JP7386485B2 - 情報処理装置およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、情報処理装置およびプログラムに関する。

特許文献１には、例えば、商品等の物品を、その物品に適った温度の空間内の鉛直温度分布域に配置することで、商品等の適正な保管管理を行う技術が記載されている。

特開２０１０－１１２６０５号公報

庫内に収容される収容物の冷え方は、条件に応じて異なってくる。そのため、庫内に収容物を単に配置するだけでは、収容物を効率的に冷やすことが難しい。

本開示は、冷凍または冷蔵を行う庫内に収容される収容物の冷え方に応じた、収容物の配置の提案を行うことを目的とする。

本開示の情報処理装置は、冷凍または冷蔵を行う庫内における収容物の冷え方を予測する予測部と、前記予測部が予測した前記庫内における収容物の冷え方に基づいて、当該庫内に収容する収容物の配置に関する提案情報を出力する出力部と、を備える、情報処理装置である。

この情報処理装置によれば、冷凍または冷蔵を行う庫内に収容される収容物の冷え方に応じた、収容物の配置の提案を行うことができる。

前記予測部は、前記庫内に収容する収容物の熱時定数を用いて、当該庫内における収容物の冷え方を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、複雑な計算を行うことなく、収容物の冷え方を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内に収容する収容物の収容前の温度情報をさらに用いて、当該庫内における収容物の冷え方を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、庫内に収容する収容物の収容前の温度情報を考慮して、収容物の冷え方を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内に収容する収容物の目標の温度情報をさらに用いて、当該庫内における収容物の冷え方を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、庫内に収容する収容物の目標の温度情報を考慮して、収容物の冷え方を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内に収容する収容物をモデル化した物理モデルを用いて、当該庫内における収容物の冷え方を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、物理モデルを用いない場合に比べ、少ない計算量で、収容物の冷え方を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内における各位置の温度を予測し、前記出力部は、前記予測部が予測した前記庫内における各位置の温度にさらに基づいて、前記提案情報を出力する、ものであってよい。

このようにすれば、冷凍または冷蔵を行う庫内の各位置の温度に応じた、収容物の配置の提案を行うことができる。

前記予測部は、前記庫内の所定位置の温度を測定した測定情報を用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、庫内の温度を測定する機器の数を抑えつつ、庫内の各位置の温度を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内の熱特性をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、庫内の熱特性を考慮して、庫内の各位置の温度を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内の冷凍または冷蔵を行う冷却装置の運転情報をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、庫内の冷凍または冷蔵を行う冷却装置の運転情報を考慮して、庫内の各位置の温度を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内に既に存在する収容物が発する熱の情報をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、庫内に既に存在する収容物が発する熱の情報を考慮して、庫内の各位置の温度を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内に生じる外乱の情報をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、庫内に生じる外乱の情報を考慮して、庫内の各位置の温度を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内をモデル化した物理モデルを用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、物理モデルを用いない場合に比べ、少ない計算量で、庫内の各位置の温度を予測することができる。

前記予測部は、前記庫内に収容する収容物が発する熱の当該庫内における各位置の温度への影響を予測し、前記出力部は、前記予測部が予測した前記庫内における各位置の温度への影響にさらに基づいて、前記提案情報を出力する、ものであってよい。

このようにすれば、冷凍または冷蔵を行う庫内に収容される収容物が発する熱の庫内の各位置の温度への影響に応じて、収容物の配置の提案を行うことができる。

前記予測部は、前記庫内に収容する収容物をモデル化した物理モデルを用いて、当該庫内における各位置の温度への影響を予測する、ものであってよい。

このようにすれば、物理モデルを用いない場合に比べ、少ない計算量で、収容物が発する熱の庫内の各位置の温度への影響を予測することができる。

前記出力部は、前記庫内に収容する収容物がより短時間で冷える収容物の配置を提案する前記提案情報を出力する、ものであってよい。

このようにすれば、より短時間で冷える冷凍または冷蔵の環境での収容物の配置の提案を行うことができる。

前記出力部は、前記庫内に収容する収容物の積み方の情報を含む前記提案情報を出力する、ものであってよい。

このようにすれば、好ましい積み方での収容物の配置の提案を行うことができる。

前記出力部は、前記庫内に収容する収容物と他の収容物との間の間隔の情報を含む前記提案情報を出力する、ものであってよい。

このようにすれば、好ましい間隔での収容物の配置の提案を行うことができる。

前記出力部は、前記庫内に収容する収容物に対応するオブジェクト画像を用いて前記配置を表現する前記提案情報を出力する、ものであってよい。

このようにすれば、オブジェクト画像を用いない場合に比べ、収容物の配置の提案を見易くすることができる。

前記出力部は、前記庫内の冷凍または冷蔵を行う冷却装置の設定に関する前記提案情報を出力する、ものであってよい。

このようにすれば、好ましい配置を行えない場合であっても、好ましい冷凍または冷蔵の環境で収容物を収容させることができる。

また、本開示のプログラムは、コンピュータに、冷凍または冷蔵を行う庫内における収容物の冷え方を予測する機能と、予測した前記庫内における収容物の冷え方に基づいて、当該庫内に収容する収容物の配置に関する提案情報を出力する機能と、を実現させるプログラムである。

