JP2018100160A - 組み合わせシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 昇降搬送装置が、台車を待って停止する時間を短縮できる。【構成】 組み合わせシステムは、棚の段毎に配置されて荷物を搬送する台車と、昇降搬送装置と、昇降搬送装置へ荷物を搬出入するコンベヤと、コントローラ、とを備える。コントローラは、複数個の荷物を入庫し、これらの荷物をまとめて出庫するオーダーを指令されると、同一オーダー内の荷物を棚の複数の段に分散して保管するように昇降搬送装置と台車とを制御し、かつオーダー内の荷物の保管位置を記憶する。【選択図】 図９

Description

この発明は、複数の荷物を組み合わせて出庫するのに適した、組み合わせシステムに関する。

棚の各段毎に台車を走行させ、1つの段内で台車により荷物を搬送すると共に、台車と地上部との間で、昇降搬送装置により荷物を搬送する自動倉庫を、出願人は提案した（例えば特許文献１：JP2012-17188A）。この自動倉庫は、例えば出荷待ちの荷物、ピッキング待ちの荷物の一時保管に用いることができる。

JP2012-17188A

このような自動倉庫では、１つの行き先への荷物をまとめて出庫できることが好ましい。ところで一般に、昇降搬送装置は各段毎の台車よりも搬送能力が高い。ここで１つの段に同じ行き先への荷物が複数個保管されていると、台車が荷物を搬送するのを待って昇降搬送装置が停止することがある。

この発明の課題は、同一オーダー内の複数個の荷物を出庫する際に、昇降搬送装置が台車を待って停止する時間を短縮することにある。

この発明の組み合わせシステムは、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、荷物を昇降させる昇降搬送装置とを備える自動倉庫ユニットと、
前記昇降搬送装置へ荷物を搬出入するコンベヤと、
前記自動倉庫ユニット及び前記コンベヤを制御するコントローラ、とを備える組み合わせシステムであって、
前記コントローラは、複数個の荷物を入庫し、入庫した複数個の荷物をまとめて出庫するオーダーを指令されると、同一オーダー内の荷物を前記棚の複数の段に分散して保管するように、前記昇降搬送装置と前記台車とを制御し、かつオーダー内の荷物の保管位置を記憶するように構成されていることを特徴とする。

前記のコンベヤは、昇降搬送装置に接続された短いコンベヤでも、長距離コンベヤでも良い。昇降搬送装置は、荷物を搭載できる昇降台を備えて、荷物を昇降させるように構成されている。オーダーは、複数個の荷物を保管し、これらの荷物を指定された行き先へまとめて搬送することを内容とする指令である。この内、組み合わせシステムで実行するのは、複数個の荷物を保管しまとめて出庫する部分である。同一オーダー内の荷物はまとまって入庫することも、分散して入庫することもある。

昇降搬送装置の搬送能力は、一般に台車の搬送能力よりも高い。そこで１つの段に同一オーダー内の荷物が複数保管されていると、昇降搬送装置が台車を待つために、搬送が遅れることがある。これに対してこの発明では、同一オーダー内の荷物を棚の複数の段に分散して保管するので、出庫時に各段の台車が同時に出庫のための搬送を行うことができる。このため、出庫時に昇降搬送装置は、台車が棚の間口へ荷物を取りに行くのを待つ必要がない。また昇降搬送装置は同一オーダー内の荷物を複数の段から次々と出庫し、同一オーダー内の荷物の間に他のオーダーの荷物が交じることがない。

好ましくは、前記コントローラは、前記昇降搬送装置を制御し、途中で他の荷物を出庫させずに、同一オーダー内の荷物を連続して出庫するよう構成されている。同一オーダー内に他の荷物が混入しないので、出庫後の荷物の整理が容易になる。

好ましくは、前記コントローラは、同一オーダー内の最初の荷物を入庫させる際に、オーダー内の他の荷物の保管位置を予約するように構成されている。最初の荷物を入庫させる際に保管位置を予約済みなので、他の荷物が到着すると、確実に複数の段に分散して荷物を保管できる。

