JP7338708B2 - 自動倉庫、自動倉庫の制御方法、プログラム、及び、自動倉庫システム - Google Patents
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Description
本発明の一見地に係る自動倉庫は、棚と、台車と、昇降搬送装置と、コントローラと、を備える。
棚は複数段から成る。
台車は、棚の段毎に配置され、かつ、荷物を搬送する。
昇降搬送装置は、荷物を昇降させる。
コントローラは、台車及び昇降搬送装置に棚への荷物の入出庫をさせる。
棚は、第1棚と第2棚とを有する。第1棚は、第1荷物を保管する。第2棚は、第1荷物及び第2荷物を保管可能であり、第1棚よりも大きい。
コントローラは、第2棚の空率が所定割合以上であれば、台車及び昇降搬送装置に第1荷物の第2棚への入庫を許可する。その一方、第2棚の空率が所定割合未満であれば、コントローラは、台車及び昇降搬送装置に第1荷物を第1棚のみに入庫させる。
また、大きな第2荷物を保管できる第2棚に第1荷物も保管可能とすることで、複数段の棚全部に第1荷物を保管できる。
この制御により、上記の自動倉庫において、例えば、複数の第1荷物のみについて連続的に入庫要求があった場合に、第2棚の空率が所定割合以上あれば、第2棚に対して設けられた台車も稼働させて、当該第1荷物の第2棚への入庫を実行できる。その結果、第1棚に対して設けられた台車に荷物の搬送及び移載の作業が集中することを防止できる。
これにより、第2棚が第1荷物により占有されて第2荷物を入庫できなくなることを防止できる。
これにより、第1棚に入庫できない第2荷物と他の荷物とを併せて第2棚に入庫するので、昇降搬送装置が各段の棚に停止する回数、及び/又は、昇降搬送装置の移動距離を少なくできる。
これにより、上記の特定の荷物と他の荷物とを一緒に出庫する際に、この2つの荷物を同時に昇降搬送装置にて搬送できるので、出庫時において昇降搬送装置を効率よく使用できる。
これにより、第2棚が第1荷物により占有されて第2荷物を入庫できなくなることを防止できる。
これにより、第2棚が第1荷物により占有されて第2荷物を入庫できなくなることを防止できる。
棚は、第1荷物を保管する第1棚と、第1荷物、及び、第1荷物より大きい第2荷物を保管可能な第1棚より大きい第2棚と、を有する。
台車は、棚の段毎に配置されかつ荷物を搬送する。
昇降搬送装置は、荷物を昇降させる。
自動倉庫の制御方法は、以下のステップを備える。
◎第2棚の空率が所定割合以上であれば、第1荷物の第2棚への入庫を許可するステップ。
◎第2棚の空率が所定割合未満であれば、第1荷物を第1棚のみに入庫すると決定するステップ。
◎台車及び昇降搬送装置に、第1荷物を入庫すると決定した第1棚又は第2棚に第1荷物を入庫させるステップ。
この制御により、上記の自動倉庫において、例えば、複数の第1荷物のみについて連続的に入庫要求があった場合に、第2棚の空率が所定割合以上あれば、第2棚に対して設けられた台車も稼働させて、当該第1荷物の第2棚への入庫を実行できる。その結果、第1棚に対して設けられた台車に荷物の搬送及び移載の作業が集中することを防止できる。
第1自動倉庫は、第3荷物を保管する第3棚と、第3荷物を搬送する第1台車と、を有する。
第2自動倉庫は、第3荷物及び第4荷物を保管可能な第3棚より大きい第4棚と、第3荷物及び第4荷物を搬送可能な第2台車と、を有する。第4荷物は、第3荷物よりも大きい荷物である。
コントローラは、第1台車及び第2台車を制御する。
また、コントローラは、前記第4棚の空率が所定割合以上であれば、第2台車による第3荷物の第4棚への入庫を許可し、第4棚の空率が所定割合未満であれば、第1台車による第3荷物の第3棚への入庫のみを許可する。
これにより、上記の自動倉庫システムにおいて、例えば、複数の第3荷物のみについて連続的に入庫要求があった場合に、第4棚の空率が所定割合以上あれば、第2台車も稼働させて、当該第3荷物の第4棚への入庫を実行できる。その結果、第1台車に荷物の搬送が集中することを防止できる。
(1)自動倉庫