このプログラムをインストールしたコンピュータによれば、冷凍または冷蔵を行う庫内に収容される収容物の冷え方に応じた、収容物の配置の提案を行うことができる。

本実施の形態が適用される冷凍冷蔵システムの全体構成例を示した図である。 本実施の形態における情報処理装置のハードウェア構成例を示した図である。 本実施の形態における情報処理装置の機能構成例を示したブロック図である。 本実施の形態における情報処理装置の動作例を示したフローチャートである。 本実施の形態で取得される新規収容物情報を入力するための入力画面の例を示した図である。 本実施の形態で配置情報が出力される出力画面の例を示した図である。 （ａ），（ｂ）は、本実施の形態で別の配置情報が出力される出力画面について説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。

［冷凍冷蔵システムの全体構成］
図１は、本実施の形態が適用される冷凍冷蔵システム１０の全体構成例を示した図である。図示するように、この冷凍冷蔵システム１０は、冷凍冷蔵倉庫１００の冷凍または冷蔵を行うものであり、冷凍冷蔵装置２００と、制御装置３００と、温度センサ４００と、入出力装置５００と、情報処理装置６００とを備える。

冷凍冷蔵倉庫１００は、庫内に収容される収容物の冷凍または冷蔵を行うための倉庫である。冷凍冷蔵倉庫１００は、断熱壁１１０と、開閉扉１２０と、収容空間１３０とを有する。断熱壁１１０は、断熱パネルで覆われることにより、冷凍冷蔵倉庫１００の保温性を高めるための壁である。開閉扉１２０は、冷凍冷蔵倉庫１００に収容物を収容する際に開閉される扉である。開閉扉１２０も、断熱材が充填されることにより、閉められているときは、冷凍冷蔵倉庫１００の保温性を高める。収容空間１３０は、収容物を収容するための空間である。収容空間１３０には、図示しないが、収容物を載せて収容する複数の棚が断熱壁１１０に設置されていてもよい。

冷凍冷蔵装置２００は、冷凍冷蔵倉庫１００の冷凍または冷蔵を実際に行う装置である。冷凍冷蔵装置２００は、室内機２１０ａ～２１０ｃと、室外機２２０と、配管２３０とを有する。室内機２１０ａ～２１０ｃは、冷凍冷蔵倉庫１００内に設置され、配管２３０を通ってきた冷媒と冷凍冷蔵倉庫１００内の空気との間で熱交換を行うことにより、冷凍冷蔵倉庫１００内の空気から熱を吸収する。室外機２２０は、冷凍冷蔵倉庫１００外に設置され、配管２３０内を通ってきた冷媒と冷凍冷蔵倉庫１００外の空気との間で熱交換を行うことにより、冷凍冷蔵倉庫１００外に熱を排出する。配管２３０は、室内機２１０ａ～２１０ｃと室外機２２０とをつなぐ管であり、その内部を冷媒が通過する。尚、図では、室内機２１０ａ～２１０ｃを示したが、これらを区別する必要がない場合は、室内機２１０と称することもある。図には、３つの室内機２１０を示したが、１つ、２つ、または４つ以上の室内機２１０を設けてもよい。本実施の形態では、庫内の冷凍または冷蔵を行う冷却装置の一例として、冷凍冷蔵装置２００を設けている。

制御装置３００は、設定された条件に基づいて、冷凍冷蔵装置２００が動作するように制御する装置である。

温度センサ４００は、冷凍冷蔵倉庫１００内の所定位置に設置され、その所定位置の温度を測定する。

入出力装置５００は、例えば、冷凍冷蔵倉庫１００の開閉扉１２０の横に設置され、冷凍冷蔵倉庫１００内に収容する収容物の情報を入力するユーザ操作を受け付けたり、冷凍冷蔵倉庫１００内に収容する収容物の配置に関する提案情報を出力したりする。入出力装置５００は、例えば、タッチパネルであってよい。

情報処理装置６００は、冷凍冷蔵倉庫１００に収容する収容物の配置に関する提案情報を作成し、入出力装置５００に出力する。具体的には、情報処理装置６００は、まず、冷凍冷蔵装置２００、温度センサ４００、入出力装置５００等から各種情報を取得する。次に、情報処理装置６００は、この各種情報を用いて、冷凍冷蔵倉庫１００内の温度分布、冷凍冷蔵倉庫１００内に収容する収容物の冷え方等を求める。次いで、情報処理装置６００は、温度分布、収容物の冷え方等に基づいて、提案情報を作成する。そして、情報処理装置６００は、この提案情報を入出力装置５００に出力する。

［情報処理装置のハードウェア構成］
図２は、本実施の形態における情報処理装置６００のハードウェア構成例を示した図である。図示するように、情報処理装置６００は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１と、記憶手段であるＲＡＭ（Random Access Memory）６０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０３、記憶装置６０４とを備える。ＲＡＭ６０２は、主記憶装置（メインメモリ）であり、ＣＰＵ６０１が演算処理を行う際の作業用メモリとして用いられる。ＲＯＭ６０３にはプログラムや予め用意された設定値等のデータが保持されており、ＣＰＵ６０１はＲＯＭ６０３から直接プログラムやデータを読み込んで処理を実行することができる。記憶装置６０４は、プログラムやデータの保存手段である。記憶装置６０４にはプログラムが記憶されており、ＣＰＵ６０１は記憶装置６０４に格納されたプログラムを主記憶装置に読み込んで実行する。また、記憶装置６０４には、ＣＰＵ６０１による処理の結果が格納され、保存される。記憶装置６０４としては、例えば磁気ディスク装置やＳＳＤ（Solid State Drive）等が用いられる。

