JP7377141B2 - 自動倉庫システム - Google Patents
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Description
自動倉庫では、保管棚部の奥に保管されている荷を出庫するために、その列の手前に置かれている荷を別の列に移送する作業(以下、「配替え」という)が行われる。この場合、搬送台車とスタッカークレーンとを用いて、搬送元の荷を搬送先の保管部に移送する。保管されている荷の配置を変更する配替えは、先入れ先出しを行う場合などその他の場合に行われることがある。
これらから、本発明者らは、自動倉庫システムには、配替えの移動ルートを適正化して倉庫の稼働効率を向上するという観点から、改善の余地があることを認識した。
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
図1~図4を参照して実施の形態に係る自動倉庫システム100の構成について説明する。図1は、実施の形態に係る自動倉庫システム100の一例を概略的に示す平面図である。図2は、自動倉庫システム100の保管棚部22の配置を示す平面図である。図3は、自動倉庫システム100を概略的に示す側面図である。図4は、自動倉庫システム100の保管棚部22の配置を示す側面図である。これらの図では、柱や梁などの記載を省略している。
保管棚部22は、床部Lgに設置され、多数の荷12を保管可能ないわば高密度保管型の保管スペースである。保管棚部22の構成は、複数の荷12を収容・保管可能であれば、特に限定されない。自動倉庫システム100は、上下方向に層状に重ねられたN(N≧2)段の保管棚部22を有する。本実施形態は3段の保管棚部22を有する。層状に重ねられたN段の保管棚部22を保管棚群20という。なお、床部Lgに最も近い1段目の保管棚部22を単に「1段目」と、2段目の保管棚部22を単に「2段目」と、3段目の保管棚部22を単に「3段目」ということがある。
次に、図5、図6も参照して第1台車14について説明する。図5は、第1台車14の一例を概略的に示す平面図である。図6は、第1台車14の正面図である。第1台車14は、荷12を搬送するために、保管列24の中で第1レール40をY軸方向に走行する。第1台車14は、保管部26に対して荷12を出し入れする。第1台車14は、第2台車16に乗降するために、第2台車16上をY軸方向に走行する。
次に、図7、図8も参照して第2台車16について説明する。図7は、第2台車16の一例を概略的に示す平面図である。図8は、第2台車16の正面図であり、第1台車14を搭載した状態を示している。第2台車16は、第2レール44をX軸方向に走行する。第2台車16は、空荷の状態または荷12を搭載した状態の第1台車14を搬送する。
台車搭載部16cは、車体16bの上面から下向に窪んでおり、車体16bは側面視で凹形状を呈する。台車搭載部16cはY軸方向幅およびX軸方向幅に対してZ軸方向に薄い略板状をしている。台車搭載部16cは、第1台車14がY軸方向に走行する走行路の一部である。台車搭載部16cの大きさは、第1台車14が台車搭載部16cの周囲と干渉することなくY軸方向に走行できるように、第1台車14の大きさに十分な量のマージンを加えた大きさとされる。
機構収納部16dは、台車搭載部16cに比べZ軸方向に厚く、台車搭載部16cの両側で上向きに突出する略直方体形状を有する。機構収納部16dは、台車搭載部16cの上側の空間をX軸方向に挟む一対の側壁部16jを有する。一対の側壁部16jは、第1台車14の車体の側壁と隙間を介してX軸方向に対向する。機構収納部16dの内部には、車輪16fを駆動するモータ(不図示)と、このモータを制御する制御回路(不図示)と、が搭載されている。
以上が、自動倉庫システム100の全体構成の説明である。
次に、図1を参照して、自動倉庫システム100の搬入・搬出動作を説明する。自動倉庫システム100は、フォークリフト(不図示)などによって倉庫外部からの荷12を搬入する。自動倉庫システム100は、搬入された荷12を、第1台車14および第2台車16によって所定の保管部26に移送して保管する。自動倉庫システム100は、所定の保管部26で保管していた荷12を、第1台車14および第2台車16によって移送し、移送された荷12を、フォークリフトなどによって倉庫外部に搬出する。
図9~図11を参照して第1モード動作の一例を説明する。図9は、第1モード動作S110を説明するルート図である。この図では、平面視の保管棚部22の各保管部26を模式的にマス目によって示している。A列~H列は、前後方向に配列された保管部26に対応するマス目の列を示す。また第1行、第2行、第4行~第7行は、左右方向に配列された保管部26に対応するマス目の行を示す。また、複数の第1台車14を区別するため第1台車14A、14Bという。また、複数の第2台車16を区別するため第2台車16A、16Bという。また、複数の荷12を区別するため荷12A、12Bという。
(T1-1)ステップS112完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをH8からC6に移動させる(ステップS113)。図11に示すように、このステップにおける台車の合計移動距離(以下、単に「移動距離」という)は7dであり、台車の移動に要する時間(以下、「移動時間」という)は7tである。
(T2-1)ステップS114完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをE6からG6に移動させる(ステップS115)。図11に示すように、このステップにおける移動距離は6dであり、移動時間は6tである。