以下、図1~図3を用いて、第1実施形態に係る自動倉庫100を説明する。図1は自動倉庫の上面図、図2は自動倉庫の側面図、図3は台車と棚の斜視図を示す図である。以下の説明では、図1の左右方向をX方向といい、図1の上下方向をY方向といい、図2の上下方向をZ方向(高さ方向)という。
自動倉庫100は、複数段の棚を有し、各棚に荷物を入庫し、又は、各棚に保管された荷物を出庫可能なシステムである。自動倉庫100は、ラック1と、複数の台車3と、昇降搬送装置5と、コントローラ9と、を備える。
ラック1は、複数の第1棚11aと、複数の第2棚11bと、を有する。
複数の第1棚11aは、ラック1の上部において、Z方向に第1間隔を空けて配置される。これにより、複数の第1棚11aは、ラック1の上部において、複数の第1段13aを形成する。本実施形態において、ラック1は6つの第1棚11aを有し、その結果、ラック1には6つの第1段13aが形成されている。
複数の第1段13aのそれぞれは、収納高さが第1間隔であり、小型で背の低い第1荷物W1のみを保管可能となっている。
複数の第2段13bは、収納高さが第1間隔よりも大きい第2間隔であり、第1段13aの収納高さよりも高い。すなわち、本実施形態においては、ラック1下部の複数の第2棚11bには、大型で背の高い第2荷物W2、及び、小型で背の低い第1荷物W1の両方を保管可能となっている。
複数の台車3は、それぞれ、各第1棚11a及び第2棚11bの対応する高さにおいてX方向に沿って移動可能な台車である。具体的には、複数の台車3は、例えば、各棚に対応する高さに敷設されたレール3a上をX方向に沿って往復動するシャトル台車である。また、各台車3は荷物の移載装置(図示せず)を有しており、対応する棚との間で荷物の移載が可能となっている。
昇降搬送装置5は、ラック1と入出庫ステーション7との間に配置され、複数の荷物を支持した状態で支柱51に沿ってZ方向に昇降可能な昇降台53を有する。昇降台53は、入出庫ステーション7、第1棚11a、第2棚11bとの間で第1荷物W1及び/又は第2荷物W2を移載する移載装置(例えば、コンベヤなど)を有している。
また、第1棚11a又は第2棚11bの昇降搬送装置5の近傍に存在する第1荷物W1及び/又は第2荷物W2を昇降台53に移載し、その逆に、昇降台53が支持した第1荷物W1及び/又は第2荷物W2を第1棚11a又は第2棚11bの昇降搬送装置5の近傍に移載できる。
コントローラ9は、自動倉庫100における荷物の保管及び入出庫を管理するとともに、複数の台車3及び昇降搬送装置5を制御して荷物Wの入出庫を実行させる装置である。コントローラ9は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、ROM、RAM、HDD、SSDなど)と、各種インターフェース(例えば、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェースなど)を有するコンピュータシステムである。
コントローラ9は、記憶部(記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応)に保存されたプログラムを実行することで各所制御動作を行ってもよいし、一部の制御動作をコントローラ9に含まれるハードウェアで実現してもよい。
(6-1)入庫動作
以下、第1実施形態に係る自動倉庫100の動作を説明する。まず、図4を用いて、自動倉庫100における入庫動作を説明する。図4は、自動倉庫100における入庫動作を示すフローチャートである。
なお、コントローラ9は、自動倉庫100の動作中のどのタイミングでどのような入庫が実行されるかを、荷物の入庫スケジュールを表すデータなどにより予め把握しているものとする。
このとき、コントローラ9は、入庫対象荷物である第2荷物W2を、例えば、複数の第2棚11bのうち空率(後述)の割合が最大である、すなわち、最も空きのある第2棚11bに入庫するか、又は、ラック1の上部又は下部から順番に第2棚11bを選択して入庫すると決定できる。その他、例えば、第2棚11bに設けられた台車3のうち稼働時間が最小である台車3が設けられた第2棚11bに入庫すると決定してもよい。