［情報処理装置の機能構成］
図３は、本実施の形態における情報処理装置６００の機能構成例を示したブロック図である。図示するように、本実施の形態における情報処理装置６００は、取得部６１０と、予測部６２０と、出力部６３０とを備える。

取得部６１０は、各種情報を取得する。取得部６１０は、測定情報取得部６１１と、熱特性情報取得部６１２と、運転情報取得部６１３と、既存収容物情報取得部６１４と、新規収容物情報取得部６１５とを含む。

測定情報取得部６１１は、温度センサ４００が測定した温度を示す情報（以下、「測定情報」という）を取得する。ここで、測定情報とは、温度センサ４００が設置された位置の現在の温度の情報である。

熱特性情報取得部６１２は、冷凍冷蔵倉庫１００内の熱特性を示す熱特性情報を取得する。熱特性情報取得部６１２は、例えば、記憶装置６０４から、予め計算して記憶しておいた熱特性情報を取得するとよい。ここで、熱特性情報とは、温度センサ４００が設置された位置から特定位置への熱拡散率および熱伝導率である。

運転情報取得部６１３は、冷凍冷蔵装置２００の運転に関する情報（以下、「運転情報」という）を取得する。運転情報取得部６１３は、例えば、制御装置３００から、運転情報を取得するとよい。ここで、運転情報とは、冷凍冷蔵装置２００の給気温度、還気温度、風速、風向等である。

既存収容物情報取得部６１４は、冷凍冷蔵倉庫１００に既に存在する収容物である既存収容物に関する情報（以下、「既存収容物情報」という）を取得する。既存収容物情報取得部６１４は、例えば、既存収容物を収容した際に既存収容物情報を記憶した記憶装置６０４から、既存収容物情報を取得するとよい。ここで、既存収容物情報には、例えば、既存収容物が発する熱の情報がある。既存収容物が呼吸する食品（野菜、果物等）である場合、呼吸により熱が発生するので、既存収容物情報は、このような熱の情報を含む。また、既存収容物情報には、例えば、既存収容物の配置位置、体積、形状等もある。

新規収容物情報取得部６１５は、冷凍冷蔵倉庫１００に新たに収容する収容物である新規収容物に関する情報（以下、「新規収容物情報」という）を取得する。新規収容物情報取得部６１５は、例えば、ユーザが新規収容物情報を入出力装置５００に入力することにより、入出力装置５００から新規収容物情報を取得するとよい。また、新規収容物情報取得部６１５は、ユーザが入出力装置５００に入力した情報に予め対応付けて記憶された新規収容物情報を、記憶装置６０４から取得してもよい。さらに、新規収容物情報取得部６１５は、ユーザが入出力装置５００に入力した情報から計算された新規収容物情報を取得してもよい。ここで、新規収容物情報には、例えば、新規収容物の熱容量、熱伝達率、表面積、現在の表面温度、現在の内部温度、目標温度（保存温度）がある。また、新規収容物情報には、例えば、新規収容物が発する熱の情報もある。新規収容物が呼吸する食品（野菜、果物等）である場合、呼吸により熱が発生するので、新規収容物情報は、このような熱の情報を含む。さらに、新規収容物情報には、例えば、新規収容物の体積、形状等もある。

予測部６２０は、各種予測を行う。予測部６２０は、外乱推定部６２１と、温度分布算出部６２２と、冷却時間算出部６２３と、影響情報算出部６２４とを含む。

外乱推定部６２１は、新規収容物情報取得部６１５が取得した新規収容物情報を用いて、冷凍冷蔵倉庫１００に生じる外乱を推定する。ここで、外乱とは、開閉扉１２０の開閉等である。この場合、例えば、新規収容物情報が示す新規収容物の個数が多ければ、開閉扉１２０を開けている時間は長くなると考えられるので、外乱推定部６２１は、大きい外乱を推定する。一方、新規収容物情報が示す新規収容物の個数が少なければ、開閉扉１２０を開けている時間は短くなると考えられるので、外乱推定部６２１は、小さい外乱を推定する。

温度分布算出部６２２は、まず、冷凍冷蔵倉庫１００内の複数の位置のうち、周囲の温度を求めたい位置を特定位置ｐとして、その温度を算出する。そのために、温度分布算出部６２２は、測定情報取得部６１１が取得した測定情報が示す温度Ｔ_ｍから特定位置ｐの温度を減算した温度差ΔＴを、冷凍冷蔵倉庫１００内をモデル化した物理モデルを用いて算出する。この物理モデルは、取得部６１０が取得または外乱推定部６２１が推定した情報を用いて作成された次の各項を含む。