(T2-2)ステップS115完了後、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、荷12BをG6からA7に移動させる(ステップS116)。図11に示すように、このステップにおける移動距離は9dであり、移動時間は9tである。ここで第2タスクは完了する。第2タスクの移動距離は15dであり、移動時間は15tである。また、図11に示すように、第1タスクと第2タスクの合計移動距離は28dであり、移動時間は28tである。
次に、図12~図14を参照して第2モード動作の一例を説明する。第2モードでは、制御部18は、荷12の移動に要する時間が第1モードより短くなるように、第1、第2台車14、16の移動を制御する。図12は、第2モード動作S120を説明するルート図である。図13は、第2モード動作S120のフローチャートである。図14は、第2モード動作S120を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第1モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。
(T1-1)ステップS122完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをH8からC6に移動させる(ステップS123)。図14に示すように、このステップにおける移動距離は7dであり、移動時間は7tである。
(T2-1)ステップS124完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Bと第2台車16Bとを制御して、第1台車14BをH3からG6に移動させる(ステップS125)。図14に示すように、このステップにおける移動距離は4dであり、移動時間は4tである。
次に、図15~図17を参照して第3モード動作の一例を説明する。第3モードでは、制御部18は、荷12の移動時間が第2モードより短くなるように、第1、第2台車14、16の移動を制御する。図15は、第3モード動作S130を説明するルート図である。図16は、第3モード動作S130のフローチャートである。図17は、第3モード動作S130を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第2モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。
(T1-1)ステップS133完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Bと第2台車16Bとを制御して、第1台車14BをH3からC6に移動させる(ステップS134)。図17に示すように、このステップにおける移動距離は8dであり、移動時間は8tである。
(T2-1)ステップS133完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをH8からG6に移動させる(ステップS136)。図17に示すように、このステップにおける移動距離は3dであり、移動時間は3tである。
図18~図20を参照して第4モード動作の一例を説明する。図18は、第4モード動作S140を説明するルート図である。図19は、第4モード動作S140のフローチャートである。図20は、第4モード動作S140を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第1モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。
(T1-1)ステップS142完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16A、16Bとを制御して、第1台車14AをD7からF2に移動させる(ステップS143)。図20に示すように、このステップにおける移動距離は9dであり、移動時間は9tであり、第1台車14Aの自走距離は7uである。
(T2-1)ステップS144完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Bとを制御して、第1台車14AをG1からB7に移動させる(ステップS145)。図20に示すように、このステップにおける移動距離は11dであり、移動時間は11tであり、第1台車14の自走距離は6uである。
次に、図21~図23を参照して第5モード動作の一例を説明する。第5モードでは、制御部18は、第1台車14の自走距離が第4モードより短くなるように第1、第2台車14、16の移動を制御する。図21は、第5モード動作S150を説明するルート図である。図22は、第5モード動作S150のフローチャートである。図23は、第5モード動作S150を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第4モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。
(T1-1)ステップS153完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Bとを制御して、第1台車14AをD7からF2に移動させる(ステップS154)。図23に示すように、このステップにおける移動距離は7dであり、移動時間は7tであり、第1台車14Aの自走距離は5uである。