好ましくは、前記コントローラは、同一オーダー内の荷物を複数の連続する段に入庫させるように構成されている。連続する段から１個ずつ荷物を昇降搬送装置へ搬入するので、離れた段から荷物を搬入する場合に比べ、昇降搬送装置の昇降距離を短くできる。

好ましくは、前記昇降搬送装置は複数個、例えば２個の荷物を一括して昇降自在で、前記コントローラは、昇降搬送装置が複数の段に停止して、オーダーの荷物を複数個一括して出庫し、かつオーダーの最後の荷物を出庫する際に、前記昇降搬送装置に空きのスペースが有り、かつ出庫する他の荷物が有る場合に、前記昇降搬送装置により、オーダーの最後の荷物と前記他の荷物とを一括して昇降させ、かつこの順で前記コンベヤへ出庫させるように構成されている。このようにすると、昇降搬送装置はオーダーの荷物を複数個ずつ出庫できて効率的である。またオーダーの最後に昇降搬送装置は他の荷物を昇降させることができ、しかもオーダー内に他の荷物が混入することがない。

組み合わせユニットを複数有する、実施例の組み合わせシステムのブロック図 図１の組み合わせユニットの側面図 台車と棚とを示す、組み合わせシステムの要部平面図 昇降搬送装置とバッファコンベヤとを示す、組み合わせシステムの要部平面図 実施例の組み合わせシステムの制御系を示すブロック図 実施例での、棚ファイルのレコードと、オーダーファイルのレコードとを示す図 実施例での、入庫アルゴリズムを示すフローチャート 実施例での、出庫アルゴリズムを示すフローチャート 実施例での、1)入庫時と2)出庫時との、段の割当を示す図

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

図１〜図９に、実施例の組み合わせシステム２を示す。組み合わせシステム２（以下「システム２」ということがある）は、組み合わせユニット４を１個〜複数個備え、組み合わせユニット４の番号等を「系統」で表すことがあり、また組み合わせユニット４は一種の自動倉庫ユニットで、簡単のため「ユニット４」と呼ぶことがある。

ユニット４は多段の棚５，６を備え、棚５，６の間の走行スペース７を各段毎の台車８が走行し、荷物１６を搬送する。荷物１６はケース、トレイ、段ボール、折りたたみコンテナ等であり、物品を収納している。棚５，６の例えば長手方向両端部に、昇降搬送装置１０，１１が設けられている。昇降搬送装置１０は例えば入庫用、昇降搬送装置１１は例えば出庫用であるが、入出庫兼用の昇降搬送装置を１個〜複数個設けても良く、ユニット４当たりの昇降搬送装置の数は任意である。昇降搬送装置１０，１１は、マスト１２に沿って、駆動部１３からの動力により、昇降台を昇降させる。また棚５，６の両端部に昇降搬送装置１０，１１と接続するバッファコンベヤ１４が設けられ、コンベヤ１４は例えば荷物を複数個、例えば３個保管でき、台車８は棚５，６の間口とバッファコンベヤ１４との間で荷物１６を搬送する。台車８は荷物１６を例えば１個ずつ搬送し、昇降搬送装置１０，１１は荷物１６を好ましくは複数個同時に、実施例では２個同時に搬送できる。昇降搬送装置１０，１１のサイクルタイム（地上階との間で１往復する平均時間）は、台車８のサイクルタイム（バッファコンベヤ１４との間で１往復する平均時間）の例えば数分の１である。

バッファコンベヤ１４は荷物を例えば３個まで保管できる。しかしそれでも、同一オーダーの荷物を複数の段に分散して保管する方が効率的である。同一オーダーの荷物を１つの段に集中して保管すると、出庫を開始する際にバッファコンベヤ１４に荷物が複数集まるのを待つ必要がある。また荷物の数が多いと、結局は昇降搬送装置１１が台車８を待つことになる。