第１の項は、温度センサ４００が設置された位置から特定位置ｐへの熱拡散率αおよび熱伝導率βを規定した項である。熱拡散率αおよび熱伝導率βは、熱特性情報取得部６１２により取得される。温度センサ４００が設置された位置ｎから特定位置ｐまでの距離をｋ_１（ｎ，ｐ）とすると、この項は、ｆ（α，β，ｋ_１（ｎ，ｐ））と表される。

第２の項は、冷凍冷蔵装置２００の室内機２１０の給気温度Ｔｓ、還気温度Ｔｒ、風速ｖ、風向ｄと、既存収容物による干渉ｉとから求められる特定位置ｐの温度への影響を規定した項である。給気温度Ｔｓ、還気温度Ｔｒ、風速ｖ、風向ｄは、運転情報取得部６１３により取得される。干渉ｉは、既存収容物の位置や積み方等によって変化する情報であり、既存収容物情報取得部６１４により取得される。冷凍冷蔵装置２００の室内機２１０が設置された位置ｎから特定位置ｐまでの距離をｋ_２（ｎ，ｐ）とすると、この項は、ｇ（Ｔ_ｓ，Ｔ_ｒ，ｖ，ｄ，ｉ，ｋ_２（ｎ，ｐ））と表される。

第３の項は、既存収容物が発熱体として特定位置ｐの温度へ与える熱の情報ｅの影響を規定した項である。熱の情報ｅは、既存収容物情報取得部６１４により取得される。既存収容物が配置された位置ｎから特定位置ｐまでの距離をｋ_３（ｎ，ｐ）とすると、この項は、ｈ（ｅ，ｋ_３（ｎ，ｐ））と表される。

第４の項は、外乱推定部６２１が推定した外乱γを規定した項である。開閉扉１２０等の外乱γが発生する位置ｎから特定位置ｐまでの距離をｋ_４（ｎ，ｐ）とすると、この項は、ｊ（γ，ｋ_４（ｎ，ｐ））と表される。

温度分布算出部６２２は、以上の項を次の式のように重ね合わせることにより、温度差ΔＴを算出する。ただし、次の式では、各項の関数ｆ，ｇ，ｈ，ｊのパラメータが記述された括弧については、省略している。

そして、温度分布算出部６２２は、温度Ｔ_ｍから温度差ΔＴを減算することにより、特定位置ｐの温度を算出する。

その後、温度分布算出部６２２は、冷凍冷蔵倉庫１００内の全ての位置を特定位置ｐとして同じ処理を行うことにより、冷凍冷蔵倉庫１００内の温度分布を算出する。

このように、温度分布算出部６２２は、温度センサ４００で測定した温度と物理モデルとを用いたソフトセンシングにより冷凍冷蔵倉庫１００内の温度分布を算出するのが好ましいが、ＣＦＤ（computational fluid dynamics）により温度分布を算出してもよい。また、温度分布算出部６２２は、外気温、隣の倉庫の情報等を用いて、温度分布を算出してもよい。

本実施の形態では、庫内における各位置の温度を予測する予測部の一例として、温度分布算出部６２２を設けている。

冷却時間算出部６２３は、新規収容物を内部まで冷却するのに必要な時間（以下、「内部冷却時間」という）を、新規収容物をモデル化した物理モデルを用いて算出する。

まず、冷却時間算出部６２３は、新規収容物の熱容量Ｃ、熱伝達率ｈ、表面積Ｓを用いて、新規収容物の熱時定数τを算出する。新規収容物の熱容量Ｃ、熱伝達率ｈ、表面積Ｓは、新規収容物情報取得部６１５により取得される。冷却時間算出部６２３は、次の式により、熱時定数τを算出する。

次に、冷却時間算出部６２３は、熱時定数τと、冷凍冷蔵倉庫１００内の特定位置ｐの温度Ｔ（ｐ）と、新規収容物の現在の内部温度Ｔ_ｃ、目標温度（保存温度）Ｔ_ｔとを用いて、新規収容物を特定位置ｐに配置した場合の内部冷却時間ｔ（ｐ）を算出する。新規収容物の現在の内部温度Ｔ_ｃ、目標温度（保存温度）Ｔ_ｔは、新規収容物情報取得部６１５により取得される。新規収容物の現在の内部温度Ｔ_ｃは、庫内に収容する収容物の収容前の温度情報の一例であり、新規収容物の目標温度（保存温度）Ｔ_ｔは、庫内に収容する収容物の目標の温度情報の一例である。冷却時間算出部６２３は、次の式により、内部冷却時間ｔ（ｐ）を算出する。

あるいは、冷却時間算出部６２３は、新規収容物の冷却の優先度を決めるだけであれば、厳密な内部冷却時間を算出する必要はなく、新規収容物ごとに、内部まで冷えるのに必要な吸熱量または相対時間を決定すれば十分である。したがって、冷却時間算出部６２３は、新規収容物の内部が冷えるまでの時間の目安である熱時定数の他、新規収容物の現在の内部温度と目標温度との差等から優先度を決定してもよい。

