JP7415826B2 - 物品処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品処理装置に関する。

従来、複数の物品を纏めて輸送する際に、パレットと複数の物品とを交互に積み重ねる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、上段のパレットは、複数の物品上に載置される。

特開２００１－７２２４３号公報

このように、パレットと複数の物品とを交互に積み重ねた輸送形態においては、物品の潰れや荷崩れをより確実に防ぐことが重要である。

そこで、本発明は、物品処理装置において、パレットと複数の物品とを交互に積み重ねた形態を有し、物品の潰れや荷崩れのような不都合が生じ難い輸送ユニットを作成することを、目的の一つとする。

本発明の物品処理装置は、指定された複数の物品を含む少なくとも一つの輸送ユニットであって、パレットと当該パレット上に積載された少なくとも一つの物品とをそれぞれ含んで積層された複数の物品群を有し、かつ最上層を除く前記物品群としての第一物品群では前記パレット上に複数の物品が他のパレットを載置可能に積載された、少なくとも一つの輸送ユニットの、構成を決定する構成決定部と、前記構成決定部によって構成が決定された前記輸送ユニットに含まれる前記複数の物品群を構成するよう、パレット上に複数の物品を積載するパレタイズ機構と、前記構成決定部によって決定された前記輸送ユニットを構成するよう、前記パレタイズ機構によって構成された前記複数の物品群を積層する積層機構と、を備え、前記構成決定部は、前記第一物品群のそれぞれについて、作用する荷重が当該第一物品群に設定された耐荷重指標よりも小さくなるよう、当該輸送ユニットの構成を決定する。

図１は、実施形態の物品処理装置によって作成される輸送ユニットの模式的かつ例示的な側面図である。 図２は、実施形態の物品処理装置の模式的かつ例示的な平面図である。 図３は、実施形態の物品処理装置の受入位置への物品の搬送順を示す例示的な概念図である。 図４は、実施形態の物品処理装置によって作成される物品群の模式的かつ例示的な斜視図である。 図５は、実施形態の物品処理装置の積層機構の模式的かつ例示的な側面図であって、積層の手順を示す図である。 図６は、実施形態の物品処理装置および自動倉庫の例示的なブロック図である。 図７は、実施形態の物品処理装置の作動制御部の例示的なブロック図である。 図８は、実施形態の物品処理装置の検出機構の模式的かつ例示的な側面図である。 図９は、実施形態の物品処理装置の検出機構の模式的かつ例示的な平面図である。 図１０は、実施形態の物品処理装置によって作成される物品群の模式的かつ例示的な斜視図であって、積層の対象から除外される物品群の一例を示す図である。 図１１は、実施形態の物品処理装置によって作成される物品群の模式的かつ例示的な斜視図であって、積層の対象から除外される物品群の別の一例を示す図である。 図１２は、実施形態の物品処理装置の構成決定部の例示的なブロック図である。 図１３は、実施形態の物品処理装置の構成決定部が輸送ユニットの構成を決定する手順の一例を示すフローチャートである。 図１４は、実施形態の物品処理装置によって作成される輸送ユニットの模式的かつ例示的な側面図であって、規定高さに近い高さの輸送ユニットを作成する場合を示す図である。 図１５は、実施形態の物品処理装置によって作成される輸送ユニットの模式的かつ例示的な側面図であって、均等化された高さを有した複数の輸送ユニットを作成する場合を示す図である。 図１６は、実施形態の物品処理装置によって仮決めされた輸送ユニットの構成を示す例示的な模式図である。 図１７は、実施形態の物品処理装置によって仮決めされた後に物品群が入れ替えられた輸送ユニットの構成の一例を示す例示的な模式図である。 図１８は、実施形態の物品処理装置によって仮決めされた後に物品群が入れ替えられた輸送ユニットの構成の別の一例を示す例示的な模式図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成から得られる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、下記の構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

なお、本明細書において、序数は、部品や、部位、パラメータ等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

また、一部の図中には、輸送ユニット作成装置１００における各方向が矢印で示されている。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに、互いに直交している。Ｚ方向は、鉛直方向に略沿っており、矢印Ｚは、鉛直上方を指している。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向に略沿っている。

［輸送ユニットの構成］
図１は、輸送ユニット１０の側面図である。輸送ユニット１０は、複数の物品２２を輸送する単位である。複数の物品２２は、少なくとも一つの輸送ユニット１０に纏められ、当該輸送ユニット１０の形態で輸送される。

図１に示されるように、輸送ユニット１０は、少なくとも一つの物品群２０を備えている。物品群２０は、それぞれ、パレット２１と、当該パレット２１上に積載された少なくとも一つの物品２２と、を含んでいる。

輸送ユニット１０は、積層された複数の物品群２０を含む場合がある。この場合、少なくとも最上層を除く各層の物品群２０では、複数の物品２２が、パレット２１上に、他のパレット２１を載置可能な状態に、積層されている。これにより、パレット２１上に積載された複数の物品２２の上に他のパレット２１すなわち他の物品群２０を載置することが可能となり、ひいては、複数の物品群２０を積層することが可能となっている。このような物品群２０の上端には、パレット２１上に積載された複数の物品２２によって、他のパレット２１を略水平に安定的に載置可能な被載置部が形成されている。最上層を除く各層の物品群２０、言い換えると、他のパレット２１すなわち他の物品群２０を載置可能な物品群２０は、第一物品群の一例である。

また、輸送ユニット１０は、最上層に、他のパレット２１を載置不能な物品群２０を有してもよい。また、輸送ユニット１０が、一つの物品群２０のみを有する場合、当該一つの物品群２０は、他のパレット２１を載置不能であってもよい。他のパレット２１を載置不能な物品群２０は、パレット２１と、当該パレット２１上に他のパレット２１を載置不能に積載された少なくとも一つの物品２２と、を有している。このような物品群２０の上端には、他のパレット２１を載置可能な被載置部は形成されない。他のパレット２１すなわち他の物品群２０を載置不能な物品群２０は、第二物品群の一例である。

パレット２１は、四角形状かつ板状の形状を有した、物品２２を載せる台である。パレット２１は、一例としては、両面パレットのような平パレットである。ただし、パレット２１は、両面パレットや平パレットには限定されず、他の形態のパレットであってもよい。

物品２２は、他の物品２２を積載可能な形状を有しており、例えば、直方体状のケース（箱）と、当該ケース内に収容された内容物（不図示）と、を有している。ただし、物品２２は、他の物品２２を積載可能な形状であり、かつ他の物品２２上に積載可能な形状を有していればよく、直方体状以外の形状であってもよい。また、物品２２は、ケースを有しなくてもよい。

物品群２０は、ケースの形状が同じである複数の物品２２を含む場合がある。さらに、当該物品群２０は、複数の物品２２として、仕様違いの同一物品、例えば、同一形状のケース入りの味が異なる同一銘柄の食品のような、同一銘柄で仕様違いの商品のみを含む場合がある。このような物品群２０により、輸送ユニット１０の配送先において、物品２２をより容易に取り扱える場合がある。物品２２として仕様違いの同一の物品２２のみを含む物品群２０は、第三物品群の一例である。

［輸送ユニット作成装置の構成および作動の概要］
図２は、輸送ユニット作成装置１００の平面図である。図２に示されるように、輸送ユニット作成装置１００は、パレタイズ機構１１０と、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂと、を備えている。また、輸送ユニット作成装置１００は、積層場所Ｐｓ（Ｐｓ１，Ｐｓ２）のそれぞれにおいて、図５にも示されるリフト機構１３０と、積層機構１４０と、を備えている。パレタイズ機構１１０、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂ、リフト機構１３０、および積層機構１４０の作動は、作動制御部１６３（図６参照）によって制御される。輸送ユニット作成装置１００は、物品処理装置の一例である。

［パレタイズ機構および物品群の構成］
パレタイズ機構１１０は、パレタイズ位置Ｐｐに位置された空のパレット２１上に、少なくとも一つの物品２２を積載することにより、物品群２０を作成する。パレタイズ機構１１０は、例えば、多関節ロボットのような、ロボットアーム１１１を有している。パレタイズ機構１１０は、自動倉庫２００（図６参照）から、例えばコンベヤ２２１のような搬送機構２２０によって受入位置Ｐｉに搬送された物品２２を、パレタイズ位置Ｐｐに位置されたパレット２１上、またはパレット２１上に既に載置されている物品２２上に、載置する。これにより、パレタイズ位置Ｐｐにおいて、物品群２０が作成される。パレタイズ機構１１０は、予め策定された輸送ユニット１０の作成計画に従って、複数の物品群２０を、順次、作成する。

図３は、受入位置Ｐｉへの物品２２の搬送順を示す概念図である。図３に示されるように、コンベヤ２２１を含む搬送機構２２０は、複数の物品２２を、自動倉庫２００から受入位置Ｐｉへ、パレタイズ機構１１０がパレット２１上に積載する順に、搬送する。パレタイズ機構１１０は、搬送機構２２０によって搬送され受入位置Ｐｉに到着した物品２２を、パレット２１上または当該パレット２１上に積載された物品２２上に、到着した順に一つずつ積載することにより、物品群２０を作成する。

