み込む対象運搬船の船倉番号
・船積開始予定時刻：対象製品グループに属する出荷製品の船積を開始できる最早時刻（対象運搬船の入港時刻や先行する対象製品グループの船積作業計画から計算。但し、この時刻に使用船積クレーンが先行する対象製品グループの船積を完了していなければ実際の船積開始時刻はこの時刻より遅れることになる）

また、出荷製品リスト情報は、対象製品グループに属する出荷製品に関する情報である。具体例を図５に示す。図５に示す出荷製品リスト情報の各項目の意味は以下の通りである。

・対象製品グループ：バース計画情報の同名項目と同じ
・製品ＩＤ：出荷製品毎に割り付けられた識別子
・船積順：出荷製品が船積される順番（但し、対象製品グループの中で１から順に割り当てられるものとする。また同一対象製品グループ内で同じ順番が複数個の出荷製品についている場合、船積クレーンが１サイクルで複数個の出荷製品を同時荷役することを意味する）
・製品幅：製品の幅長
・製品外径：製品の外径長
・製品単重：製品の重量

最適配置情報生成部１３ｃは、これらの情報を用いて出荷製品リスト情報内に含まれる各出荷製品の船積予定時刻を計算する。具体的には、最適配置情報生成部１３ｃは、バース計画情報の各対象製品グループに属する出荷製品について船積順に、船積開始予定時刻（図４）と使用する船積クレーンの荷役サイクルタイム（設定値）に基づいて船積予定時刻を計算する。なお、先行する対象製品グループの製品の最も遅い船積完了予定時刻が船積開始予定時刻より遅い場合、最適配置情報生成部１３ｃは、最も遅い船積完了予定時刻をその対象製品グループの船積開始予定時刻として対象製品グループに属する出荷製品の船積予定時刻を計算する。また、設備費稼働時間や運搬船内で必要となる保定作業を考慮することにより、船積予定時刻をさらに正確に計算できる。また、船積クレーンが同時に荷役できる製品数によって異なるサイクルタイムを設定して船積予定時刻を計算してもよい。また、最適配置情報生成部１３ｃは、各出荷製品の出庫予定時刻（出荷のために倉庫天井クレーンによって製品を倉庫から出す時刻）を計算する。出庫作業は船積作業より先に行われるので、例えば出庫してから船積が完了するまでの時間（推定値）だけ船積予定時刻からさかのぼった時刻を出庫予定時刻とすればよい。

次に、ステップＳ２ｂの処理では、最適配置情報生成部１３ｃは、出荷製品の出庫予定時刻及びバース計画情報内の理想保管棟情報に基づいて、各出荷製品を最適配置棟に仮割り当てする。ここで、各出荷製品の最適配置棟は、バース計画情報（図４参照）の理想保管棟の中から選択するものとし、この処理においては棟の天井クレーンの作業負荷は一切考慮に入れない。各出荷製品の最適配置棟への割り付けは例えば以下のルール１，２に従って行えばよい。

ルール１：現時点で理想保管棟に置かれている出荷製品は現在保管されている棟に割り付ける（棟を変えない）。
ルール２：出庫時刻を複数の時間帯に分け、各時間帯で理想保管棟の各棟に割り付けられた出荷製品数をできるだけ平準化する。

各棟に出荷製品の出庫作業を割り付けた最適配置情報の一例を図６に示す。図６に示す最適配置情報には、各棟の各時間帯に割り付けられた出荷製品の製品ＩＤ（ＣＣＣ１０８９等）とその出庫予定時刻が表示されている。但し、現段階では天井クレーンの作業負荷が考慮されていないので、時間帯によっては天井クレーンの能力以上の出庫作業が割り当てられている可能性がある。また、実際の操業では、天井クレーンは出庫作業以外の作業も行わなければならないので、必ずしも図６に示す全ての出庫作業を割り付けられた時間帯内に処理できるとは限らない。