また、冷却時間算出部６２３は、上記の物理モデルに限らず、新規収容物の冷え方に相関する情報を考慮したいかなる物理モデルを用いてもよい。物理モデルは、例えば、収容物同士が密着している場合は伝導率を用いたモデルであってよい。物理モデルは、ある温度の新規収容物をある風速の位置に配置した場合の収容物の冷え方が分かるモデルであってもよい。物理モデルは、周囲の風の温度、流速、当たり方、接している周囲の温度、収容物の表面の形状、比熱、重さ、体積、荷姿等を考慮したモデルであってもよい。物理モデルは、周囲温度に対してどれだけ多くの熱量を持っているかの物理量を出力するモデルであってもよい。

さらに、冷却時間算出部６２３は、ＡＩにより内部冷却時間を決定してもよい。この場合、冷却時間算出部６２３は、新規収容物の種類ごとに、教師データとして、収容前の重量、表面積、表面温度、内部温度、目標温度（保存温度）等を用いる。そして、冷却時間算出部６２３は、目的変数を、内部温度が目標温度になるまでの時間の実測値として機械学習し、熱特性を学習するようにすればよい。

本実施の形態では、庫内における収容物の冷え方を予測する予測部の一例として、冷却時間算出部６２３を設けている。

影響情報算出部６２４は、新規収容物を冷凍冷蔵倉庫１００内の位置ｎに配置した場合に新規収容物が発熱体として特定位置ｐの温度へ与える熱の情報ｅの影響を示す影響情報を、新規収容物をモデル化した物理モデルを用いて算出する。新規収容物の熱の情報ｅは、新規収容物情報取得部６１５により取得される。新規収容物が配置された位置ｎから特定位置ｐまでの距離をｋ_３（ｎ，ｐ）とすると、影響情報は、ｈ（ｅ，ｋ_３（ｎ，ｐ））と表される。影響情報算出部６２４は、次の式のように複数の新規収容物による影響情報ｈ（ｅ，ｋ_３（ｎ，ｐ））を加算することにより、特定位置ｐの温度が受ける影響を示す影響情報ｕ（ｐ）を算出する。

本実施の形態では、庫内に収容する収容物が発する熱の庫内における各位置の温度への影響を予測する予測部の一例として、影響情報算出部６２４を設けている。

出力部６３０は、各種情報を出力する。出力部６３０は、配置決定部６３１と、配置情報出力部６３２と、設定情報出力部６３３とを含む。

配置決定部６３１は、温度分布算出部６２２が算出した温度分布と、冷却時間算出部６２３が算出した内部冷却時間と、影響情報算出部６２４が算出した影響情報とに基づいて、複数の新規収容物の適切な配置を決定する。

例えば、配置決定部６３１は、まず、複数の新規収容物を特定の配置パターンで配置する場合について、複数の新規収容物の内部冷却時間の平均値を算出する。具体的には、配置決定部６３１は、複数の新規収容物のそれぞれを配置する特定位置ｐの温度Ｔ（ｐ）を、温度分布算出部６２２が算出した特定位置ｐの温度に影響情報算出部６２４が算出した影響情報ｕ（ｐ）を重ね合わせることにより算出する。そして、配置決定部６３１は、冷却時間算出部６２３が算出した内部冷却時間ｔ（ｐ）にこの算出した温度Ｔ（ｐ）を適用することにより、複数の新規収容物のそれぞれの内部冷却時間ｔ（ｐ）を算出する。その後、配置決定部６３１は、複数の新規収容物の内部冷却時間ｔ（ｐ）の平均値を算出する。

次に、配置決定部６３１は、複数の新規収容物を他の配置パターンで配置する場合についても、同じ処理を行うことにより、複数の新規収容物の内部冷却時間ｔ（ｐ）の平均値を算出する。

その後、配置決定部６３１は、複数の新規収容物の内部冷却時間ｔ（ｐ）の平均値が最も短くなる配置パターンを、適切な配置として決定する。

あるいは、配置決定部６３１は、新規収容物の冷却の優先度が決定された場合は、この優先度と、温度分布算出部６２２が算出した温度分布における冷却の度合いとを照合することにより、新規収容物の配置位置を決定してもよい。

また、配置決定部６３１は、既に冷えた既存収容物を冷凍冷蔵倉庫１００内の温度が比較的高い位置に配置することを決定してもよい。さらに、新規収容物の搬出入が多いことが想定される場合には、外気侵入の影響の強い開閉扉１２０から離れた位置に新規収容物を配置することを決定してもよい。

配置情報出力部６３２は、配置決定部６３１が決定した適切な配置を示す配置情報を作成し、入出力装置５００に出力する。

上記のように決定された適切な配置を示す配置情報を作成することにより、配置情報は、冷凍冷蔵倉庫１００内に収容する収容物がより短時間で冷える収容物の配置を提案するものとなる。また、配置情報は、冷凍冷蔵倉庫１００に収容する収容物の積み方の情報を含むものであってよい。さらに、配置情報は、冷凍冷蔵倉庫１００に収容する収容物を他の収容物に密接させて配置せず、所定の間隔で配置する指示を含むものであってよい。例えば、配置情報は、冷凍冷蔵倉庫１００に収容する収容物と他の収容物との間の間隔の情報を含むものであってよい。