物品群２０毎の物品２２の積載順、すなわち物品２２の搬送順は、パレタイズ機構１１０の作動時において当該パレタイズ機構１１０（ロボットアーム１１１）と既に配置されている物品２２との干渉を回避できるよう、策定されている。具体的には、物品２２の積載順すなわち自動倉庫２００からの搬送順（以下、物品２２の搬送順と称する）は、例えば、パレット２１上においてパレタイズ機構１１０から遠い位置に配置される物品２２から先に搬送されるよう、策定されている。また、物品２２の搬送順は、例えば、物品群２０において物品２２が複数段積み重ねられる場合には、下の段に位置する物品２２から先に搬送されるよう、策定されている。

また、物品２２の搬送順は、パレタイズ機構１１０が作成する物品群２０の順にしたがって、決定されている。すなわち、パレタイズ機構１１０が先に作成する物品群２０に含まれる物品２２が先に搬送され、パレタイズ機構１１０が後に作成する物品群２０に含まれる物品２２が後に搬送される。

図４は、物品群２０の一例を示す斜視図である。図４に示されるように、パレタイズ機構１１０は、積層された複数の物品２２によって、パレット２１上に、略同じ高さの複数の柱２０ｐを作成する。本実施形態では、上側の物品群２０をより安定的に支持するため、物品群２０は、少なくとも、パレット２１の四隅に寄せて配置された同じ高さの四つの柱２０ｐを有している。物品群２０は、略同じ高さの柱２０ｐを五つ以上有してもよいが、必ずパレット２１の四隅のそれぞれに寄せて配置された四つの柱２０ｐ（以下、単に四隅の柱と称する）を有するものとする。柱２０ｐの上端（上面）が、被載置部の一例である。なお、柱２０ｐは、それぞれ、一つの物品２２によって構成されてもよいし、三つ以上の積層された物品２２によって構成されてもよい。

また、図２に示されるように、輸送ユニット作成装置１００は、複数のパレタイズ機構１１０を備えており、これら複数のパレタイズ機構１１０は、並行して作動することができる。一例として、輸送ユニット作成装置１００には、２箇所の受入位置Ｐｉ（Ｐｉ１，Ｐｉ２）と、２箇所のパレタイズ位置Ｐｐ（Ｐｐ１，Ｐｐ２）とが設けられており、二つのパレタイズ機構１１０は、それぞれ、別の受入位置Ｐｉ１，Ｐｉ２で物品２２を保持して別のパレタイズ位置Ｐｐ１，Ｐｐ２に位置する別のパレット２１上の所定位置に移動することにより、別の物品群２０を作成することができる。

また、パレタイズ機構１１０は、図１に示されるように、各物品群２０において、識別情報２２ａ１が付与された物品２２の側面２２ａが、物品群２０の側面２０ａ言い換えると外周面において露出するよう、物品群２０を作成することができる。物品群２０の側面２０ａは、外周に位置する複数の物品２２の、側方かつ外方を向いた側面２２ａを、含んでいる。識別情報２２ａ１に関しては、受入位置Ｐｉにおける物品２２の姿勢、および当該姿勢における識別情報２２ａ１が付与された側面２２ａの位置が、既知あるいは一定である場合がある。このような場合には、作動制御部１６３によって制御されたパレタイズ機構１１０は、当該姿勢、識別情報２２ａ１の付与された側面２２ａの位置、および物品群２０における当該物品２２の位置（配置）に基づいて、識別情報２２ａ１が露出した状態となるよう、物品２２を積載することができる。また、別の例として、パレタイズ機構１１０がカメラを有している場合や、受入位置Ｐｉやパレタイズ位置Ｐｐ近傍にカメラが設けられている場合等にあっては、パレタイズ機構１１０は、カメラによる撮影結果に基づいて、識別情報２２ａ１が露出した状態となるよう、物品２２を積載することができる。識別情報２２ａ１は、例えば、文字や、数字、図柄、商標、バーコード等である。なお、識別情報２２ａ１は、物品２２の側面２２ａ上に直接印字等されていてもよいし、識別情報２２ａ１が付与されたラベルが側面２２ａ上に貼付されていてもよい。

なお、物品群２０が、複数の同一の物品２２を含む場合、パレタイズ機構１１０は、それら複数の同一の物品２２のうち少なくとも一つの物品２２の識別情報２２ａ１が露出するよう、複数の物品２２をパレット２１上に積載すればよく、物品群２０の外周に位置した全ての物品２２の識別情報２２ａ１が見える必要はない。

また、複数のパレタイズ機構１１０は、一つの輸送ユニット１０に含まれる別の物品群２０を作成してもよい。これにより、一つの輸送ユニット１０だけを作成すればよい状況にあっては、当該一つの輸送ユニット１０をより迅速に作成することができる場合がある。

パレタイズ機構１１０によって作成された物品群２０は、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂによって積層場所Ｐｓ（Ｐｓ１，Ｐｓ２）に搬送される。

［搬送機構］
搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂは、空のパレット２１、物品群２０、複数の物品群２０が積層された積層体２０Ｓ（図５の（Ｓ５），（Ｓ６）参照）、および作成された輸送ユニット１０を、それぞれ、横方向に搬送することができる。すなわち、本実施形態では、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂが、空のパレット２１、物品群２０、積層体２０Ｓ、および作成された輸送ユニット１０の搬送路を構成している。搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂは、例えば、スライド機構とも称されうる。なお、輸送ユニット１０は、完成されたあるいは最終的な積層体２０Ｓと言うことができる。

図２に示されるように、輸送ユニット作成装置１００は、Ｘ方向に延びＸ方向に直列に配置された三つの搬送機構１２０Ａ（１２０Ａ１，１２０Ａ２１，１２０Ａ２２）を備えている。搬送機構１２０Ａは、それぞれ、略水平なＸ方向に延びており、物品群２０またはパレット２１を、Ｘ方向またはＸ方向の反対方向に搬送する。搬送機構１２０Ａ２２は、搬送機構１２０Ａ１を挟んで、搬送機構１２０Ａ２１とは反対側に配置されている。搬送機構１２０Ａは、直列に並ぶ三つの区間において搬送を実行する三つの搬送機構１２０Ａ１，１２０Ａ２１，１２０Ａ２２に分割されていると言うことができる。搬送機構１２０Ａ１，１２０Ａ２１，１２０Ａ２２は、それぞれ独立して作動することができる。各搬送機構１２０Ａ１，１２０Ａ２１，１２０Ａ２２は、それぞれ、さらに直列に分割されてもよい。搬送機構１２０Ａは、例えば、チェーンコンベヤであるが、これには限定されない。

また、輸送ユニット作成装置１００は、Ｙ方向に延びＸ方向に間隔をあけて並列に配置された三つの搬送機構１２０Ｂ（１２０Ｂ１，１２０Ｂ２１，１２０Ｂ２２）を備えている。搬送機構１２０Ｂは、それぞれ、パレット２１、物品群２０、または積層体２０Ｓを、Ｙ方向またはＹ方向の反対方向に搬送する。搬送機構１２０Ｂ１，１２０Ｂ２１，１２０Ｂ２２は、それぞれ独立して作動することができる。搬送機構１２０Ｂは、例えば、チェーンコンベヤであるが、これには限定されない。

搬送機構１２０Ａと搬送機構１２０Ｂとは、空のパレット２１、物品群２０、および積層体２０Ｓのそれぞれを受渡可能に構成されている。

搬送機構１２０Ａ１のＸ方向（長手方向）の中間位置に隣接した搬送機構１２０Ｂ１は、空のパレット２１を、当該中間位置まで、Ｙ方向の反対方向に搬送する。搬送機構１２０Ａ１は、搬送機構１２０Ｂ１から受け取った空のパレット２１を、２箇所のパレタイズ位置Ｐｐ（Ｐｐ１，Ｐｐ２）のそれぞれに搬送することができる。なお、積層された複数の空のパレット２１を分離して空のパレット２１を一つずつ取り出すパレット分離機構（不図示）が設けられてもよい。この場合、搬送機構１２０Ｂ１は、パレット分離機構によって分離された空のパレット２１を、搬送機構１２０Ａ１に向けて搬送する。

パレタイズ位置Ｐｐ１は、搬送機構１２０Ａ２１上に設けられ、パレタイズ位置Ｐｐ２は、搬送機構１２０Ａ２２上に設けられている。上述したように、搬送機構１２０Ａ１，１２０Ａ２１，１２０Ａ２２は、それぞれ独立して作動可能である。したがって、搬送機構１２０Ａ１は、２箇所のパレタイズ位置Ｐｐ１，Ｐｐ２のうちの一方へ、他方での物品群２０の作成状況によらず、空のパレット２１を搬送することができる。また、搬送機構Ａ２１は、パレタイズ位置Ｐｐ１上に作成された物品群２０を、パレタイズ位置Ｐｐ２での物品群２０の作成状況によらず、積層場所Ｐｓ１に向けて搬送することができるし、搬送機構Ａ２２は、パレタイズ位置Ｐｐ２上に作成された物品群２０を、パレタイズ位置Ｐｐ１での物品群２０の作成状況によらず、積層場所Ｐｓ２に向けて搬送することができる。