次に、ステップＳ２ｃの処理では、最適配置情報生成部１３ｃは、天井クレーンの能力を超えて割り付けられた出庫作業を平準化する。詳しくは、まず、最適配置情報生成部１３ｃは、ステップＳ２ｂの処理結果において各時間帯及び各棟に出荷製品の出庫作業以外の作業（入庫又は工場への返品の搬出作業等）が割り当てられる予定作業時間を計算する。図７は、出荷製品の出庫作業以外の作業について予定作業時間（分）を計算した例を示す図である。次に、最適配置情報生成部１３ｃは、予定作業時間の計算結果に基づいて各時間帯及び各棟の出荷製品の出庫作業を行える時間（作業余力）を計算する。図８は、作業余力を計算した例を示す図である。次に、最適配置情報生成部１３ｃは、作業余力を超えている出荷製品の出庫作業を他の棟に変更することにより最適配置情報を変更する。図９は、図６に示す最適配置情報の変更例を示す図である。図９に示す例では、１製品あたりの天井クレーンのハンドリング時間を５分として処理をしており、Ａ１棟及びＡ２棟における出庫作業がＡ３棟の出庫作業に変更されている。

なお、ステップＳ２ｃの変更処理では、出庫作業を理想保管棟以外の棟に割り付ける場合もある。理想保管棟以外の棟に割り付ける出荷製品は、現時点で理想保管棟以外に保管されている出荷製品から必要最小限だけ選択する。すなわち、最適配置情報生成部１３ｃは、作業余力の範囲内でできるだけ多くの出荷製品を理想保管棟に割り付けて、作業余力を超える分だけを理想保管棟以外の棟に割り付ける。また、理想保管棟以外の棟に割り付ける場合も、最適配置情報生成部１３ｃは、その割り付け棟は理想保管棟から最も近い（移動時間が最も短い）棟を選ぶようにする。これにより、最適配置情報が生成される。

〔作業内容生成処理〕
次に、ステップＳ３の隣接棟間移動作業生成処理及びステップＳ４の遠隔棟間移動作業生成処理について説明する。

作業割り当て部１３ｂは、操業ＤＢ１４から各棟の製品在庫情報を読み込み、ステップＳ２の処理で生成した最適配置情報を参照する。次に、作業割り当て部１３ｂは、各棟の製品在庫情報及び最適配置情報に基づいて現在の在庫棟と最適配置棟が異なっている出荷製品Ｃを抽出し、抽出された出荷製品Ｃを出庫予定時刻順に並べて移動対象製品情報リストを作成する。さらに、作業割り当て部１３ｂは、移動対象製品情報リストの中から、現在の在庫棟と最適配置棟が同じ隣接棟グループに属する出荷製品情報を隣接棟間移動対象製品リストに保存し、それ以外の移動対象製品情報を遠隔棟間移動対象製品リストに保存する。その後、作業割り当て部１３ｂは隣接棟間移動作業生成部１３ｄを起動し、ステップＳ３の隣接棟間移動作業生成処理が始まる。

隣接棟間移動作業生成処理では、隣接棟間移動作業生成部１３ｄは、隣接棟間移動対象製品リストに含まれる各出荷製品について以下に示す作業１及び作業２のどちらかを作業内容として生成する。なお、隣接棟間移動作業生成部１３ｄは、作業１が生成できた場合は作業２を生成せず、作業１が生成できない場合に作業２を生成する。

（作業１）現在保管されている棟を搬送元、最適配置情報で割り付けられている最適配置棟を搬送先とする作業を生成する。但し、搬送先に製品を保管できる空き置場が設定数以上ない場合は作業１を生成しない。
（作業２）搬送先に保管されている製品で出荷製品以外のものについて別の棟に運搬する作業を生成する。但し、運搬対象の製品は、以下に示す条件１，２を満足する製品を対象とする。また、作業２の搬送先は、条件１，２を満たす棟のうち、空き置場数が最大の棟とする。

（条件１）その製品を棟内から取り除くことによってできた空き置場に対象となっている出荷製品を保管できる、もしくはその製品を取り除くことによって出荷製品が保管できる空き置場を作りやすくなる。
（条件２）その製品の搬送先として、設定数以上の空き置場（ただし、下に出荷製品がない置場）がある棟（但し、搬送元棟と同じ隣接棟グループに属する棟）が存在する。