また、配置情報は、例えば、配置画像であってよい。その場合、配置画像は、例えば、冷凍冷蔵倉庫１００に対応する画像上に、収容物に対応するオブジェクト画像を用いて配置を表現したものであってよい。ここで、冷凍冷蔵倉庫１００に対応する画像は、冷凍冷蔵倉庫１００を三次元で表現するものが好ましい。そして、収容物に対応するオブジェクト画像は、ピン、アイコン等の画像とすればよい。

また、配置情報出力部６３２は、空の冷凍冷蔵倉庫１００内に新規収容物を配置する際に、冷凍冷蔵装置２００の室内機２１０の位置等に応じて、新規収容物の配置位置を提案する配置情報を作成してもよい。その際、例えば、室内機２１０の吹き出し口の前に収容物を配置すると、その背後は収容物の陰になって冷え難くなるため、他の収容物をどのように配置するかを提案する配置情報を作成してもよい。あるいは、配置情報出力部６３２は、冷凍冷蔵倉庫１００内に既存収容物がある場合に、新規収容物の配置を提案する配置情報を作成してもよい。

本実施の形態では、庫内に収容する収容物の配置に関する提案情報の一例として、配置情報を用いており、このような提案情報を出力する出力部の一例として、配置情報出力部６３２を設けている。

設定情報出力部６３３は、配置決定部６３１が決定した配置に相応しい冷凍冷蔵装置２００の設定に関する設定情報を、入出力装置５００に出力する。例えば、配置決定部６３１が、収容物の適切な配置を決定できず、適切な配置に近い配置に決定したとする。このような場合に、設定情報出力部６３３は、決定された配置に相応しい設定情報を入出力装置５００に出力することでユーザに伝える。本実施の形態では、冷却装置の設定に関する提案情報の一例として、設定情報を用いており、このような提案情報を出力する出力部の一例として、設定情報出力部６３３を設けている。

［情報処理装置の動作］
図４は、本実施の形態における情報処理装置６００の動作例を示したフローチャートである。

図示するように、情報処理装置６００では、まず、測定情報取得部６１１が、温度センサ４００が測定した温度を示す測定情報を取得する（ステップ７０１）。また、熱特性情報取得部６１２が、冷凍冷蔵倉庫１００内の熱特性を示す熱特性情報を取得する（ステップ７０２）。また、運転情報取得部６１３が、冷凍冷蔵装置２００の運転に関する運転情報を取得する（ステップ７０３）。また、既存収容物情報取得部６１４が、冷凍冷蔵倉庫１００内に既に存在する既存収容物に関する既存収容物情報を取得する（ステップ７０４）。また、新規収容物情報取得部６１５が、冷凍冷蔵倉庫１００に新たに収容する新規収容物に関する新規収容物情報を取得する（ステップ７０５）。

次に、情報処理装置６００では、外乱推定部６２１が、ステップ７０５で取得された新規収容物情報に基づいて、外乱を推定する（ステップ７０６）。

次いで、温度分布算出部６２２が、ステップ７０１で取得された測定情報と、ステップ７０２で取得された熱特性情報と、ステップ７０３で取得された運転情報と、ステップ７０４で取得された既存収容物情報と、ステップ７０６で推定された外乱とに基づいて、冷凍冷蔵倉庫１００内の温度分布を算出する（ステップ７０７）。具体的には、温度分布算出部６２２は、熱特性情報と、運転情報と、既存収容物情報と、外乱とを用いた物理モデルにより、温度センサ４００による測定位置と特定位置との温度差を算出する。そして、温度分布算出部６２２は、測定情報が示す温度からこの温度差を減算することにより、特定位置の温度を算出する。その後、温度分布算出部６２２は、冷凍冷蔵倉庫１００内の全ての位置を特定位置として同じ処理を行うことにより、冷凍冷蔵倉庫１００内の温度分布を算出する。

また、冷却時間算出部６２３が、ステップ７０５で取得された新規収容物情報に基づいて、新規収容物の内部冷却時間を算出する（ステップ７０８）。具体的には、冷却時間算出部６２３は、新規収容物の熱容量、熱伝達率、表面積を用いた物理モデルにより、熱時定数を算出する。そして、この熱時定数と、新規収容物の現在の内部温度および目標温度（保存温度）とを用いた物理モデルにより、新規収容物を特定位置に配置した場合の内部冷却時間を算出する。

さらに、影響情報算出部６２４が、ステップ７０５で取得された新規収容物情報に基づいて、新規収容物が発熱体として温度分布へ与える影響を示す影響情報を算出する（ステップ７０９）。具体的には、影響情報算出部６２４は、新規収容物が発する熱の情報を用いた物理モデルにより、複数の新規収容物を他の位置に配置した場合の特定位置の温度へ与える影響を示す影響情報を算出する。そして、影響情報算出部６２４は、複数の新規収容物による影響情報を加算することにより、温度分布への影響を示す影響情報を算出する。