搬送機構１２０Ｂ２１は、搬送機構１２０Ａ２１と隣接し、搬送機構１２０Ａによりパレタイズ位置Ｐｐから搬送された物品群２０を、積層場所Ｐｓ１（Ｐｓ）および出荷位置Ｐｏ１（Ｐｏ）まで、Ｙ方向に搬送することができる。

また、搬送機構１２０Ｂ２２は、搬送機構１２０Ｂ１に対して搬送機構１２０Ｂ２１とは反対側で搬送機構１２０Ａ２２と隣接し、搬送機構１２０Ａによりパレタイズ位置Ｐｐから搬送された物品群２０を、積層場所Ｐｓ２（Ｐｓ）および出荷位置Ｐｏ２（Ｐｏ）まで、Ｙ方向に搬送することができる。

搬送機構１２０Ａと搬送機構１２０Ｂ２１，１２０Ｂ２２との接続位置Ｐｃには、それぞれ、リフト機構付きの搬送機構１２０Ｂ２ａが設けられてもよい。この場合、搬送機構１２０Ｂ２１，１２０Ｂ２２の搬送面は、搬送機構１２０Ａ２１，１２０Ａ２２の搬送面よりも高く設定される。搬送機構１２０Ｂ２１，１２０Ｂ２２は、接続位置Ｐｃに位置した物品群２０を搬送機構１２０Ｂ２ａによって持ち上げることにより搬送機構１２０Ａ２１，１２０Ａ２２の搬送面から離間させた後、積層場所Ｐｓへ搬送することができる。搬送機構１２０Ｂ２ａは、受渡機構とも称されうる。

［積層機構］
図５は、積層機構１４０の側面図である。積層機構１４０は、搬送機構１２０Ｂ１と、リフト機構１３０と、を有している。なお、ここでは、搬送機構１２０Ｂ１上に設けられた積層場所Ｐｓ１での物品群２０の積層について説明するが、搬送機構１２０Ｂ２上に設けられた積層場所Ｐｓ２においても各部の構成および作動は同様である。

積層機構１４０は、積層場所Ｐｓ１において、複数の物品群２０を積層することにより、輸送ユニット１０を作成する。積層場所Ｐｓ１は、複数の物品群２０の積層が実行される場所あるいは空間であり、積層空間とも称されうる。

リフト機構１３０は、積層場所Ｐｓ１において、物品群２０および複数の物品群２０が積層された積層体２０Ｓを、それぞれ、上下方向に移動することができる。リフト機構１３０は、コンベヤ１３０ａと、リフタ１３０ｂと、フック１３０ｃと、を有している。

コンベヤ１３０ａは、搬送機構１２０Ｂ１の一部を構成しており、物品群２０および積層体２０Ｓを、それぞれ、Ｙ方向およびＹ方向の反対方向に搬送することができる。コンベヤ１３０ａおよび搬送機構１２０Ｂ１は、スライド機構の一例である。

リフタ１３０ｂは、上下方向に延びるレール１３０ｂ１と、当該レール１３０ｂ１に沿って上下に移動可能であるとともにレール１３０ｂ１上の複数箇所あるいは任意の位置に停止可能に構成されコンベヤ１３０ａの支持部と固定された可動子（不図示）と、を有している。電動モータのようなアクチュエータ１０２（図６参照）の動作に伴って可動子がレール１３０ｂ１上を移動したり停止したりすることにより、コンベヤ１３０ａ、ひいては当該コンベヤ１３０ａ上に載置された物品群２０および積層体２０Ｓのそれぞれの上下方向の位置を、変更することができる。なお、コンベヤ１３０ａは、リフタ１３０ｂの可動子の一部と言うことができる。

フック１３０ｃは、パレット２１を保持することにより、当該パレット２１を含む物品群２０を保持することができる。また、フック１３０ｃは、積層体２０Ｓの最下層の物品群２０のパレット２１を保持することにより、当該積層体２０Ｓを保持することができる。フック１３０ｃは、例えば、パレット２１から外れた待避位置ｐｆとパレット２１を引っ掛ける引掛位置ｐｈとの間で横方向に移動可能な可動爪である。フック１３０ｃは、フォークや支持部とも称されうる。

ここで、図５を参照しながら、積層機構１４０の作動の一例について説明する。

まず、コンベヤ１３０ａを含む搬送機構１２０Ｂ１は、物品群２０Ａを、積層場所Ｐｓ１の下部の受渡位置Ｐｓ１１に搬送する（ステップＳ１）。

次に、リフト機構１３０は、コンベヤ１３０ａとともに物品群２０Ａを、受渡位置Ｐｓ１１から当該受渡位置Ｐｓ１１の上方に離れた上側位置Ｐｓ１２へ移動する。ここで、フック１３０ｃは、物品群２０Ａのパレット２１を保持することにより、当該物品群２０Ａを上側位置Ｐｓ１２に留める（ステップＳ２）。

次に、リフト機構１３０は、コンベヤ１３０ａを下方へ移動する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、フック１３０ｃに保持された物品群２０Ａは、上側位置Ｐｓ１２に留まり、コンベヤ１３０ａのみが下降する。

次に、コンベヤ１３０ａを含む搬送機構１２０Ｂ１は、次の物品群２０Ｂを受渡位置Ｐｓ１１に搬送する（ステップＳ４）。受渡位置Ｐｓ１１は、所定位置の一例である。

次に、リフト機構１３０は、コンベヤ１３０ａとともに物品群２０Ｂを、受渡位置Ｐｓ１１から上方へ移動する。そして、物品群２０Ｂの上端と物品群２０Ａのパレット２１とが接する前後の適切なタイミングで、フック１３０ｃによる物品群２０Ａの保持を解除する。これにより、物品群２０Ｂの上に物品群２０Ａが積層された積層体２０Ｓが作成される（ステップＳ５）。

次に、リフト機構１３０は、コンベヤ１３０ａとともに積層体２０Ｓを、上側位置Ｐｓ１２へ移動する。ここで、フック１３０ｃは、積層体２０Ｓの最下層の物品群２０Ｂのパレット２１を保持することにより、当該積層体２０Ｓを上側位置Ｐｓ１２に留める（ステップＳ６）。

以降、積層機構１４０は、ステップＳ４～Ｓ６を繰り返すことにより、複数の物品群２０を積層し、積層体２０Ｓ、ひいては輸送ユニット１０を作成することができる。コンベヤ１３０ａを含む搬送機構１２０Ｂ１は、作成された輸送ユニット１０を、受渡位置Ｐｓ１１から出荷位置Ｐｏへ搬送する。出荷位置Ｐｏは、本実施形態では、搬送機構１２０Ｂ１上の、積層場所Ｐｓに対して搬送機構１２０Ａとは反対側に、設けられている。

このように、積層機構１４０は、最上層の物品群２０から物品群２０を下に順次継ぎ足すように、複数の物品群２０を積層することにより、輸送ユニット１０を作成する。したがって、本実施形態では、輸送ユニット１０の作成計画において、より上層の物品群２０に含まれるほど、物品２２の搬送順が早く、より下層の物品群２０に含まれるほど、物品２２の搬送順が遅くなる。

なお、本実施形態の積層機構１４０では、コンベヤ１３０ａが上下方向に移動したが、これには限定されず、例えば、コンベヤ１３０ａは上下方向には移動せず、フック１３０ｃが上下方向に移動してもよい。この場合、例えば、昇降機能を有した解除可能なフック１３０ｃは、受渡位置Ｐｓ１１で物品群２０のパレット２１または積層体２０Ｓの最下層のパレット２１を保持し、上側位置Ｐｓ１２まで上昇する。そして、フック１３０ｃは、搬送機構１２０Ｂ１によって受渡位置Ｐｓ１１に搬送された次の物品群２０上に、保持している物品群２０または積層体２０Ｓが載るように下降し、適切なタイミングで保持を解除すればよい。昇降機能を有したフック１３０ｃは、昇降機構の一例である。

図６は、輸送ユニット作成装置１００および自動倉庫２００のブロック図である。

輸送ユニット作成装置１００の制御装置１０１は、例えば、コンピュータによって構成されうる。制御装置１０１は、演算処理部１６０と、主記憶部１７１と、補助記憶部１７２と、を備えている。

演算処理部１６０は、例えば、プロセッサ（回路）である。主記憶部１７１は、例えば、ＲＡＭ（random access memory）やＲＯＭ（read only memory）であり、補助記憶部１７２は、例えば、ＨＤＤ（hard disk drive）やＳＳＤ（solid state drive）である。演算処理部１６０は、主記憶部１７１のＲＯＭや補助記憶部１７２に記憶されたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。プロセッサは、プログラムにしたがって作動することにより、通信制御部１６１、構成決定部１６２、作動制御部１６３、入力制御部１６４、および出力制御部１６５、として作動する。この場合、プログラムは、通信制御部１６１、構成決定部１６２、作動制御部１６３、入力制御部１６４、および出力制御部１６５のそれぞれに対応するプログラムモジュールを含む。

プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。記録媒体は、プログラムプロダクトとも称されうる。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶され、ネットワーク経由でダウンロードされることによってコンピュータに導入されうる。また、プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれてもよい。