ユニット４へは、入庫コンベヤ２０から分岐装置２４とサブコンベヤ２１とを介して、荷物１６が入庫する。ユニット４からは、サブコンベヤ２３と分岐装置２４を介して、荷物１６が出庫コンベヤ２２へ出庫される。出庫コンベヤ２２の行き先は、荷物１６を出荷先毎に集め、トラックなどで出荷する仕分エリア、あるいは荷物１６から物品をピッキングするピッキングエリアなどである。荷物１６から部品を取り出し、１個の製品分ずつセットするエリアなども、ピッキングエリアに含まれる。地上コントローラ２６は、システム２を制御する。なお入庫コンベヤ２０と出庫コンベヤ２２は、システム２の一部と見なしてもみなさなくても良い。

棚５，６での段の数は例えば４〜１０段である。昇降搬送装置１０，１１のサイクルタイムを、昇降搬送装置１０，１１がサブコンベヤ２１，２３とバッファコンベヤ１４の間を１往復する時間と定める。また台車８のサイクルタイムを、台車８が棚５，６の間口とバッファコンベヤ１４の間を１往復する時間と定める。昇降搬送装置１０，１１は台数が少ないがサイクルタイムが短い。これに対して、台車８は台数が多いがサイクルタイムが長い。そこで昇降搬送装置１０，１１を待たせないように、台車８に荷物１６の搬送作業を割付けると、システム２の効率が向上する。

図３は台車８の構造を示し、台車８は一対のスライドアーム３０，３０を備え、そのトップアーム３１，３１は両端に開閉自在なフック３２，３２を備えている。また台車８はレール３４上を走行し、棚５，６は間口３５を備えている。フック３２により荷物を押しながらスライドアーム３０を伸長あるいは後退させることにより、間口３５との間で台車８は荷物１６を移載する。

図４は昇降搬送装置１０とバッファコンベヤ１４とを示す。昇降搬送装置１０の昇降台とバッファコンベヤ１４は、棚５，６の長手方向を搬送方向とする動力コンベヤを備え、動力コンベヤにより荷物１６をやり取りし、荷物１６は先入れ先出しで、順序が逆になることはない。なおこのことは、昇降搬送装置１１とバッファコンベヤ１４との関係でも、同様である。台車８とバッファコンベヤ１４は、図３のスライドフアーム３０により荷物１６をやり取りする。

図５はシステム２の制御系を示し、地上コントローラ２６は上位コントローラ４０から入庫、出庫、特にオーダーの出庫などの指令を受信し、実行結果を報告する。入庫コンベヤ，出庫コンベヤ，サブコンベヤ、台車などには、ＩＤリーダと荷物センサとが配置され、荷物のＩＤを読み取り、また荷物の有無を所定の位置で検出する。地上コントローラ２６は、昇降搬送装置、台車、分岐装置、サブコンベヤ、バッファコンベヤ等を制御する。なお地上コントローラ２６は、ユニット４毎に分散配置した複数のコンピュータ等で実現しても良い。

地上コントローラ２６は棚ファイル４２とオーダーファイル４３等のファイルを備え、それらの構造を図６に示す。棚ファイル４２は棚の間口毎に、（空、予約（空であるが、荷物を保管する予約がある），在荷）の間口の状態、予約又は在荷である場合の荷物のＩＤ等から成るレコードを記憶する。オーダーファイル４３は、オーダーの番号毎に、（荷物の行き先、例えば出荷先あるいは出庫するピッキングエリアの番号等、及びオーダーに含まれる荷物のＩＤ等から成るファイルを記憶する。ファイル４２，４３の構成は任意で、棚ファイル４２により棚の予約と在庫の荷物を検索でき、オーダーファイル４３によりオーダーに含まれる荷物のＩＤあるいはその在庫位置を検索できれば良い。オーダーが１個の荷物のみから成る場合、特別な処理は不要なので、以下ではオーダーは複数の荷物を含むものとして説明する。

図７〜図９に、入庫時と出庫時の処理を示す。地上コントローラは上位コントローラから入庫指令を受信し、入庫指令がオーダーを含んでいる場合、オーダーの行き先、オーダーを構成する荷物のＩＤ等のオーダーのデータも、入庫指令に含まれている（ステップS1）。しかしオーダーの実行時期、即ちオーダーに含まれる荷物の出庫時期は、一般には未定である。また入庫指令は、オーダーを含まない指令、例えば単に荷物を保管せよとの指令でも良い。

