JP2771893B2 - 無人搬送システムにおける走行管理のシミュレーション方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、無人搬送システム、特に、管理機と複数台
の無人搬送車との間で無線、地上信号線等の通信手段に
よりデータ授受を行って、無人搬送車の走行制御を行う
システムにおいて、無人搬送車の走行管理をシミュレー
ションする方法に関する。

［従来の技術］ この種の無人搬送システムにおいて、無人搬送車どお
しが衝突しないように、その走行を制御する方法が従来
から知られているが、必要以上に停止動作し、無駄が生
じるといった問題があった。

そこで、本出願人は、この走行制御方法について、２
台の無人搬送車のすれちがい走行が可能な回避エリアが
ある場合には回避指示を、２台の無人搬送車の走行方向
が同じで一方が他方の後を追従して走行することが可能
な場合には追従指示を、その他の場合には一方の無人搬
送車に停止指示を行うことにより、衝突防止のために不
要な停止動作を極力抑えることができる方法を提案して
いる（特願平２−74950号参照）。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような走行制御を行う無人搬送システ
ムを実際に施工するに際して、同様な走行ルートで何台
の無人搬送車を用意し、走行速度をどのようにすれば、
無人搬送車が衝突することなく、必要な荷役の搬送を最
も短い時間で能率良く、しかも経済的に行うことができ
るのかを判断することは極めて困難であって、複雑な計
算を必要とし、また、各種の条件を変えて走行管理の能
率を評価しようとすると、実際にシステムを稼働し、あ
るいは経験と勘に頼らざるを得なう要素が多かった。

本発明は、上記の課題を解決するもので、上記提案内
容の制御方法を、コンピュータなどを用いてシミュレー
ションすることができ、実際にシステムを施工し無人搬
送車を動かしてみたのと同様の評価値を容易に得ること
ができるシミュレーション方法を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、１台の管理機が
無線、地上信号線等の通信手段によりデータ授受可能な
複数台の無人搬送車の走行管理を行う無人搬送システム
にあって、走行ルートを複数のゾーンに分割し、各ゾー
ンに番号付をして走行ルートをゾーン番号とゾーン長さ
の並びで記憶したデータと、任意の少なくとも２つの走
行ルート間で、その走行ルートを走行する少なくとも２
台の無人搬送車どおしが衝突する可能性のある領域（共
通エリア）をゾーン番号列で記憶したデータと、２台の
無人搬送車の一方が予め設けられた回避路を走行するこ
とにより２台の無線搬送車のすれちがい走行が可能な領
域（回避エリア）をゾーン番号列で記憶したデータと、
各ゾーンごとにそのゾーンから無人搬送車の進行方向前
側を監視する距離の範囲（監視距離）を記憶したデータ
とを持ち、各無人搬送車の走行距離検出値から現在位置
のゾーン番号を検索すると共に、任意の２台の無人搬送
車の現在位置のゾーンに基づいて進行方向前側の監視距
離の範囲内に同一の共通エリアが存在するか否かを検索
し、存在すれば、衝突防止のために、当該共通エリア内
に回避エリアがあり２台の無人搬送車のすれちがい走行
が可能である場合には、２台に無人搬送車にすれちがい
走行を行うための回避指示を、当該共通エリア内におい
て２台の無人搬送車の走行方向が同一であり、一方が他
方の後を追従して走行することが可能である場合には、
一方の無人搬送車に他方の後を追従走行するための追従
指示を、その他の場合には、一方の無人搬送車に停止指
示を送信する処理を、全ての無人搬送車の組み合わせに
ついてコンピュータ上にて行い、走行管理をシミュレー
ションする方法であって、 上記の記憶したデータにはさらに各ゾーンごとに無人
搬送車の走行速度、荷役処理内容、荷役処理に要する時
間を設定したデータと、衝突防止のための指示に対応し
た走行速度のデータとを付加し、シミュレーション処理
の周期ごとに予め定めた一定の刻み時間に、各ゾーンご
とに設定した走行速度のデータあるいは衝突防止のため
の指示を行っているときはその指示に対応する走行速度
のデータを乗じて無人搬送車の走行距離検出値に相当す
る値を求め、その値より無人搬送車の現在位置のゾーン
番号を検索するとともに、刻み時間の積算値と各ゾーン
ごとの荷役処理に要する時間データとより、任意のゾー
ン間の無人搬送車の走行所要時間もしくは任意のゾーン
間の任意の量の荷の搬送に要する時間を求め、サイクル
タイム評価値として記録し、さらには上記の各種設定デ
ータを任意に変更することにより走行ルートのレイアウ
ト、無人搬送車の台数、無人搬送車の走行速度、荷積み
場所、荷降し場所等の各種の条件を変えたときのサイク
ルタイム評価値を記録するようにしたものである。

また、上記方法にあって、走行ルートのレイアウト、
荷および各無人搬送車の現在位置、走行所要時間、荷の
搬送に要する時間をディスプレイ上に表示し、刻み時間
を変更することにより該表示を逐次変化させ得るように
したものであってもよい。

［作用］ この方法によれば、シミュレーション処理の周期ごと
に、無人搬送車の走行距離検出値が求まり、その値より
無人搬送車の現在位置ゾーン番号が検索されるととも
に、任意のゾーン間の無人搬送車の走行所要時間もしく
は任意のゾーン間の任意の量の荷の搬送に要する時間が
求まり、サイクルタイム評価値として記録され、さらに
は上記の各種設定データを変更することにより、走行ル
ートのレイアウト、無人搬送車の台数、無人搬送車の走
行速度、荷積み場所、荷降し場所等の各種の条件を変え
たときのサイクルタイム評価値が記録される。