また、コンピュータの少なくとも一部がハードウエアによって構成される場合、当該コンピュータには、例えば、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）や、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等が含まれてもよい。

主記憶部１７１のＲＯＭまたは補助記憶部１７２には、通信制御部１６１、構成決定部１６２、作動制御部１６３、入力制御部１６４、および出力制御部１６５による演算処理で用いられる情報が、記憶されている。また、当該演算処理で用いられる情報は、プログラム内で記述されてもよい。

また、制御装置１０１には、アクチュエータ１０２、センサ１０３、入力デバイス１０４、および出力デバイス１０５が電気的に接続されている。

通信制御部１６１は、外部装置３００や自動倉庫２００との間でのデータの送信および受信を制御する。通信制御部１６１は、外部装置３００から、纏めて搬出する複数の物品２２を示す注文情報を受信する。また、通信制御部１６１は、自動倉庫２００へ、物品２２の搬出指示を示す搬出指示情報を送信する。

構成決定部１６２は、コンピュータ上での演算処理により、輸送ユニット１０および当該輸送ユニット１０に含まれる物品群２０の構成を決定する。さらに、構成決定部１６２は、構成を決定した輸送ユニット１０および物品群２０を作成するためのパレタイズ機構１１０、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂ、リフト機構１３０、積層機構１４０、および検出機構１５０の作動を示す作成計画を作成するとともに、決定した輸送ユニット１０および物品群２０を作成するための自動倉庫２００に対する物品２２の搬出順序や搬出時刻等を示す搬出指示を作成する。

作動制御部１６３は、種々のセンサ１０３の検出値に基づいて、作成された作成計画にしたがって輸送ユニット１０および物品群２０の決定された構成が得られるよう、パレタイズ機構１１０、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂ、リフト機構１３０、および積層機構１４０が有する種々のアクチュエータ１０２を制御するとともに、検出機構１５０の作動および演算処理を制御する。アクチュエータ１０２は、例えば、電動モータのような電動アクチュエータや、電動油圧ポンプや油空圧電磁弁のような電気油空圧アクチュエータ、などである。

入力制御部１６４は、タッチパネルや、スイッチ、ボタン、キーボードのような入力デバイス１０４によって入力された情報を取得する。

出力制御部１６５は、ディスプレイや、ランプ、スピーカのような出力デバイス１０５を、所定の出力を実行するよう制御する。

また、自動倉庫２００の制御装置２０１は、例えば、コンピュータによって構成されうる。制御装置２０１は、演算処理部２３０と、主記憶部２４１と、補助記憶部２４２と、を備えている。

演算処理部２３０は、例えば、プロセッサ（回路）である。主記憶部２４１は、例えば、ＲＡＭやＲＯＭであり、補助記憶部２４２は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤである。演算処理部２３０は、主記憶部２４１のＲＯＭや補助記憶部２４２に記憶されたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。プロセッサは、プログラムにしたがって作動することにより、通信制御部２３１および搬送制御部２３２として作動する。この場合、プログラムは、通信制御部２３１および搬送制御部２３２のそれぞれに対応するプログラムモジュールを含む。

プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。記録媒体は、プログラムプロダクトとも称されうる。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶され、ネットワーク経由でダウンロードされることによってコンピュータに導入されうる。また、プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれてもよい。

また、コンピュータの少なくとも一部がハードウエアによって構成される場合、当該コンピュータには、例えば、ＦＰＧＡや、ＡＳＩＣ等が含まれてもよい。

主記憶部２４１のＲＯＭまたは補助記憶部２４２には、通信制御部２３１および搬送制御部２３２による演算処理で用いられる情報が、記憶されている。また、当該演算処理で用いられる情報は、プログラム内で記述されてもよい。

また、制御装置２０１には、アクチュエータ２０２、およびセンサ２０３が電気的に接続されている。

通信制御部２３１は、輸送ユニット作成装置１００との間でのデータの送信および受信を制御する。通信制御部２３１は、輸送ユニット作成装置１００から、物品２２の搬出指示を示す搬出指示情報を受信する。

搬送制御部２３２は、種々のセンサ２０３の検出値に基づいて、受信した搬出指示にしたがって格納場所（不図示）から物品２２が搬出され、受入位置Ｐｉへ搬送されるよう、例えばスタッカクレーン（不図示）やコンベヤ２２１のような搬送機構２２０のアクチュエータ２０２を制御する。アクチュエータ２０２は、例えば、電動モータのような電動アクチュエータや、電動油圧ポンプや油空圧電磁弁のような電気油空圧アクチュエータ、などである。

図７は、作動制御部１６３のブロック図である。図７に示されるように、作動制御部１６３は、パレタイズ制御部１６３ａと、搬送制御部１６３ｂと、リフト制御部１６３ｃと、検出処理部１６３ｄと、を有している。パレタイズ制御部１６３ａは、パレタイズ機構１１０を制御する。搬送制御部１６３ｂは、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂを制御する。リフト制御部１６３ｃは、リフト機構１３０を制御する。また、検出処理部１６３ｄは、検出機構１５０の作動、検出処理、および演算処理を制御する。積層機構１４０は、搬送制御部１６３ｂおよびリフト制御部１６３ｃによって制御される。よって、搬送制御部１６３ｂおよびリフト制御部１６３ｃは、積層制御部とも称されうる。

［検出機構］
検出機構１５０は、パレタイズ機構１１０で作成された物品群２０の高さを検出する。検出機構１５０は、物品群２０の複数箇所での高さ、言い換えると物品群２０の高さ分布を検出することができる。本実施形態では、図２に示されるように、検出機構１５０は、パレタイズ機構１１０と積層機構１４０との間で物品群２０の高さを検出し、一例として、パレタイズ位置Ｐｐと接続位置Ｐｃとの間で物品群２０の高さを検出する。

図８は、検出機構１５０の側面図であり、図９は、検出機構１５０の平面図である。図８，９に例示されるように、検出機構１５０は、センサ１５１と、複数のセンサ１５２と、を有している。

センサ１５１は、例えば、透過型の光電センサアレイである。センサ１５１は、投光アレイ１５１ａと受光アレイ１５１ｂとを有している。投光アレイ１５１ａおよび受光アレイ１５１ｂは、それぞれ上下方向に延びている。また、投光アレイ１５１ａおよび受光アレイ１５１ｂは、搬送機構１２０Ａにおける物品群２０の搬送方向と直交する水平方向、言い換えると、搬送機構１２０Ａの幅方向（Ｙ方向）に互いに離間して、設置されている。投光アレイ１５１ａは、受光アレイ１５１ｂに向けて、上下方向に一定間隔で、複数の信号光を、水平方向に、出射する。図８に示されるように、物品２２に遮られた信号光は、受光アレイ１５１ｂには届かない。よって、検出処理部１６３ｄは、受光アレイ１５１ｂにおける受光状態から、当該受光アレイ１５１ｂにおける遮光高さを、物品群２０の高さとして取得することができる。センサ１５１は、最大高センサとも称されうる。

搬送機構１２０Ａによる物品群２０の搬送によって、物品群２０とセンサ１５１との搬送方向（Ｘ方向）の相対位置を変えることができる。したがって、検出処理部１６３ｄは、図９に示されるような搬送機構１２０Ａによる搬送方向と垂直な複数の断面の位置（例えば、位置Ｃ１～Ｃ３、以下、検出位置Ｃ１～Ｃ３と称する）において、物品群２０の最大高さを取得することができる。

センサ１５１は、所定の時間間隔で反復的に検出を実行してもよい。この場合、搬送されている物品群２０あるいは柱２０ｐの前端を検出する際には、センサ１５１によって検出される遮光高さが、急激に増大する。また、センサ１５１が、搬送されている物品群２０あるいは柱２０ｐの後端を検出する際には、センサ１５１によって検出される遮光高さが、急激に減少する。よって、検出処理部１６３ｄは、センサ１５１の検出値の所定閾値以上の立ち上がりおよび立ち下がりによって、物品群２０あるいは柱２０ｐの前端および後端を把握することができる。したがって、検出処理部１６３ｄは、例えば、物品群２０あるいは柱２０ｐの前端が検出された時点から、所定距離移動後あるいは所定時間経過後として、検出位置Ｃ１～Ｃ３を決定することができる。この場合、距離は、搬送機構１２０Ａによる物品群２０の搬送速度と経過時間との積として取得することができる。また、例えば、センサ１５１による検出値を、主記憶部１７１や補助記憶部１７２に一定時間蓄積しておき、物品群２０あるいは柱２０ｐの後端が検出された時点から、所定距離移動前あるいは所定時間経過前として、検出位置Ｃ１～Ｃ３を決定してもよい。また、例えば、所定期間に亘ってセンサ１５１の検出値を主記憶部１７１や補助記憶部１７２に記憶しておき、検出値の経時変化から物品群２０の前端から後端までの検出区間を決定し、当該検出区間において検出位置Ｃ１～Ｃ３を決定してもよい。