なお、入庫対象荷物が1つである場合には、上記のステップS2(及び、ステップS6~S8)は実行されなくてもよい。なぜなら、ステップS1において1つの入庫対象荷物が第2荷物W2でないと判断されれば、入庫対象荷物は第1荷物W1のみと決定できるからである。
入庫対象荷物が第1荷物W1のみである場合における入庫する棚の決定方法を説明する。入庫対象荷物が第1荷物W1のみである場合(ステップS2で「Yes」)、コントローラ9は、ステップS3において、第2棚11bの空率が所定割合以上であるか否かを判断する。
ここで、第2棚11bの「空率」は、第2棚11bに保管できる全荷物数に対する、第2棚11bにさらに保管可能な荷物数の割合と定義できる。その他、「空率」を、例えば、第2棚11bの載置面全体の面積に対する、荷物をさらに載置できる面積の割合と定義してもよい。「空率」の閾値である「所定割合」は、例えば、50%などの固定値とできる。
このとき、コントローラ9は、入庫対象荷物である第1荷物W1を、例えば、第1棚11a及び第2棚11bのうち空率の割合が最大である棚に入庫する、ラック1の上部又は下部から順番に棚を選択して入庫する、自動倉庫100に設けられた全ての台車3のうち稼働時間が最小である台車3が設けられた棚に入庫する、などと決定できる。
その他、例えば、全ての第1棚11aにおける空率がある閾値以下となった場合、すなわち、全ての第1棚11aの空きが少なくなった場合に初めて第2棚11bへの入庫を行うと決定してもよい。
これにより、本実施形態に係る自動倉庫100においては、例えば、複数の第1荷物W1のみについて連続的に入庫要求があった場合に、第2棚11bの空率が所定割合以上あれば、第2棚11bに対して設けられた台車3も稼働させて、当該第1荷物W1の入庫を実行できる。その結果、第1棚11aに対して設けられた台車3に荷物の搬送及び移載の作業が集中することを防止できる。
次に、複数の入庫対象荷物が第1荷物W1と第2荷物W2の混合である場合における入庫する棚の決定方法を説明する。入庫対象荷物が第1荷物W1と第2荷物W2の混合である場合(ステップS2で「No」)、コントローラ9は、ステップS6において、第2棚11bの空率が所定割合以上であるか否かを判断する。ステップS6における処理は、上記にて説明したステップS3の処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。
これにより、第1棚11aに入庫できない第2荷物W2と他の第1荷物W1とを併せて同じ第2棚11bに入庫できる。その結果、昇降台53が各段の棚に停止する回数、及び/又は、昇降台53の移動距離を少なくできる。
次に、コントローラ9は、入庫対象荷物を支持した昇降台53を、当該入庫対象荷物を入庫すると決定した棚(対象の棚と呼ぶことにする)に対応する位置まで昇降させ、昇降台53から対象の棚に入庫対象荷物を移載する。なお、入庫対象荷物が複数でありそれぞれを異なる棚に入庫すると決定した場合には、コントローラ9は、昇降台53を各対象の棚の位置に停止させてそこで入庫対象荷物を対象の棚に移載してもよい。
最後に、コントローラ9は、対象の棚に設けられ入庫対象荷物を支持する台車3をX方向に沿って走行させて、入庫対象荷物を対象の棚の目的位置まで搬送し、当該目的位置で入庫対象荷物を対象の棚に移載する。
次に、自動倉庫100における出庫動作を説明する。以下の説明において、コントローラ9は、自動倉庫100の動作中のどのタイミングでどの荷物が出庫されるかを、荷物の出庫スケジュールを表すデータなどにより予め把握しているものとする。
出庫動作が開始されると、コントローラ9は、出庫スケジュールに示された出庫対象の荷物(以下、出庫対象荷物と呼ぶ)に対してグループ単位出庫を行うか否かを決定する。「グループ単位出庫」とは、所定の基準で指定された複数の荷物を1つのグループとして出庫する方法である。グループ単位出庫では、グループ内での荷物の出庫順は任意である。