(T2-1)ステップS155完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Bとを制御して、第1台車14AをG1からB7に移動させる(ステップS156)。図23に示すように、このステップにおける移動距離は11dであり、移動時間は11tであり、第1台車14の自走距離は6uである。
次に、図24~図26を参照して第6モード動作の一例を説明する。第6モードでは、制御部18は、第1台車14の自走距離が第5モードより短くなるように第1、第2台車14、16の移動を制御する。図24は、第6モード動作S160を説明するルート図である。図25は、第6モード動作S160のフローチャートである。図26は、第6モード動作S160を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第5モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。
(T2-1)ステップS163完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをD7からB7に移動させる(ステップS164)。図26に示すように、このステップにおける移動距離は4dであり、移動時間は4tであり、第1台車14Aの自走距離は2uである。
(T1-1)ステップS165完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをA7からF2に移動させる(ステップS166)。図26に示すように、このステップにおける移動距離は10dであり、移動時間は10tであり、第1台車14の自走距離は5uである。
次に、図27~図29を参照して第7モード動作の一例を説明する。図27は、第7モード動作S170を説明するルート図である。図28は、第7モード動作S170のフローチャートである。図29は、第7モード動作S170を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第4モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。
(T1-1)ステップS172完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Bとを制御して、第1台車14AをD7からF2に移動させる(ステップS173)。図29に示すように、このステップにおける移動距離は7dであり、移動時間は7tであり、第1台車14Aの自走距離は5uである。
(T2-1)ステップS174完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Bと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをG1からB7に移動させる(ステップS175)。図29に示すように、このステップにおける移動距離は13dであり、移動時間は13tであり、第1台車14の自走距離は8uである。
次に、図30~図32を参照して第8モード動作の一例を説明する。第8モードでは、制御部18は、第1台車14の自走距離が第7モードより短くなるように第1、第2台車14、16の移動を制御する。図30は、第8モード動作S180を説明するルート図である。図31は、第8モード動作S180のフローチャートである。図32は、第8モード動作S180を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第7モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。
(T2-1)ステップS183完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aとを制御して、第1台車14AをD7からB7に移動させる(ステップS184)。図32に示すように、このステップにおける移動距離は4dであり、移動時間は4tであり、第1台車14Aの自走距離は2uである。
(T1-1)ステップS185完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16A、16Bとを制御して、第1台車14AをA7からF2に移動させる(ステップS186)。図32に示すように、このステップにおける移動距離は12dであり、移動時間は12tであり、第1台車14の自走距離は7uである。
図33~図35を参照して第9モード動作の一例を説明する。図33は、第9モード動作S190を説明するルート図である。図33(a)は、2段目の保管棚部22を示し、図33(b)は、1段目の保管棚部22を示す。この図において、×印が付されている保管部26には荷12が保管されており、移動する荷12はこの保管部26を通過することができない。各段の保管棚部22には、荷12の配替えを容易にするために第3行と第8行とを繋ぐ前後通路が設けられている。なお、前後通路が必要でないときは、前後通路は荷12を保管する保管部26として使用することができる。この例では、2段目の保管棚部22のA列と1段目の保管棚部のH列は、荷12を保管することなく前後通路として使用される。
(T1)ステップS192完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aを制御して、荷12AをB7からB4に移動させる(ステップS193)。ここで第1タスクは完了する。図35に示すように、第1タスクにおける移動距離は3dであり、移動時間は3tである。