センサ１５２は、例えば、レーザ距離計のような、非接触式の距離センサである。この場合、センサ１５２は、例えば、図８に示されるように、搬送機構１２０Ａから上方に離れた位置に設置され、当該設置位置から物品群２０の上端までの距離Ｌ２を検出する。検出処理部１６３ｄは、搬送機構１２０Ａの載置面からセンサ１５２までの距離Ｌ１と、検出された距離Ｌ２とから、その差分（Ｌ１－Ｌ２）として、物品群２０の高さを取得することができる。本実施形態では、一例として、検出機構１５０は、二つのセンサ１５２を有しているが、搬送機構１２０Ａの幅方向に互いに離間した三つ以上のセンサ１５２を有してもよい。センサ１５１は、局所高センサとも称されうる。

搬送機構１２０Ａによる物品群２０の搬送によって、物品群２０とセンサ１５２との搬送方向（Ｘ方向）の相対位置を変えることができる。したがって、検出処理部１６３ｄは、図９に示されるような搬送機構１２０Ａによる搬送方向と垂直な複数の断面（例えば、検出位置Ｃ１～Ｃ３）において、センサ１５２が設けられた位置の下方における物品群２０の高さを取得することができる。

ここで、図８，９に示されるように、センサ１５２は、それぞれ、搬送機構１２０Ａの幅方向の中央に位置されたと想定したパレット２１の幅方向の端部２１ｂから所定距離ｄだけ幅方向内側の位置の上方に位置されている。所定距離ｄは、例えば、輸送ユニット作成装置１００において処理される典型的な物品２２の幅の半分程度とする。これにより、センサ１５２は、物品群２０の搬送に伴って、相対的に、物品群２０の四隅の柱２０ｐの上方に位置することができる。よって、検出処理部１６３ｄは、検出位置Ｃ１，Ｃ３におけるセンサ１５２による検出値から、物品群２０の四隅の柱２０ｐのそれぞれの高さを取得することができる。なお、センサ１５２の数を三つ以上にすることにより、より多くの位置で、物品群２０の局所高さを取得することができる。なお、検出機構１５０は、図８，９に示される構成には限定されない。

［除外機構］
パレタイズ機構１１０において何らかのエラーが生じた場合、検出機構１５０による物品群２０の高さの検出値が所定の条件を満たさなくなる。そのような場合、本実施形態では、除外機構としての搬送機構１２０Ａが、当該物品群２０を、積層場所Ｐｓにおける積層の対象から除外する。この場合、作動制御部１６３は、所定の条件を満たさない物品群２０を、積層場所Ｐｓとは異なる除外位置Ｐｅへ搬送するよう、搬送機構１２０Ａを制御する。除外位置Ｐｅは、搬送機構１２０Ａの長手方向の両端部に位置されている。よって、本実施形態では、パレタイズ位置Ｐｐからの物品群２０の搬送路が、搬送機構１２０Ａと搬送機構１２０Ｂとの接続位置Ｐｃから、積層場所Ｐｓへ向かう物品群２０の搬送路と、除外位置Ｐｅへ向かう物品群２０の搬送路とに、分岐されている。また、搬送機構１２０Ａは、物品群２０のパレタイズ位置Ｐｐから積層場所Ｐｓへの搬送と、物品群２０のパレタイズ位置Ｐｐから除外位置Ｐｅへの搬送とで共用されている。

除外位置Ｐｅでは、例えば、除外された条件を満たさない物品群２０に対し、作業員等が、物品２２の積み直し作業などの修復を実行することができる。このため、除外位置Ｐｅは、オペレータがパレタイズ機構１１０や積層機構１４０から影響を受けないよう、パレタイズ機構１１０および積層機構１４０から離間して設置される。なお、除外位置Ｐｅは、搬送機構１２０Ａの長手方向の両端に設置されているが、長手方向の一端のみに設置されてもよい。

［除外条件］
ここで、物品群２０を積層の対象から除外する条件について説明する。下記の（１－１）および（１－２）の除外条件のうち少なくとも一方を満たす物品群２０が、積層の対象から除外される。

（１－１）四隅の柱２０ｐの高さの最大差が第一閾値を超えた場合
図１０は、三つの隅に寄せて配置された柱２０ｐはあるものの一つの隅に寄せて配置される柱２０ｐが無い物品群２０の斜視図である。図１０に示されるように、四隅の柱２０ｐのうちの一つでも欠けている場合、当該物品群２０の上には、他のパレット２１すなわち他の物品群２０を安定的に載置できない虞がある。また、四隅の柱２０ｐは存在するものの、それら四隅の柱２０ｐの高さの差が大きい場合も、当該物品群２０の上には、他の物品群２０を安定的に載置できない虞がある。そこで、作動制御部１６３は、（１－１）の条件に該当する物品群２０を、積層の対象から除外する。（１－１）の条件については、検出位置Ｃ１，Ｃ３におけるセンサ１５２の検出値から、判断することができる。具体的に、検出位置Ｃ１における二つのセンサ１５２の検出値と、検出位置Ｃ３における二つのセンサ１５２の検出値とから、四隅の柱２０ｐの高さｈ１～ｈ４を取得し、それら高さｈ１～ｈ４の差の絶対値（｜ｈ１－ｈ２｜、｜ｈ１－ｈ３｜、｜ｈ１－ｈ４｜、｜ｈ２－ｈ３｜、｜ｈ２－ｈ４｜、および｜ｈ３－ｈ４｜）のうち最大の値（最大差）あるいはそれら絶対値のうち少なくとも一つが、第三閾値Ｔｈ３（例えば１０ｍｍ）以上であった場合に、当該物品群２０を積層の対象から除外する。

（１－２）四隅の柱２０ｐとは別の柱２０ｐ１の高さが四隅の柱２０ｐよりも高く、かつ当該別の柱２０ｐ１の高さと四隅の柱２０ｐの高さとの最大差が第二閾値を超えた場合
図１１は、四隅の柱２０ｐとは別の柱２０ｐ１の高さが四隅の柱２０ｐよりも高い物品群２０の斜視図である。図１１に示されるように、四隅の柱２０ｐよりも別の柱２０ｐ１が高く突出している場合、当該物品群２０の上には、他の物品群２０を安定的に載置できない。そこで、作動制御部１６３は、（１－２）の条件に該当する物品群２０を、積層の対象から除外する。図１１の場合、検出位置Ｃ１～Ｃ３におけるセンサ１５１の検出値から得られた物品群２０の最大高ｈｍａｘが大きくなる。よって、（１－２）の条件については、物品群２０の最大高ｈｍａｘが、センサ１５２の検出値から得られた四隅の柱２０ｐの高さｈ１～ｈ４の全てよりも高く、かつ最大高ｈｍａｘと四隅の柱２０ｐの高さｈ１～ｈ４との差（（ｈｍａｘ－ｈ１）、（ｈｍａｘ－ｈ２）、（ｈｍａｘ－ｈ３）、および（ｈｍａｘ－ｈ４））のうち最大の値（最大差）あるいはそれらの値のうち少なくとも一つが、第四閾値Ｔｈ４（例えば１０ｍｍ）以上であった場合に、当該物品群２０を積層の対象から除外する。

［輸送ユニットおよび物品群の構成の決定］
本実施形態では、構成決定部１６２が、例えば纏めて輸送する物品２２を指定する注文情報に基づいて、物品群２０および輸送ユニット１０の構成を決定するとともに、当該輸送ユニット１０を作成するための作成計画および搬出指示を作成する。上述したように、自動倉庫２００の搬送制御部２３２は、物品２２が、作成された搬出指示にしたがって自動倉庫２００の格納場所（不図示）から搬出され、受入位置Ｐｉへ搬送されるよう、スタッカクレーン（不図示）やコンベヤ２２１のような搬送機構２２０のアクチュエータ２０２を制御する。また、作動制御部１６３は、作成された作成計画にしたがって物品群２０および輸送ユニット１０が作成されるよう、パレタイズ機構１１０、搬送機構１２０Ａ，１２０Ｂ、リフト機構１３０、および積層機構１４０のアクチュエータ１０２を制御するとともに、検出機構１５０の作動および演算処理を制御する。

図１２は、構成決定部１６２のブロック図である。図１２に示されるように、構成決定部１６２は、注文内容取得部１６２ａと、第一構成決定部１６２ｂと、第二構成決定部１６２ｃと、計画・指示作成部１６２ｄと、指標変更部１６２ｅと、を有している。

注文内容取得部１６２ａは、外部装置３００からの注文内容、例えば、輸送ユニット１０に含める物品２２の識別情報や、数、搬送先の識別情報、搬送時刻等を取得する。

第一構成決定部１６２ｂは、輸送ユニット１０に含める物品群２０の構成を決定する。物品群２０の構成の決定手順については後述する。

第二構成決定部１６２ｃは、構成が決定された物品群２０の組み合わせおよび配置を決定することにより、輸送ユニット１０の構成を決定する。第二構成決定部１６２ｃは、前処理部１６２ｃ１と、仮決め部１６２ｃ２と、荷重演算部１６２ｃ３と、入替部１６２ｃ４と、を有している。前処理部１６２ｃ１は、輸送ユニット１０の構成を決定するのに必要な各パラメータの演算を実行する。仮決め部１６２ｃ２は、輸送ユニット１０の構成を仮決めする。荷重演算部１６２ｃ３は、物品２２に作用する荷重を演算し物品群２０の耐荷重指標に対する荷重の可否を検査する。入替部１６２ｃ４は、荷重演算部１６２ｃ３の演算結果および検査結果に応じて、必要に応じて物品群２０の配置を入れ替える。輸送ユニット１０の構成の決定手順については後述する。