まず、図5を用いて、グループ単位出庫を行わない場合の出庫動作を説明する。
出庫動作が開始されると、1つの出庫対象荷物をどの棚から出庫するかを決定する。具体的には、まず、コントローラ9は、ステップS11において、出庫対象荷物が第1荷物W1であるか否かを判断する。出庫対象荷物が第2荷物W2である場合(ステップS11で「No」)、コントローラ9は、ステップS15において、出庫対象荷物である第2荷物W2を第2棚11bから出庫すると決定する。
上記の「出庫対象荷物としての同種類の第1荷物W1」とは、例えば、同一の商品コードが振られた複数の第1荷物W1、同一の賞味期限を有する複数の第1荷物W1、入庫の日付が同一の複数の第1荷物W1、製造ロットが同一の複数の第1荷物W1、などを指す。
一方、出庫対象荷物としての同種類の第1荷物W1が第1棚11aと第2棚11bの両方に存在する場合(ステップS12で「Yes」)、コントローラ9は、ステップS14において、出庫対象荷物である第1荷物W1を第2棚11bから出庫すると決定する。
次に、コントローラ9は、出庫対象荷物を支持した台車3を昇降搬送装置5の近傍まで移動させ、その位置で出庫対象荷物を台車3から出庫対象の棚へ移載する。その後、コントローラ9は、昇降搬送装置5に対して、出庫対象の棚へ移載後の出庫対象荷物を当該出庫対象の棚から昇降台53へ移載させる。
なお、複数の出庫対象荷物が対応する棚に既に移載されている場合には、コントローラ9は、昇降台53に当該複数の出庫対象荷物を支持させてもよい。
次に、図6を用いて、グループ単位出庫を行う場合の出庫動作を説明する。
グループ単位出庫が開始されると、コントローラ9は、まず、ステップS21において、グループ単位出庫の単位となるグループを特定する。具体的には、コントローラ9は、グループ単位出庫においては、例えば、同一の顧客宛の複数の荷物を1つのグループと特定する。
その他、例えば、配送先のエリア毎に決定した複数の荷物を1つのグループと特定するか、配送先への到着時間毎に決定した複数の荷物を1つのグループと特定するか、又は、同一の運搬車両(例えば、トラック)毎に決定した複数の荷物を1つのグループと特定することができる。
具体的には、コントローラ9は、出庫対象として未だ選択されていないグループのうち、第2棚11bに保管されている荷物(第1荷物W1及び/又は第2荷物W2)を含むグループであって、かつ、その荷物数が最大であるグループを今回の出庫対象として決定する。すなわち、コントローラ9は、第2棚11bに保管されている荷物数が最大であるグループを優先して出庫対象とする。
次に、図7を用いて、図6に示すフローチャートのステップS23及びステップS25で実行されるグループ内出庫における自動倉庫100(台車3及び昇降搬送装置5)の具体的な動作について説明する。図7は、自動倉庫100におけるグループ内出庫動作を示すフローチャートである。
グループ内出庫が開始されると、コントローラ9は、まず、ステップS31において、出庫対象のグループ内に含まれ未だ出庫されていない荷物(未出庫荷物と呼ぶ)に、第2棚11bに保管された荷物(第1荷物W1、及び/又は、第2荷物W2)が含まれているか否かを判断する。
一方、未出庫荷物に第2棚11bに保管された荷物が含まれていない場合(ステップS31で「No」)、コントローラ9は、ステップS33において、台車3及び昇降搬送装置5に第1棚11aに保管された荷物(第1荷物W1)を出庫させる。
前記第1実施形態は下記のようにも説明できる。
自動倉庫100(自動倉庫の一例)は、第1段13a、第2段13b(棚の一例)と、台車3(台車の一例)と、昇降搬送装置5(昇降搬送装置の一例)と、コントローラ9(コントローラの一例)と、を備える。
第1段13a、第2段13bは複数段から成る。
台車3は、棚の段毎に配置され、かつ、荷物を搬送する。
昇降搬送装置5は、荷物を昇降させる。
コントローラ9は、台車及び昇降搬送装置に棚への荷物の入出庫を実行させる。
この自動倉庫において、棚は、第1棚11a(第1棚の一例)と第2棚11b(第2棚の一例)とを有する。第1棚11aは、第1荷物W1を保管する。第2棚11bは、第1荷物W1及び第2荷物W2を保管可能であり、第1棚11aよりも大きい。