その後、情報処理装置６００では、配置決定部６３１が、複数の新規収容物の配置パターンのそれぞれについて、ステップ７０７で算出された温度分布と、ステップ７０８で算出された内部冷却時間と、ステップ７０９で算出された影響情報とに基づいて、複数の新規収容物の内部冷却時間の平均値を算出する（ステップ７１０）。具体的には、配置決定部６３１は、複数の新規収容物を特定の配置パターンで配置する場合に複数の新規収容物を配置する特定位置の温度を、温度分布算出部６２２が算出した特定位置の温度に影響情報算出部６２４が算出した影響情報を重ね合わせることにより算出する。そして、配置決定部６３１は、冷却時間算出部６２３が算出した内部冷却時間にこれらの特定位置の温度を適用することにより、複数の新規収容物の内部冷却時間を算出する。その後、配置決定部６３１は、複数の新規収容物の内部冷却時間を平均して、その平均値を算出する。

次に、配置決定部６３１は、複数の新規収容物の配置パターンのうち、ステップ７１０で算出された内部冷却時間の平均値が最も短くなる配置パターンを抽出する（ステップ７１１）。

次いで、配置情報出力部６３２が、ステップ７１１で抽出された配置パターンに基づいて、配置情報を作成し、入出力装置５００に出力する（ステップ７１２）。

［画面例］
図５は、図４のステップ７０５で取得される新規収容物情報を入力するための入力画面８００の例を示した図である。

図示するように、入力画面８００は、分類選択領域８１０と、情報入力領域８２０とを含む。図では、分類選択領域８１０で「果菜類」が選択されているので、情報入力領域８２０の品目選択欄８２１には、果菜類に属する品目が表示されている。また、図では、品目選択欄８２１でこれらの品目から収容しようとしている「トマト」が選択されているので、情報入力領域８２０の各入力欄には、トマトに関する情報が入力されている。具体的には、直径入力欄８２２に直径として「８ｃｍ」が入力されている。そして、内部温度入力欄８２３に内部温度として「１８℃」が、表面温度入力欄８２４に表面温度として「１６℃」が、目標温度入力欄８２５に目標温度（保存温度）として「８℃」が、それぞれ入力されている。なお、トマトの熱容量および熱伝達率としては、品目選択欄８２１で「トマト」が選択されることにより、トマトに対して予め設定された値が取得されるようにするとよい。また、トマトの表面積としては、直径入力欄８２２に入力された直径から計算された値が取得されるようにするとよい。

図６は、図４のステップ７１２で配置情報が出力される出力画面９００の例を示した図である。

図示するように、出力画面９００には、冷凍冷蔵倉庫１００を三次元で表す倉庫オブジェクト９１０が示されている。また、倉庫オブジェクト９１０上には、冷凍冷蔵倉庫１００の棚を表す棚オブジェクト９２０と、冷凍冷蔵装置２００の室内機２１０ａ～２１０ｃを表す室内機オブジェクト９３０ａ～９３０ｃとが示されている。そして、収容物の適切な配置位置が、倉庫オブジェクト９１０上に、収容物オブジェクト９４０ａ～９４０ｅの位置によって示されている。ここで、特に、収容物オブジェクト９４０ｃにより表される収容物は、収容物オブジェクト９４０ｂにより表される収容物の上に積み重ねて配置すべきことが示されている。また、収容物オブジェクト９４０ｅにより表される収容物は、棚オブジェクト９２０により表される棚の上に配置すべきことが示されている。

図７（ａ），（ｂ）は、別の配置情報が出力される出力画面９５０について説明するための図である。冷凍冷蔵倉庫１００では、収容物の表面だけ冷えていても意味がなく、収容物の内部まで冷却されることが重要である。そこで、出力画面９５０は、収容物の内部が速く冷却されるように、収容物の配置位置を提案する。なお、この場合も、冷凍冷蔵倉庫１００内において、収容物の周囲の温度をソフトセンシングにより予測するものとする。また、図面情報から冷凍冷蔵倉庫１００のサイズおよび形状は分かっているものとする。

図示するように、出力画面９５０には、冷凍冷蔵倉庫１００を表す倉庫オブジェクト９６０が示されている。また、倉庫オブジェクト９６０上には、冷凍冷蔵装置２００の室内機２１０ａ～２１０ｃを表す室内機オブジェクト９８０ａ～９８０ｃが示されている。そして、収容物の配置位置が、倉庫オブジェクト９６０上に、収容物オブジェクト９９０ａ～９９０ｊの位置によって示されている。このうち、クロスハッチングが施された収容物オブジェクト９９０ａ～９９０ｆにより表される収容物は、比熱が高く、重量が重く、容積は中程度で、形状は直方体であるとする。また、斜線ハッチングが施された収容物オブジェクト９９０ｇ，９９０ｈにより表される収容物は、比熱が中程度で、重量が軽く、容積は中程度で、形状は直方体であるとする。さらに、ドットハッチングが施された収容物９９０ｉ，９９０ｊにより表される収容物は、比熱が低く、重量が軽く、容積は大きく、形状は直方体であるとする。

このような前提の下、初期状態において、図７（ａ）に示す出力画面９５０が表示されていたとする。この収容物の配置では、破線で囲んで示したように、１０個の収容物の周辺部にある収容物しか冷えない。そこで、図７（ｂ）に示す出力画面９５０により新規収容物の配置変更が提案される。これは、クロスハッチングが施された収容物オブジェクト９９０ａ～９９０ｆにより表される収容物のように、比熱が高く、重量が重いものは、気流が当たりやすい場所へ移動すべきことを示すものである。また、適切にスペースを空けて配置することで、１０個の収容物が速く冷えることも示している。なお、この出力画面９５０における配置情報は、冷凍冷蔵倉庫１００のサイズ、冷凍冷蔵装置２００の運転情報、収容物の情報等に基づいて、計算される。