計画・指示作成部１６２ｄは、第二構成決定部１６２ｃにより決定された輸送ユニット１０をより円滑にかつより確実に作成するための作成計画を作成する。

指標変更部１６２ｅは、耐荷重指標を変更することができる。耐荷重指標およびその変更の詳細については後述する。

図１３は、輸送ユニット１０の構成を決定する手順を示すフローチャートである。図１３に示されるように、構成決定部１６２は、まず、注文内容取得部１６２ａとして作動し、注文情報から、注文内容を取得する（ステップＳ２０）。

［物品群の構成の決定］
次に、構成決定部１６２は、第一構成決定部１６２ｂとして作動し、ステップＳ２０で取得された注文内容にしたがうとともに所定の規則や条件を満たすよう、物品群２０の構成を決定する（ステップＳ２１）。

物品群２０の構成の決定に際し、第一構成決定部１６２ｂは、パレット２１や各物品２２のサイズや、重量、耐荷重、耐荷重指標のような属性情報を、例えば、補助記憶部１７２に記憶されているデータベースから取得する。なお、データベースは、輸送ユニット作成装置１００とは別のサーバに格納されていてもよい。この場合、第一構成決定部１６２ｂは、パレット２１や各物品２２の属性情報を、通信制御部１６１を介して取得する。

注文情報による指示や指定がある場合、第一構成決定部１６２ｂは、当該指示に従って物品群２０の構成を決定する。例えば、物品群２０を構成する物品２２の種類や個数が予め指定されている場合、第一構成決定部１６２ｂは、当該指定された種類および個数の物品２２を含むよう、物品群２０の構成を決定する。また、例えば、各物品群２０の高さや重量が指定されている場合には、第一構成決定部１６２ｂは、当該指定された高さや重量の条件を満たすよう、各物品群２０の構成を決定する。

物品群２０を、その上に他のパレット２１すなわち他の物品群２０を積載する第一物品群として構成する場合、第一構成決定部１６２ｂは、上述したように、物品群２０が四隅の柱２０ｐを有するよう、当該物品群２０の構成を決定する。物品群２０は、四隅の柱２０ｐと同じ高さの柱２０ｐを有してもよいし、四隅の柱２０ｐよりも低い高さで積層された物品２２を有してもよい。

さらに、第一物品群である物品群２０を、上述したような同一銘柄で仕様違いの複数の商品のみを含む第三物品群として構成する場合や、物品群２０が銘柄や仕様は異なるものの同一形状の複数の物品２２のみを含むような場合、物品群２０が同一高さを有し互いに積載可能な複数の物品２２のみを含むような場合等にあっては、第一構成決定部１６２ｂは、以下のようなロジックで物品群２０を構成する。

すなわち、パレット２１上に、複数の物品２２を平面的にｎ行ｍ列（ｎ，ｍは正の整数）のマトリクス状に配置可能である場合、当該マトリクス状の各位置に一つの物品２２または積層した複数の物品２２が配置される。この場合、第一構成決定部１６２ｂは、物品２２の数がＮ（Ｎは４以上の整数）の物品群２０について、四隅の柱２０ｐにおける物品２２の積層数ｉ（ｉは正の整数）を、次の式（１）
ｉ＝（Ｎ－１）／（ｎ×ｍ）＋１ ・・・（１）
によって決定する。積層数ｉは正の整数であるため、式（１）のｉの演算結果において、小数点以下は切り捨てる。図４は、パレット２１上に、同一形状の物品２２を、平面的に３行３列のマトリクス状に配置できる場合において、物品群２０が１２個の物品２２を有している場合を示している。この場合、ｎ＝３、ｍ＝３、Ｎ＝１２であるから、式（１）は、
ｉ＝（１２－１）／（３×３）＋１＝２．２２ → ｉ＝２（小数点以下を切り捨て）となり、図４に示されるように、四隅の柱２０ｐにおける物品２２の積層数ｉは２である。同様に、３行３列のマトリクス状の配置で物品２２を積層する場合、
Ｎ： ４～９ → ｉ＝１
Ｎ：１０～１８ → ｉ＝２
Ｎ：１９～２７ → ｉ＝３
のようになる。積層数ｉが２以上の場合には、図４に示されるように、四隅の柱２０ｐにおける物品２２の積層数２を確保した上で、他の部位に、四隅の柱２０ｐを超えない高さで、できるだけＸ方向またはＹ方向にバランスが取れるよう、物品２２の配置を決定する。図４の場合には、合計１２個の物品２２から、四隅の柱２０ｐを構成する８個の物品２２を除いた残りの４個の物品２２を、四隅の柱２０ｐ間の四つのスペースにそれぞれ配置することにより、Ｘ方向およびＹ方向にバランスを取っている。四隅の柱２０ｐにおける物品２２の積層数ｉは、物品群２０における物品２２の最大積層数とも言える。なお、物品２２の数Ｎのそれぞれに対応した物品２２のレイアウトは、補助記憶部１７２に記憶されていてもよい。また、物品群２０に含める物品２２の数が３個以下の場合は、四隅の柱２０ｐを構成できないため、当該３個以下の物品２２のみによっては、他のパレット２１すなわち他の物品群２０を載置する第一物品群は構成しない。

［輸送ユニットの構成の決定］
次に、構成決定部１６２は、第二構成決定部１６２ｃの前処理部１６２ｃ１として作動し、輸送ユニット１０の構成の決定に必要なパラメータを算出する（ステップＳ２２）。このステップＳ２２において、前処理部１６２ｃ１は、複数の物品群２０の高さの合計値を取得し、当該高さの合計値に基づいて輸送ユニット１０の数を決定する。ここで、輸送ユニット１０の高さ制限がある場合、全ての輸送ユニット１０の高さを制限高さＨｍａｘ以内に収める必要がある。一例として、制限高さがＨｍａｘであり、複数の物品群２０の高さの合計値がＨｔである場合、前処理部１６２ｃ１は、輸送ユニット１０の数Ｉ（Ｉは１以上の整数）を、次の式（２）
Ｉ＝Ｈｔ／Ｈｍａｘ＋１ ・・・（２）
によって決定する。積層数ｉは正の整数であるため、式（２）のＩの演算結果において、小数点以下は切り捨てる。制限高さＨｍａｘは、規定高さの一例である。

また、ステップＳ２２において、前処理部１６２ｃ１は、輸送ユニット１０の目標高さを決定する。式（２）において、輸送ユニット１０の数Ｉが２以上である場合、すなわち、複数の輸送ユニット１０の構成を決定する場合には、
（２－１）制限高さＨｍａｘに近い輸送ユニット１０を含める場合と、
（２－２）複数の輸送ユニット１０の高さを均等化する場合と、
がある。図１４は、（２－１）の場合の複数の輸送ユニット１０の構成例を示す側面図であり、図１５は、（２－２）の場合の複数の輸送ユニット１０の構成例を示す側面図である。

（２－１）の場合、第二構成決定部１６２ｃは、後述する輸送ユニット１０の仮決めおよび入れ替えの双方において、輸送ユニット１０－１の高さＨ１と制限高さＨｍａｘ（不図示）との偏差（第一偏差）が、第一閾値Ｔｈ１以下となるよう、ステップＳ２２～Ｓ２５で輸送ユニット１０－１の構成を決定する。なお、輸送ユニット１０－２の高さは、制限高さＨｍａｘ以下となればよい。この場合、例えば、トラックなどによって複数の輸送ユニット１０を輸送する際に輸送スペースにおける積載効率を増大しやすいという利点が得られる。なお、制限高さＨｍａｘよりも低くなる輸送ユニット１０－２は、他の輸送ユニット１０と積層されてもよい。輸送ユニット１０の数がＩ個（Ｉは２以上の整数）である場合、第二構成決定部１６２ｃは、Ｉ－１個の輸送ユニット１０のそれぞれの第一偏差の絶対値が、第一閾値Ｔｈ１以下となるよう、輸送ユニット１０－１の構成を決定する。なお、第一閾値Ｔｈ１は、例えば、制限高さＨｍａｘの１０～２０％程度のように、比較的緩やかに設定される。

他方、（２－２）の場合、第二構成決定部１６２ｃは、輸送ユニット１０の仮決めおよび入れ替えの双方において、複数の輸送ユニット１０の高さＨ２が近い値に揃うよう、ステップＳ２２～Ｓ２５で複数の輸送ユニット１０の構成を決定する。具体的には、合計高さＨｔを輸送ユニット１０の数Ｉで除算した数を高さの平均値Ｈｍとし、全ての輸送ユニット１０の高さと当該Ｈｍとの偏差（第二偏差）の絶対値が第二閾値Ｔｈ２以下となるよう、複数の輸送ユニット１０の構成を決定する。この場合、例えば、トラックなどによって複数の輸送ユニット１０を輸送する際に重量のバランスを取りやすいという利点が得られる。なお、第二閾値Ｔｈ２は、例えば、平均値Ｈｍの１０～２０％程度のように、比較的緩やかに設定される。