コントローラ9は、第2棚11bの空率が所定割合以上であれば、台車3及び昇降搬送装置5に第1荷物W1の第2棚11bへの入庫を許可する。その一方、第2棚11bの空率が所定割合未満であれば、コントローラ9は、台車3及び昇降搬送装置5に第1荷物W1を第1棚11aのみに入庫させる。
この制御により、自動倉庫100において、例えば、複数の第1荷物W1のみについて連続的に入庫要求があった場合に、第2棚11bの空率が所定割合以上あれば、第2棚11bに対して設けられた台車3も稼働させて、当該第1荷物W1の第2棚11bへの入庫を実行できる。その結果、第1棚11aに対して設けられた台車3に荷物の搬送及び移載の作業が集中することを防止できる。
第1実施形態において説明した第1荷物W1及び第2荷物W2の入庫制御は、他の自動倉庫(自動倉庫システム)に対しても適用できる。例えば、図8に示すような自動倉庫システム200に対して、第1実施形態において説明した第1荷物W1及び第2荷物W2の入庫制御を適用できる。図8は、第2実施形態に係る自動倉庫システム200の全体構成を示す図である。
以下、図8を用いて、第2実施形態に係る自動倉庫システム200を説明する。以下の説明では、図8の左右方向をX方向といい、図8の上下方向をY方向という。また、X方向及びY方向に垂直な方向を高さ方向という。
自動倉庫システム200は、第1自動倉庫101と、第2自動倉庫103と、コントローラ105と、を備える。
第1台車101bは、第3棚101aと第1台車101bとの間で第3荷物W3を移載可能な移載装置を有し、第3棚101aの延長方向(X方向)に沿って走行することで、第3荷物W3を搬送する搬送装置である。第1台車101bは、例えば、スタッカクレーンである。
第2台車103bは、第4棚103aと第2台車103bとの間で第3荷物W3及び第4荷物W4を移載可能な移載装置を有し、第4棚103aの延長方向(X方向)に沿って走行することで、第4荷物W4を搬送する搬送装置である。第2台車103bは、例えば、スタッカクレーンである。
コントローラ105は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、ROM、RAM、HDD、SSDなど)と、各種インターフェース(例えば、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェースなど)を有するコンピュータシステムである。
一方、第4棚103aの空率が所定割合未満であれば、第2台車103bに対して第3荷物W3の第4棚103aへの入庫を許可せず、第1台車101bによる第3荷物W3の第3棚101aへの入庫のみを許可する。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
(A)図4~図7に示したフローチャートの各ステップの順番及び/又は処理内容は、発明の要旨を超えない範囲で適宜変更できる。
この場合、コントローラ9は、荷物の横幅に基づいていずれの棚にて荷物を入出庫するか決定してもよい。また、コントローラ9は、荷物の高さと横幅の両方を考慮して入出庫する棚を決定してもよい。
しかし、これに限られず、コントローラ9は、空率に基づいて定まる数により、第2棚への第1荷物W1の入庫を許可するか否かを判断してもよい。空率に基づいて定まる数としては、例えば、第2棚にさらに保管可能な荷物数そのもの、荷物が載置されていない空の第2棚の数などを用いることができる。
これにより、上記の特定の荷物と他の荷物とを一緒に出庫する際に、この2つの荷物を同時に昇降搬送装置5にて搬送できるので、出庫時において昇降搬送装置5を効率よく使用できる。
1 ラック
3 台車
3a レール
5 昇降搬送装置
51 支柱
53 昇降台
7 入出庫ステーション
9 コントローラ
11a 第1棚
11b 第2棚
13a 第1段
13b 第2段
W1 第1荷物
W2 第2荷物
200 自動倉庫システム
101 第1自動倉庫
101a 第3棚
101b 第1台車