以上の処理で生成された作業は棟間移動作業候補リストに保存される。

隣接棟間移動作業生成処理が完了後、次に、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅが起動される。遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、遠隔棟間移動対象製品リストに含まれる各出荷製品について、最初に行われる作業を生成する。隣接棟間移動作業生成部１３ｄと同様に、遠隔棟間移動作業生成部１３ｅは、搬送先の空き置場が設定値以上の場合のみ出荷製品の移動作業（作業１と同様）を生成し、作業１を生成できない場合は作業２と同様に出荷製品以外のものを別の棟に運搬する作業を生成する。なお、作業２の搬送元棟は対象出荷製品の搬送先棟と同じ棟とし、搬送先棟は搬送元棟と同じ隣接棟グループの棟から選択する。運搬対象の製品は条件１，２を満たすものとする。本処理で生成された作業も棟間移動作業候補リストに保存される。

〔退避移動作業生成処理〕
続いて、ステップＳ５の退避移動作業生成処理について補足説明する。遠隔棟間移動作業生成処理が完了すると、作業割り当て部１３ｂは、退避移動作業生成部１３ｆを起動する。退避移動作業生成部１３ｆは、空き置場が不足する隣接棟グループがなくなるように隣接棟グループ間の製品移動作業を生成する。この処理では船積作業が近くない製品が移動対象になる。退避移動作業生成部１３ｆは、操業ＤＢ１４から収集した在庫情報、工場からの入庫予定情報、出庫予定情報（棟間移動のためではなく船積のための出庫等）、及び移動対象作業製品リスト情報を収集し、各棟の空き置場不足数を計算する。空き置場不足数の計算式としては、例えば以下に示す数式を用いることができる。棟内でサイズ毎の置場が指定されている場合には、棟・サイズ毎の置場不足数を計算するとよい。

棟毎（サイズ毎）空き置場不足数＝－現時点での空き置場数＋入庫予定製品数－出庫予定製品数－予定棟間移動対象出荷製品数（出る棟）＋予定棟間移動対象出荷製品数（入る棟）＋設定パラメータ（余裕数）

上述した数式の右辺に示す予定製品数は、設定された時間帯（例えば現時点から３時間先まで等）の製品数を積算したものを扱えばよく、各項で異なる時間帯を設定することも可能である。置場不足数が大きくなればなるほどたくさんの置場が不足していることを意味する。上式で計算した空き置場不足数の例を図１０に示す。図１０は置場サイズが決まっていない（置場にどのようなサイズの製品でも置ける）場合の例であるが、サイズによって置場が決まっている場合には置場不足数の表がサイズ毎に生成されることになる。図１０で隣接棟グループＡの置場不足数を合計すると＋２、隣接棟グループＢの置場不足数の合計は－４となるので、隣接棟グループＡから隣接棟グループＢへ船積が近くない製品を移動すればよい。移動する製品数については、例えば隣接棟グループＡの置場不足数が０になるように、隣接棟グループＡから隣接棟グループＢに２個の製品を移動する等として決めるとよい。あとは〔作業決定処理〕で示した方法等で、無軌道台車又はレール台車の移動作業を生成し、その結果を退避移動作業リストに保存する。

以上の実施形態によって、複数種の棟間移動設備がある場合の製品配置適正化を効率的に行うことができる。また、倉庫設備の場合、天候等によって船積スケジュールが変更されたり、工場の生産計画が変更されたりする等の外乱が生じやすい。本発明の技術はこの実態を考慮しており、先までのスケジュールを決定するのではなく、次に行う１作業のみを決定することによって状況の変化に対応できるようになっている。また、在庫量の棟間での平準化も考慮したコントロールを行っており、倉庫が満杯になる等のトラブルを事前に防いで安定した出荷作業を行うことができる。さらに、運搬車両５ｃを利用した製品搬送作業を減らすことができるので、物流コスト（製品搬送作業に要するコストや滞船料）を削減することもできる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１，２ 製品倉庫
１ａ～１ｃ，２ａ～２ｃ 棟
１ｄ，２ｄ レール
１ｅ，２ｅ 船積仮置場
３ａ～３ｃ，４ａ～４ｃ 天井クレーン
５ａ，５ｂ，５ｃ 運搬車両
６ａ，６ｂ レール台車
７ａ，７ｂ 無軌道台車
８ａ，８ｂ 船積クレーン
９ 運搬船
１１ 通信装置
１２ 制御装置
１３ 作業決定装置
１３ａ 入力部
１３ｂ 作業割り当て部
１３ｃ 最適配置情報生成部
１３ｄ 隣接棟間移動作業生成部
１３ｅ 遠隔棟間移動作業生成部
１３ｆ 退避移動作業生成部
１３ｇ 出力部
１４ 操業データベース（操業ＤＢ）
Ｃ 出荷製品