また、ステップＳ２２において、前処理部１６２ｃ１は、物品群２０の耐荷重指標を算出する。

物品群２０の耐荷重は、各柱２０ｐを構成する物品２２の耐荷重が大きいほど大きくなる。また、物品群２０の耐荷重は、物品群２０に設けられる柱２０ｐの数が多いほど、大きくなる。

ただし、各柱２０ｐにおいて、複数の物品２２が積層されている場合、例えば、各物品２２の形状の誤差や、ばらつき、複数の物品２２のずれ等により、耐荷重が低減する虞がある。そこで、本実施形態では、柱２０ｐにおける物品２２の積層数ｉが大きくなるほど小さくなる低減係数を設定する。一例としては、積層数ｉが１の場合には、低減係数を１００％（１．０）とし、積層数ｉが２の場合には、低減係数を６０％（０．６）とし、積層数ｉが３の場合には、低減係数を４０％（０．４）とする。積層数ｉが４以上の場合も、低減係数は、当該積層数ｉが大きくなるほど小さくなるよう、設定する。

前処理部１６２ｃ１は、以下の式（３）により、物品群２０毎の耐荷重指標Ｉｗを、算出する。
Ｉｗ＝ｒ×Ｗ×Ｎｐ ・・・（３）
ここに、ｒは、低減係数、Ｗは、物品２２の耐荷重、Ｎｐは、柱２０ｐの本数である。耐荷重指標Ｉｗは、積層数ｉが大きいほど小さくなる。積層数ｉは、パレット２１と他のパレット２１との間での物品２２の積層数であって、段数とも称されうる。

一例として、図４に示される物品群２０の場合、ｒ＝０．６（積層数ｉ＝２）、物品２２の耐荷重Ｗを５０［ｋｇ］、柱２０ｐの本数Ｎｐを４とすると、当該物品群２０の耐荷重指標Ｉｗは、
Ｉｗ＝０．６×５０×４＝１２０［ｋｇ］
となる。

また、ステップＳ２２において、前処理部１６２ｃ１は、各物品群２０の重量を算出する。物品群２０の重量は、当該物品群２０に含まれるパレット２１および複数の物品２２の重量の合計値である。

次に、構成決定部１６２は、第二構成決定部１６２ｃの仮決め部１６２c として作動し、輸送ユニット１０の構成を仮決めする（ステップＳ２３）。このステップＳ２３において、複数の輸送ユニット１０の構成を仮決めする場合、仮決め部１６２ｃ２は、例えば、それら複数の輸送ユニット１０のそれぞれに対し、重量が大きい順に、複数の物品群２０を一つずつ分配する。また、仮決め部１６２ｃ２は、各輸送ユニット１０において、重量が大きい物品群２０ほど下に配置し、重量が小さい物品群２０ほど上に配置する。これにより、各輸送ユニット１０の重心がより下方に位置されるため、輸送ユニット１０がより揺れ難くなり、ひいてはより荷崩れし難くなるという利点が得られる。

図１６は、二つの輸送ユニット１０を仮決めした例を示す模式図（側面図）である。なお、図１６（および図１７，１８）では、簡単のため、１０個の物品群２０を単なる長方形で示している。各長方形内に記した数字は、物品群２０を区別するための数字であり、１から１０へ数字が大きくなるにつれて、重量が小さくなることを示している。また、長方形の高さは、物品群２０の高さを示している。以下では、番号ｊ（ｊ＝１～１０）が付与された物品群２０を、第ｊ番の物品群２０－ｊと称する。

なお、このような仮決めは一例であって、仮決め部１６２ｃ２は、重量が大きい順に物品群２０を分配するのに替えて、例えば、耐荷重指標Ｉｗが大きい順に物品群２０を分配してもよい。この場合、仮決め部１６２ｃ２は、各輸送ユニット１０において、耐荷重指標Ｉｗが大きい物品群２０ほど下に配置し、耐荷重指標Ｉｗが小さい物品群２０ほど上に配置する。

また、ステップＳ２３においては、仮決め部１６２ｃ２は、各輸送ユニット１０の高さが目標高さに収まるよう、複数の輸送ユニット１０を仮決めする。すなわち、仮決め部１６２ｃ２は、輸送ユニット１０の高さが目標高さに収まることを条件（高さ条件）として、複数の物品群２０の配置を仮決めする。

次に、構成決定部１６２は、第二構成決定部１６２ｃの荷重演算部１６２ｃ３として作動し、荷重演算を実行する（ステップＳ２４）。このステップＳ２４では、荷重演算部１６２ｃ３は、各物品群２０の耐荷重指標Ｉｗと、当該各物品群２０の上側に載置される物品群２０の重量と、を比較する。

全ての物品群２０において、耐荷重条件が満たされる場合、すなわち、各物品群２０の耐荷重指標Ｉｗが、当該物品群２０の上側の物品群２０の重量よりも大きい場合（ステップＳ２５でＹｅｓ）、第二構成決定部１６２ｃは、各輸送ユニット１０の構成、すなわち、各輸送ユニット１０における物品群２０の構成および配置を、確定する（ステップＳ２６）。

ステップＳ２６において、輸送ユニット１０の構成が確定された場合、構成決定部１６２は、計画・指示作成部１６２ｄとして作動し、決定が構成された輸送ユニット１０の作成計画と、当該輸送ユニット１０を作成するための複数の物品２２の搬出指示を、作成する（ステップＳ２８）。

他方、ステップＳ２５において、少なくとも一つの物品群２０について、耐荷重指標Ｉｗが、当該物品群２０の上側の物品群２０の重量以下であった場合（ステップＳ２５でＮｏ）、構成決定部１６２は、第二構成決定部１６２ｃの入替部１６２ｃ４として作動し、二つの物品群２０の場所を入れ替える（ステップＳ２７）。このステップＳ２７において、入替部１６２ｃ４は、例えば、以下の（３－１）または（３－２）のロジックによる物品群２０の入れ替えを実行する。

（３－１）耐荷重条件を満たさなかった物品群２０を、より耐荷重指標Ｉｗの高い物品群２０と入れ替える。
ここでは、一例として、図１６の左側の輸送ユニット１０Ｌ（１０）の、耐荷重指標Ｉｗが５番目に大きい物品群２０－５において、耐荷重条件が満たされなかった場合を仮定する。また、ここでは、図１６中の第４番の物品群２０－４の耐荷重指標Ｉｗが、第５番の物品群２０－５の耐荷重指標Ｉｗよりも大きいものとする。図１７は、この場合において、図１６の仮決めされた輸送ユニット１０に対して物品群２０の入れ替えが実行された輸送ユニット１０の模式図（側面図）である。図１６と図１７とを比較すれば明らかとなるように、図１７の例では、図１６の二つの輸送ユニット１０において、第４番の物品群２０－４と第５番の物品群２０－５とが入れ替わっている。このような入れ替えにより、耐荷重条件を満たさなかった物品群２０－５の場所に、より耐荷重指標Ｉｗが大きい物品群２０－４が配置されるため、耐荷重条件が満たされる可能性がある。

（３－２）耐荷重条件を満たさなかった物品群２０より上側の物品群２０を、より重量の小さい物品群２０と入れ替える。
ここでは、一例として、図１６の左側の輸送ユニット１０Ｌ（１０）の、耐荷重指標Ｉｗが１番目に大きい物品群２０－１において、耐荷重条件が満たされなかった場合を仮定する。図１８は、図１６の仮決めされた輸送ユニット１０について、物品群２０の入れ替えが実行された輸送ユニット１０の模式図（側面図）である。図１６と図１８とを比較すれば明らかとなるように、図１８の例では、図１６の二つの輸送ユニット１０において、第９番の物品群２０－９と第１０番の物品群２０－１０とが入れ替わっている。ここで、第１０番の物品群２０－１０の重量は、第９番の物品群２０－９の重量よりも小さい。よって、このような入れ替えにより、耐荷重条件を満たさなかった物品群２０－１上に載置される他の物品群２０の重量がより小さくなるため、耐荷重条件が満たされる可能性がある。

ステップＳ２７においては、上述したように、入替部１６２ｃ４は、各輸送ユニット１０の高さが目標高さに収まるよう、複数の物品群２０を入れ替える。すなわち、ステップＳ２７において、入替部１６２ｃ４は、輸送ユニット１０の高さが目標高さに収まることを条件（高さ条件）として、入れ替える二つの物品群２０を選定する。また、ステップＳ２７の後は、ステップＳ２４が実行され、入れ替えた構成について耐荷重条件が検査される。なお、上述した例では、仮決めされている複数の輸送ユニット１０間で物品群２０の場所の入れ替えが実行されたが、これには限定されず、同じ輸送ユニット１０間で物品群２０の場所の入れ替えが実行されてもよい。