103 第2自動倉庫
103a 第4棚
103b 第2台車
105 コントローラ
107 コンベヤ
109 入出庫ステーション
W3 第3荷物
W4 第4荷物
Claims (9)
- 複数段から成る棚と、
前記段毎に配置されかつ荷物を搬送する台車と、
前記荷物を昇降させる昇降搬送装置と、
前記台車及び前記昇降搬送装置に前記棚への前記荷物の入出庫を実行させるコントローラと、
を備え、
前記棚は、第1荷物を保管する第1棚と、前記第1荷物及び前記第1荷物より大きい第2荷物を保管可能な前記第1棚より大きい第2棚と、を有し、
前記コントローラは、前記第2棚の空率が所定割合以上であれば、前記台車及び前記昇降搬送装置に前記第1荷物の前記第2棚への入庫を許可し、前記第2棚の空率が前記所定割合未満であれば、前記台車及び前記昇降搬送装置に前記第1荷物を前記第1棚のみに入庫させる、
自動倉庫。 - 前記コントローラは、出庫する荷物の種類と同じ種類の荷物が前記第1棚と前記第2棚の両方に保管されている場合、前記第2棚に保管されている方の荷物を前記台車及び前記昇降搬送装置に出庫させる、請求項1に記載の自動倉庫。
- 前記昇降搬送装置は、複数の荷物を支持し昇降可能な昇降台を有し、
前記コントローラは、前記昇降台で支持する複数の荷物の内の少なくとも1つが前記第2荷物であれば、前記台車及び前記昇降搬送装置に残りの荷物も前記第2棚へ入庫させる、請求項1に記載の自動倉庫。 - 前記昇降搬送装置は、複数の荷物を支持し昇降可能な昇降台を有し、
前記コントローラは、入庫する特定の荷物について当該特定の荷物と一緒に出庫する他の荷物が前記第2棚に保管されていることが前記特定の荷物の入庫時に判明している場合には、前記台車及び前記昇降搬送装置に、前記特定の荷物と一緒に出庫する前記他の荷物が保管された前記第2棚に前記特定の荷物を入庫させる、請求項1に記載の自動倉庫。 - 前記コントローラは、所定の基準で指定された複数の荷物を出庫するグループ単位出庫を行う場合、前記グループ単位出庫を行う複数のグループのうち、前記第2棚に保管されている荷物を含むグループを優先して前記グループ単位出庫を前記台車及び前記昇降搬送装置に実行させる、請求項1に記載の自動倉庫。
- 前記コントローラは、出庫するグループ内に前記第2棚に保管されている荷物があれば、前記台車及び前記昇降搬送装置に前記第2棚に保管される荷物から出庫させる、請求項5に記載の自動倉庫。
- 第1荷物を保管する第1棚と、前記第1荷物及び前記第1荷物より大きい第2荷物を保管可能な前記第1棚より大きい第2棚と、を有する棚と、
前記棚の段毎に配置されかつ荷物を搬送する台車と、
前記荷物を昇降させる昇降搬送装置と、
を備える自動倉庫の制御方法であって、
前記第2棚の空率が所定割合以上であれば、前記第1荷物の前記第2棚への入庫を許可するステップと、
前記第2棚の空率が前記所定割合未満であれば、前記第1荷物を前記第1棚のみに入庫すると決定するステップと、
前記台車及び前記昇降搬送装置に、前記第1荷物を入庫すると決定した前記第1棚又は前記第2棚に前記第1荷物を入庫させるステップと、
を備える制御方法。 - 請求項7に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 第3荷物を保管する第3棚と、前記第3荷物を搬送する第1台車と、を有する第1自動倉庫と、
前記第3荷物及び前記第3荷物より大きい第4荷物を保管可能な前記第3棚より大きい第4棚と、前記第3荷物及び前記第4荷物を搬送可能な第2台車と、を有す第2自動倉庫と、
前記第1台車及び前記第2台車を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記第4棚の空率が所定割合以上であれば、前記第2台車による前記第3荷物の前記第4棚への入庫を許可し、前記第4棚の空率が前記所定割合未満であれば、前記第1台車による前記第3荷物の前記第3棚への入庫のみを許可する、
自動倉庫システム。
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