(T2)ステップS192完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Bと第2台車16Aとを制御して、荷12BをH7からH4に移動させる(ステップS194)。このステップで、荷12Bは、H7→H8→A8→A3→H3→H4のルートによって搬送される。ここで第2タスクは完了する。図35に示すように、このステップにおける移動距離は21dであり、移動時間は21tである。
次に、図36~図38を参照して第10モード動作の一例を説明する。第10モードでは、制御部18は、荷12の移動時間が第9モードより短くなるように、第1、第2台車14、16の移動を制御する。図36は、第10モード動作S200を説明するルート図である。図36(a)は、2段目の保管棚部22を示し、図36(b)は、1段目の保管棚部22を示す。図37は、第10モード動作S200のフローチャートである。図38は、第10モード動作S200を模式的に示すタイムチャートである。この説明では、第9モードと共通する事項については重複する説明を省き主に相違点を示す。第10モードでは、2段目と1段目の保管棚部22の間を昇降機構48A、48Bにより上下に移動する立体ルートを用いる。このことにより、第10モードは、平面ルートのみを用いる第9モードと比べて移動時間を短くすることができる。
(T1)ステップS202完了後、第1タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aを制御して、荷12AをB7からB4に移動させる(ステップS203)。ここで第1タスクは完了する。図38に示すように、第1タスクにおける移動距離は3dであり、移動時間は3tである。
(T2-1)ステップS202完了後、第2タスクにおいて、制御部18は、第1台車14Aと第2台車16Aと昇降機構48Aとを制御して、荷12BをH7から昇降機構48Aに移動させ、1段目の保管棚部22に降下させる(ステップS204)。
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
Claims (6)
- 荷を保管可能な保管列が複数並置され、上下方向に3段以上の複数段を重ねて設けられた保管棚部と、
前記複数の保管列の一端でそれぞれ連通し、前記保管列の並置方向へ延在し、前記複数段それぞれに設けられた第1走行路と、
前記複数の保管列の他端でそれぞれ連通し、前記保管列の並置方向へ延在し、前記複数段それぞれに設けられた第2走行路と、
前記複数段それぞれに設けられ、前記第1走行路上を移動する第1親台車と、
前記複数段それぞれに設けられ、前記第2走行路上を移動する第2親台車と、
前記複数段それぞれに設けられ、荷を搭載可能であり、前記複数の保管列内を前記保管列の延びる方向へ移動可能であり、前記第1親台車および前記第2親台車の両方へ乗降可能な子台車と、
を有し、
前記子台車はバッテリを備え、
前記子台車が、前記第1親台車又は前記第2親台車へ乗り込んだ状態において、前記バッテリは充電可能であり、
前記複数段にそれぞれ設けられ、前記複数の保管列のうちの一の列に位置し他の列へ移動する前記子台車は、該子台車が位置する段と同一段に設けられた前記第1親台車及び前記第2親台車のいずれか一方を選択し、選択された前記第1親台車又は前記第2親台車は前記子台車を載せた状態で他の列の端へ移動し、前記子台車は他の列へ移動後の前記第1親台車又は前記第2親台車を降りて他の列へ移動することを特徴とする自動倉庫システム。 - 更に、前記第1親台車、前記第2親台車、および前記子台車の位置に基づいて、搬送元となる荷を搬送先へ移送するように、前記第1親台車、前記第2親台車、および前記子台車の移動を制御する制御部を有する、請求項1に記載の自動倉庫システム。
- 前記制御部は、移送対象となる第1の荷と第2の荷を移送する前に、前記第1親台車を経由して移送する第1経路、および前記第2親台車を経由して移送する第2経路の移動時間を算出し、前記第1経路と前記第2経路のうち前記移動時間が短い方の経路を選択して移送するように前記移動を制御する、請求項2に記載の自動倉庫システム。
- 前記制御部は、移送対象となる第1の荷と第2の荷を移送する前に、
前記第1の荷と前記第2の荷との移動順序を入れ替えない第1の手順、および前記第1の荷と前記第2の荷との移動順序を入れ替える第2の手順における前記子台車の合計移動時間を算出し、
前記第1の手順と前記第2の手順のうち前記合計移動時間が短い方の手順を選択して移送するように前記移動を制御する、請求項2に記載の自動倉庫システム。 - 前記制御部は、移送対象となる第1の荷と第2の荷を移送する前に、
前記第1親台車を経由する第1の移送経路、および前記第2親台車を経由する第2の移送経路における前記子台車の前記保管列の延びる方向への合計移動時間を算出し、
前記第1の移送経路と前記第2の移送経路のうち前記合計移動時間が短い方の移送経路を選択して移送するように前記移動を制御する、請求項2に記載の自動倉庫システム。 - 前記第1走行路に接続する第1昇降機構と、前記第2走行路に接続する第2昇降機構と、を有し、
前記子台車は、前記第1昇降機構および前記第2昇降機構を経由する立体ルートにより他の段へ移動可能であり、
前記制御部は、前記第1昇降機構および前記第2昇降機構を経由しない平面ルート、および前記立体ルートの移動時間を算出し、前記平面ルートと前記立体ルートのうち前記移動時間が短い方のルートを選択して移送するように前記移動を制御する、請求項2に記載の自動倉庫システム。
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