［プログラム］
本実施の形態における情報処理装置６００が行う処理は、例えば、アプリケーションソフトウェア等のプログラムとして用意される。

このプログラムは、コンピュータに、冷凍または冷蔵を行う庫内における収容物の冷え方を予測する機能と、予測した前記庫内における収容物の冷え方に基づいて、当該庫内に収容する収容物の配置に関する提案情報を出力する機能と、を実現させるためのプログラムである。

尚、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

１０…冷凍冷蔵システム、１００…冷凍冷蔵倉庫、２００…冷凍冷蔵装置、３００…制御装置、４００…温度センサ、５００…入出力装置、６００…情報処理装置、６１０…取得部、６１１…測定情報取得部、６１２…熱特性情報取得部、６１３…運転情報取得部、６１４…既存収容物情報取得部、６１５…新規収容物情報取得部、６２０…予測部、６２１…外乱推定部、６２２…温度分布算出部、６２３…冷却時間算出部、６２４…影響情報算出部、６３０…出力部、６３１…配置決定部、６３２…配置情報出力部、６３３…設定情報出力部

Claims (19)

1. 冷凍または冷蔵を行う庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間と、当該庫内における各位置の温度と、当該庫内に収容する収容物が発する熱の当該庫内における各位置の温度への影響とを予測する予測部と、
   前記予測部が予測した前記庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間と、前記予測部が予測した当該庫内における各位置の温度と、前記予測部が予測した当該庫内における各位置の温度への影響とに基づいて、当該庫内に収容する収容物の配置に関する提案情報を出力する出力部と、
   を備える、情報処理装置。
2. 前記予測部は、前記庫内に収容する収容物の熱時定数を用いて、当該庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間を予測する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記予測部は、前記庫内に収容する収容物の収容前の温度情報をさらに用いて、当該庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間を予測する、
   請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記予測部は、前記庫内に収容する収容物の目標の温度情報をさらに用いて、当該庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間を予測する、
   請求項２に記載の情報処理装置。
5. 前記予測部は、前記庫内に収容する収容物をモデル化した物理モデルを用いて、当該庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間を予測する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
6. 前記出力部は、前記庫内に収容する収容物がより短時間で冷える収容物の配置を提案する前記提案情報を出力する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
7. 前記出力部は、前記庫内に収容する収容物の積み方の情報を含む前記提案情報を出力する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
8. 前記出力部は、前記庫内に収容する収容物と他の収容物との間の間隔の情報を含む前記提案情報を出力する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
9. 前記出力部は、前記庫内に収容する収容物に対応するオブジェクト画像を用いて前記配置を表現する前記提案情報を出力する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
10. 前記出力部は、前記庫内の冷凍または冷蔵を行う冷却装置の設定に関する前記提案情報を出力する、
    請求項１に記載の情報処理装置。
11. 冷凍または冷蔵を行う庫内における収容物の冷え方と、当該庫内における各位置の温度と、当該庫内に収容する収容物が発する熱の当該庫内における各位置の温度への影響とを予測する予測部と、
    前記予測部が予測した前記庫内における収容物の冷え方と、前記予測部が予測した当該庫内における各位置の温度と、前記予測部が予測した当該庫内における各位置の温度への影響とに基づいて、当該庫内に収容する収容物の配置に関する提案情報を出力する出力部と、
    を備える、情報処理装置。
12. 前記予測部は、前記庫内の所定位置の温度を測定した測定情報を用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、
    請求項１１に記載の情報処理装置。
13. 前記予測部は、前記庫内の熱特性をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、
    請求項１２に記載の情報処理装置。
14. 前記予測部は、前記庫内の冷凍または冷蔵を行う冷却装置の運転情報をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、
    請求項１２に記載の情報処理装置。
15. 前記予測部は、前記庫内に既に存在する収容物が発する熱の情報をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、
    請求項１２に記載の情報処理装置。
16. 前記予測部は、前記庫内に生じる外乱の情報をさらに用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、
    請求項１２に記載の情報処理装置。
17. 前記予測部は、前記庫内をモデル化した物理モデルを用いて、当該庫内における各位置の温度を予測する、
    請求項１１に記載の情報処理装置。
18. 前記予測部は、前記庫内に収容する収容物をモデル化した物理モデルを用いて、当該庫内における各位置の温度への影響を予測する、
    請求項１１に記載の情報処理装置。
19. コンピュータに、
    冷凍または冷蔵を行う庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間と、当該庫内における各位置の温度と、当該庫内に収容する収容物が発する熱の当該庫内における各位置の温度への影響とを予測する機能と、
    予測した前記庫内における収容物を内部まで冷却するのに必要な時間と、予測した当該庫内における各位置の温度と、予測した当該庫内における各位置の温度への影響とに基づいて、当該庫内に収容する収容物の配置に関する提案情報を出力する機能と、
    を実現させるプログラム。