入庫指令を荷物の到着に先行して受信するように、上位コントローラと地上コントローラが構成されている。オーダーで指定された荷物中の最初の荷物が組み合わせシステムに到着したことをＩＤリーダにより検出すると（ステップS2）、地上コントローラは到着した荷物を保管する間口を決定すると共に、同じオーダー内の他の荷物に対し、同じ系統内で段の番号が連続するように、保管する間口を予約する（ステップS3）。予約する間口は出庫用の昇降搬送装置に近い間口を優先し、同じ系統内で予約するのは同一のオーダーの荷物をまとめて出庫するためである。そして荷物を入庫用の昇降搬送装置により例えば２個ずつ一括して搬送し、各段のバッファコンベヤと台車を介して、棚ファイルで指定された間口へ搬入する（ステップS4）。なお入庫時に、異なるオーダーに属する荷物を入庫用の昇降搬送装置に混載しても良い。

図８は出庫時の処理を示し、オーダー１個分の出庫指令を上位コントローラから受信すると（ステップS11）、オーダー内の荷物を保管している各段の台車に対し、出庫用のバッファコンベヤまで荷物を搬送することを指令する（ステップS2）。また出庫用の昇降搬送装置に対し、オーダー内の荷物がある各段に停止し、複数個ずつ、例えば２個ずつ出庫用のサブコンベヤまで搬送することを指令する（ステップS13）。

オーダー内の荷物を保管している間口から、荷物が出庫用のバッファコンベヤへ到着するまでの所要時間を、地上コントローラは予測できる。出庫用の昇降搬送装置は、オーダーに含まれる荷物をまとめて出庫するため、他の荷物の出庫を割り込ませず、オーダー内の荷物の出庫が完了するまで、同一のオーダーの出庫に専念する。そこで、出庫用の搬送装置に待ち時間が生じないように、各段の台車に作業を指令するタイミングを決定する。なお各段の台車は、オーダーに含まれる荷物の出庫と並行して、荷物の入庫を行っても良い。またバッファコンベヤとサブコンベヤとは、台車及び昇降搬送装置と通信し、地上コントローラの指令により、荷物を搬送する。

図９はオーダーの荷物を保管する段の割付例を示し、1)の「入庫時」ではオーダーA,B,C,Dの順に処理する。例えば５段の棚に対し、１→２→３→４→５→１→２→…などと、段の数を周期とするサイクルに従って、複数の連続する段に１個ずつ荷物を入庫する。なお１→２→３→４→５ではなく５→４→３→２→１などでも良い。また前のオーダーが例えば１→２→３で終わると、次のオーダーは４→５→１→…などのように割り付け、前のオーダーで割り付けた最後の段の次の段から割付ける。即ち、最上段に達すると、最下段に次の荷物を入庫する。なお上下を逆にし、最下段に達すると、最上段に次の荷物を入庫するようにしても良い。また次のオーダーを３→４→５→４→３→…などと割り付けても良い。入庫時に昇降搬送装置は同時に例えば２個ずつ荷物を搬送する。ここで同じオーダーの荷物が連続して到着しない場合、昇降搬送装置は異なるオーダーの荷物を例えば２個乗せて上昇しても良い。

図９の2)の「出庫時」では、オーダーAに対し、例えば１→２→３の順に各段の荷物を出庫し、１段目の台車が他の荷物を搬送中の場合などは３→２→１の順に出庫しても良い。オーダーBで４段目、５段目の荷物を出庫する場合、オーダーAの３段目の荷物とオーダーBの４段目の荷物を昇降搬送装置に混載して下降させる。このようにして、昇降搬送装置はなるべく隣接した２段の荷物を同時に搬出するようにする。なお複数のオーダーの出庫を指令された場合、指令の受信順に限らず、台車に直ちに割り付けることができるオーダーから、あるいは現在実行中の出庫で最後に昇降搬送装置が停止する段に連続する段から出庫を開始できるオーダーから、実行しても良い。