Claims (2)

1. 製品を保管する複数の棟と、棟毎に設けられた前記製品の入出庫作業を行う棟毎荷役設備と、隣接する棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する隣接棟間移動設備と、離れた棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する遠隔棟間移動設備と、を備え、前記遠隔棟間移動設備に荷役可能な棟が限定される倉庫設備の制御システムであって、
   各棟における前記製品の入出庫計画情報及び在庫情報に基づいて、各棟の出庫作業の負荷及び出荷製品数を平準化しつつ、前記製品が出庫時に保管されているべき棟を示す情報を含む最適配置情報を生成する最適配置情報生成部と、
   前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な隣接する棟間での製品運搬作業を生成する隣接棟間移動作業生成部と、
   隣接する棟をまとめた棟グループについて、前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な棟グループ間での製品運搬作業を生成する遠隔棟間移動作業生成部と、
   出荷製品を出庫時に保管されているべき棟に移動する際に移動先の棟で製品置場が不足している場合、出荷製品以外の製品を前記移動先の棟から別の棟に移動する作業を生成する退避移動作業生成部と、
   前記隣接棟間移動設備又は前記遠隔棟間移動設備が作業を完了するタイミングに従って、前記最適配置情報生成部、前記隣接棟間移動作業生成部、前記遠隔棟間移動作業生成部、及び前記退避移動作業生成部を起動して生成された作業を隣接棟間移動設備又は遠隔棟間移動設備が次に実行する作業として割り当てる作業割り当て部と、
   前記作業割り当て部によって割り当てられた作業内容を実行するように前記隣接棟間移動設備及び前記遠隔棟間移動設備を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記退避移動作業生成部は、対象時間帯に入庫及び出庫する製品数と前記隣接棟間移動作業生成部及び前記遠隔棟間移動作業生成部が生成した作業の対象となった出荷製品の移動製品数を用いて前記棟グループ毎に空き置場余裕数を計算し、該空き置場余裕数に基づいて製品の移動作業を生成することを特徴とする倉庫設備の制御システム。
2. 製品を保管する複数の棟と、棟毎に設けられた前記製品の入出庫作業を行う棟毎荷役設備と、隣接する棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する隣接棟間移動設備と、離れた棟間で前記製品を運搬する運搬機能を有する遠隔棟間移動設備と、を備え、前記遠隔棟間移動設備に荷役可能な棟が限定される倉庫設備の制御方法であって、
   各棟における前記製品の入出庫計画情報及び在庫情報に基づいて、各棟の出庫作業の負荷及び出荷製品数を平準化しつつ、前記製品が出庫時に保管されているべき棟を示す情報を含む最適配置情報を生成する第一ステップと、
   前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な隣接する棟間での製品運搬作業を生成する第二ステップと、
   隣接する棟をまとめた棟グループについて、前記最適配置情報に基づいて前記製品を出庫時に保管されているべき棟に移動するために必要な棟グループ間での製品運搬作業を生成する第三ステップと、
   出荷製品を出庫時に保管されているべき棟に移動する際に移動先の棟で製品置場が不足している場合、出荷製品以外の製品を前記移動先の棟から別の棟に移動する作業を生成する第四ステップと、
   前記隣接棟間移動設備又は前記遠隔棟間移動設備が作業を完了するタイミングに従って、前記第一ステップ、前記第二ステップ、前記第三ステップ、及び前記第四ステップを実行して生成された作業を隣接棟間移動設備又は遠隔棟間移動設備が次に実行する作業として割り当てる第五ステップと、
   前記第五ステップにおいて割り当てられた作業内容を実行するように前記隣接棟間移動設備及び前記遠隔棟間移動設備を制御する第六ステップと、
   を含み、
   前記第四ステップは、対象時間帯に入庫及び出庫する製品数と前記第二ステップ及び前記第三ステップにおいて生成された作業の対象となった出荷製品の移動製品数を用いて前記棟グループ毎に空き置場余裕数を計算し、該空き置場余裕数に基づいて製品の移動作業を生成することを特徴とする倉庫設備の制御方法。

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