互いに場所を入れ替える物品群２０の種々の組み合わせによっても、全ての物品群２０について耐荷重条件および高さ条件が満たされない場合、第二構成決定部１６２ｃは、例えば、輸送ユニット１０の数を増やしたり、目標高さをより低くしたり、第一閾値や第二閾値をより大きく設定したりした後、ステップＳ２２以降を再度実行してもよい。

また、荷重演算に用いる耐荷重指標Ｉｗは、適宜に変更することができる。指標変更部１６２ｅ（図１２）は、例えば、湿度や気温のような環境条件に応じて、耐荷重指標Ｉｗを変更することができる。一例として、段ボールのような紙製のケースは、湿度が高いほど耐荷重がより低くなる虞がある。そこで、指標変更部１６２ｅは、例えば、センサ１０３としての湿度センサの検出値に基づいて、湿度の検出値が閾値よりも大きくなった場合には、耐荷重指標Ｉｗあるいは低減計数を通常の設定値よりも小さくなるよう変更することができる。指標変更部１６２ｅは、例えば、湿度の高い季節においては、湿度が低い季節よりも低減係数ｒを低くすることができる。また、指標変更部１６２ｅは、例えば、オペレータによる入力デバイス１０４の操作に基づく入力値に基づいて、耐荷重指標Ｉｗまたは低減係数ｒを変更することができる。

以上、説明したように、本実施形態では、輸送ユニット１０の構成を決定する構成決定部１６２は、他のパレット２１すなわち他の物品群２０が載置される物品群２０（第一物品群）のそれぞれについて、作用する荷重が耐荷重指標Ｉｗよりも小さくなるよう、輸送ユニット１０の構成を決定する。

このような構成によれば、輸送ユニット作成装置１００（物品処理装置）は、物品２２の潰れや荷崩れが生じ難い輸送ユニット１０を作成することができる。

また、本実施形態では、例えば、耐荷重指標Ｉｗは、柱２０ｐにおける物品２２の積層数ｉが多いほど小さくなる。

このような構成によれば、例えば、輸送ユニット作成装置１００（物品処理装置）は、物品２２の積層数ｉが増えた場合にあっても、物品２２の潰れや荷崩れが生じ難い輸送ユニット１０を作成することができる。

また、本実施形態では、例えば、構成決定部１６２は、輸送ユニット１０の高さが制限高さＨｍａｘ（規定高さ）以下となるよう、輸送ユニット１０の構成を決定する。

このような構成によれば、例えば、輸送ユニット作成装置１００は、制限高さＨｍａｘ以下で輸送に支障を来さない輸送ユニット１０を作成することができる。

また、本実施形態では、例えば、構成決定部１６２は、輸送ユニット１０の数がＩ個（Ｉは２以上の整数）である場合において、Ｉ－１個の輸送ユニット１０のそれぞれの高さの制限高さＨｍａｘとの第一偏差の絶対値が第一閾値Ｔｈ１以下となるよう、構成を決定する。

このような構成によれば、例えば、輸送空間における輸送ユニット１０の体積比率をより高めることができ、輸送効率をより高めることができる。

また、本実施形態では、例えば、構成決定部１６２は、輸送ユニット１０の数がＩ個（Ｉは２以上の整数）である場合において、当該Ｉ個の輸送ユニット１０のそれぞれの高さの当該Ｉ個の輸送ユニット１０の高さの平均値Ｈｍとの第二偏差の絶対値が第二閾値Ｔｈ２以下となるよう、構成を決定する。

このような構成によれば、例えば、輸送手段における複数の輸送ユニット１０の重量バランスをより高めることができる。

また、本実施形態では、例えば、構成決定部１６２は、少なくとも一つの輸送ユニット１０が、最上層の物品群２０として、パレット２１上に少なくとも一つの物品２２が他のパレット２１を載置不能に積載された物品群２０（第二物品群）を有するよう、輸送ユニット１０の構成を決定することができる。

このような構成によれば、例えば、他のパレット２１を載置可能な物品群２０（第一物品群）に含まれ無い物品２２の端数の調整が可能となるため、輸送ユニット１０の構成をより柔軟にかつより円滑に決定しやすくなる。

また、本実施形態では、例えば、構成決定部１６２は、少なくとも一つの輸送ユニット１０が、物品群２０として、複数の物品２２として仕様違いを含む複数の同一物品のみを含む物品群２０（第三物品群）を有するよう、輸送ユニット１０の構成を決定することができる。

このような構成によれば、例えば、輸送ユニット１０の配送先において、物品２２をより容易に取り扱える場合がある。

また、本実施形態では、例えば、構成決定部１６２は、耐荷重指標Ｉｗを変更する指標変更部１６２ｅを有している。

このような構成によれば、例えば、状況の変化によって輸送ユニット１０の強度が変化するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、例えば、指標変更部１６２ｅは、環境条件に応じて耐荷重指標Ｉｗを変更することができる。

このような構成によれば、例えば、環境条件の変化によって輸送ユニット１０の強度が変化するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、例えば、構成決定部１６２は、輸送ユニット１０の構成を仮決めした後、当該構成が仮決めされた一つの輸送ユニット１０内または構成が仮決めされた複数の輸送ユニット１０間で物品群２０の場所を入れ替えることにより、輸送ユニット１０の構成を決定することができる。

このような構成によれば、例えば、構成決定部１６２は、より迅速にあるいはより円滑に輸送ユニット１０の構成を決定することができる。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、搬送機構や、受入位置、パレタイズ位置、積層場所、出荷位置、検査機構の位置、除外位置等の数やレイアウトは、上記実施形態には限定されない。

また、輸送ユニットは、フィルム等でラッピングされてもよい。

１０…輸送ユニット
２０，２０Ａ，２０Ｂ…物品群（第一物品群、第二物品群、第三物品群）
２１…パレット
２２…物品
１００…輸送ユニット作成装置（物品処理装置）
１１０…パレタイズ機構
１４０…積層機構
１６２…構成決定部
１６２ｅ…指標変更部
Ｉｗ…耐荷重指標
ｉ…積層数
Ｈｍａｘ…制限高さ（規定高さ）
Ｈｍ…平均値
Ｔｈ１…第一閾値
Ｔｈ２…第二閾値

Claims (8)

1. 指定された複数の物品を含む少なくとも一つの輸送ユニットであって、パレットと当該パレット上に積載された少なくとも一つの物品とをそれぞれ含んで積層された複数の物品群を有し、かつ最上層を除く前記物品群としての第一物品群では前記パレット上に複数の物品が他のパレットを載置可能に積載された、少なくとも一つの輸送ユニットの、構成を決定する構成決定部と、
   前記構成決定部によって構成が決定された前記輸送ユニットに含まれる前記複数の物品群を構成するよう、パレット上に複数の物品を積載するパレタイズ機構と、
   前記構成決定部によって決定された前記輸送ユニットを構成するよう、前記パレタイズ機構によって構成された前記複数の物品群を積層する積層機構と、
   を備え、
   前記構成決定部は、前記第一物品群のそれぞれについて、作用する荷重が当該第一物品群に設定された耐荷重指標よりも小さくなるよう、当該輸送ユニットの構成を決定し、
   前記構成決定部は、前記少なくとも一つの輸送ユニットが、最上層の前記物品群として前記パレット上に前記少なくとも一つの物品が他のパレットを載置不能に積載された第二物品群を有するよう、前記輸送ユニットの構成を決定することができる、物品処理装置。
2. 前記耐荷重指標は、前記第一物品群の前記パレットと前記他のパレットとの間での前記物品の積層数が多いほど小さくなる、請求項１に記載の物品処理装置。
3. 前記構成決定部は、前記輸送ユニットの高さが規定高さ以下となるよう、前記輸送ユニットの構成を決定する、請求項１または２に記載の物品処理装置。
4. 前記構成決定部は、前記輸送ユニットの数がＩ個（Ｉは２以上の整数）である場合において、Ｉ－１個の前記輸送ユニットのそれぞれの高さの前記規定高さとの第一偏差の絶対値が第一閾値以下となるよう、前記構成を決定する、請求項３に記載の物品処理装置。
5. 前記構成決定部は、前記輸送ユニットの数がＩ個（Ｉは２以上の整数）である場合において、当該Ｉ個の前記輸送ユニットのそれぞれの高さの当該Ｉ個の輸送ユニットの高さの平均値との第二偏差の絶対値が第二閾値以下となるよう、前記構成を決定する、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の物品処理装置。
6. 前記構成決定部は、前記少なくとも一つの輸送ユニットが、前記物品群として前記複数の物品として仕様違いを含む複数の同一物品のみを含む第三物品群を有するよう、前記輸送ユニットの構成を決定することができる、請求項１～５のうちいずれか一つに記載の物品処理装置。
7. 前記構成決定部は、前記耐荷重指標を変更する指標変更部を有する、請求項１～６のうちいずれか一つに記載の物品処理装置。
8. 前記構成決定部は、前記輸送ユニットの構成を仮決めした後、当該構成が仮決めされた一つの輸送ユニット内または前記構成が仮決めされた複数の輸送ユニット間で前記物品群の場所を入れ替えることにより、前記少なくとも一つの輸送ユニットの構成を決定する、請求項１～７のうちいずれか一つに記載の物品処理装置。

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