図７〜図９の処理により、以下の効果が得られる。
1) １つの段で２個の荷物を昇降搬送装置に積み込むのではなく、異なる２段で荷物を積み込むので、昇降搬送装置が台車を待つことがほぼ無くなる。
2) 隣接した２つの段で荷物を積み込むと、離れた段で２個の荷物を積み込む場合に比べ、昇降搬送装置の延べ昇降距離を短くできる。
3) 同一のオーダーの荷物を出庫する間、他のオーダーの荷物を割り込んで出庫しない。このため、出庫コンベヤにはオーダー単位で荷物がまとめて出庫される。
4) オーダー内の最初の荷物が到着すると、同じオーダー内の他の荷物に間口を予約するので、連続した段に入庫する間口を確保できる。ここで出庫用の昇降搬送装置に近い間口を優先して予約すると、オーダー内の荷物を出庫する時間を短縮できる。
5) 同一のオーダーの最後に１個の荷物を出庫する場合、他に出庫する荷物があれば一括して昇降搬送装置で昇降させ、かつ最後の１個の荷物、他の出庫する荷物の順でコンベヤへ出庫する。このため、昇降搬送装置が１個のみの荷物を昇降させることが減り、また同一オーダー内に他の荷物が紛れ込まない。

実施例ではオーダーを上位コントローラ４０から受信するが、マニュアル端末等から受信するようにしても良い。またオーダー内の荷物が棚の段の数を越える場合、１つの段に複数個の荷物を保管しても良い。オーダー内の荷物の保管間口は、棚ファイル４２とオーダーファイル４３とに２重に記憶しても良い。

２ 組み合わせシステム
４ 組み合わせユニット（自動倉庫ユニット）
５，６ 棚
７ 走行スペース
８ 台車
１０，１１ 昇降搬送装置
１２ マスト
１３ 駆動部
１４ バッファコンベヤ
１６ 荷物
２０ 入庫コンベヤ
２２ 出庫コンベヤ
２１，２３ サブコンベヤ
２４ 分岐装置
２６ 地上コントローラ
３０ スライドアーム
３１ トップアーム
３２ フック
３４ レール
３５ 間口
４０ 上位コントローラ
４２ 棚ファイル
４３ オーダーファイル

Claims (5)

1. 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、荷物を昇降させる昇降搬送装置とを備える自動倉庫ユニットと、
   前記昇降搬送装置へ荷物を搬出入するコンベヤと、
   前記自動倉庫ユニット及び前記コンベヤを制御するコントローラ、とを備える組み合わせシステムであって、
   前記コントローラは、複数個の荷物を入庫し、入庫した複数個の荷物をまとめて出庫するオーダーを指令されると、同一オーダー内の荷物を前記棚の複数の段に分散して保管するように、前記昇降搬送装置と前記台車とを制御し、かつオーダー内の荷物の保管位置を記憶するように構成されていることを特徴とする、組み合わせシステム。
2. 前記コントローラは、前記昇降搬送装置を制御し、途中で他の荷物を出庫させずに、同一オーダー内の荷物を連続して出庫するよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の組み合わせシステム。
3. 前記コントローラは、同一オーダー内の最初の荷物を入庫させる際に、オーダー内の他の荷物の保管位置を予約するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の組み合わせシステム。
4. 前記コントローラは、同一オーダー内の荷物を複数の連続する段に入庫させるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の組み合わせシステム。
5. 前記昇降搬送装置は複数個の荷物を一括して昇降自在で、
   前記コントローラは、昇降搬送装置が複数の段に停止して、オーダーの荷物を複数個一括して出庫し、かつオーダーの最後の荷物を出庫する際に、前記昇降搬送装置に空きのスペースが有り、かつ出庫する他の荷物が有る場合に、前記昇降搬送装置により、オーダーの最後の荷物と前記他の荷物とを一括して昇降させ、かつこの順で前記コンベヤへ出庫させるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の組み合わせシステム。

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