また、刻み時間を変更して任意の時間内で各無人搬送
車の動きやサイクルタイム評価値の変化していく過程を
逐次ディスプレイ上に表示することができる。

［実施例］ まず、本発明のシミュレーション方法が適応される無
人搬送システムの例を図面とともに説明する。

第１図は無人搬送システムの概念構成を示す。同シス
テムは、１台の管理機１と、複数台の無人搬送車2a,2b,
2cとが、無線、地上信号線等の通信手段でデータを相互
に授受して走行管理を行うものである。

第２図は本発明方法に使用する走行ルートの一例を示
す。この例では、地点ａから地点ａ′へ走行する第１の
ルートと、地点ｂから地点ｂ′へ走行する第２のルート
と、地点ｃから地点ｃ′へ走行する第３のルートとから
構成されており、各走行ルートは所定の長さの複数の仮
想ゾーンに分割されている。各ゾーンには番号を付して
走行ルートをゾーン番号とゾーンの長さの並びで記述し
た「走行ルートデータ」を管理機上および無人搬送車上
に記憶させている。

また、上記データの他に、２台の無人搬送車の一方が
予め設けられた回避路を走行することにより２台の無人
搬送車のすれちがい走行を可能とする回避ルートをゾー
ン番号列で記憶させた「回避ルートデータ」を記憶させ
ている。なお、上記の各ルートデータは、後記第３図の
例に示すように、各ゾーン番号に対応して各種のデータ
を持っている。また、各無人搬送車2a,2b,2cはそれぞれ
第１、第２、第３のルートを専用に走行させるものとす
る。

管理機１上には、任意の２つの走行ルート間で、その
走行ルートを走行する２台の無人搬送車どおしが衝突す
る可能性のある領域（共通エリア）をゾーン番号列で記
憶させた「共通エリアデータ」と、２台の無人搬送車の
一方が予め設けられた回避路を走行することにより２台
の無人搬送車のすれちがい走行が可能な領域（回避エリ
ア）をゾーン番号列で記憶させた「回避エリアデータ」
と、各ゾーンごとにそのゾーンから無人搬送車の進行方
向前側を監視する距離の範囲（監視距離）を記憶した
「監視距離データ」とを記憶させている。

第３図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ「走行ルートデー
タ」「回避ルートデータ」「共通エリアデータ」「回避
エリアデータ」の例を示している。「走行ルートデー
タ」はゾーン番号Ｚ、ゾーン長さlz、監視距離Ｃ（「監
視距離データ」に相当）、走行速度v_z、荷役作業のデー
タＷを含む。「回避ルートデータ」はゾーン番号Ｚ、ゾ
ーン長さlz、監視距離Ｃ、走行速度v_z、停止ゾーンのデ
ータZ^pを含む。なお、監視距離Ｃは、無人搬送車の進行
方向側の共通エリアを監視する距離であり、走行速度に
応じてそのゾーンから確実に停止できる距離として定め
る。

下記第１表は、衝突防止処理時の無人搬送車の位置と
回避エリア、先行車、共通エリアとの距離Ｌ′（第４図
参照）に対応した無人搬送車の走行すべき走行速度v_Lの
データを示している。先行車がいるときとは、共通エリ
ア内において２台の無人搬送車の走行方向が同一で一方
が他方の後を追従して走行する場合をいう。

下記第２表は、荷役作業に要する時間のデータを示し
ている。この時間は予め測定して求め記憶させている。

第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、無人搬送車2iが無人搬
送車2jと衝突するのを防止するため、該無人搬送車2iと
回避エリア、先行車、および共通エリアの各々との最小
ゾーン間距離Ｌを示している。最小ゾーン間距離Ｌのデ
ータは後述するように衝突防止の処理時に管理機１より
各無人搬送車に送信される。

第５図乃至第８図は管理機１側の動作を示すフローチ
ャートであり、以下に説明する。

第５図において、管理機１は、各無人搬送車からのゾ
ーン番号を受信し（ステップａ）、走行ルートデータよ
り現在位置のゾーン番号を検索し（ステップｂ）、各無
人搬送車どうしの組み合わせについて回避、追従、停止
のいずれかの指示を行う条件になっているかどうかを判
断する（ステップｃ）。そして、それぞれに対応した回
避、追従、停止の処理を行い（ステップd,e,f）、次い
で、最小ゾーン間距離Ｌを送信する（ステップｇ）。

回避処理は、第８図のフローチャートに示すように、
回避エリアとのゾーン間距離lkを演算し（ステップd
1）、回避エリアに対して監視距離の範囲内に近付いた
ことを条件として、回避路走行車に対しては、回避路走
行指示を送信し（ステップd2）、通常路走行車に対して
は、回避エリアのゾーン間距離lkを当該搬送車の最小ゾ
ーン間距離Ｌとして設定する（ステップd3）。

追従処理は、第６図のフローチャートに示すように、
先行車とのゾーン間距離lcを演算し（ステップe1）、先
行車の存在するゾーンに対して監視距離の範囲内に近付
き、先行車とのゾーン間距離lcがその時点の当該搬送車
の最小ゾーン間距離Ｌよりも小さければ、新たにＬ＝lc
と設定する（ステップe2）。

停止処理は、第７図のフローチャートに示すように、
共通エリアとのゾーン間距離lcを演算し（ステップf
1）、lsがその時点の当該搬送車の最小ゾーン間距離Ｌ
よりも小さければ、新たにＬ＝lsと設定する（ステップ
f2）。

第９図は、無人搬送車側の動作を示すフローチャート
で、以下に説明する。

無人搬送車は走行開始点からの走行距離l2を演算する
（ステップａ′）。この走行距離l2と第３図（ａ）の走
行ルートデータより現在位置ゾーンを判断し（ステップ
ｂ′）、ゾーン番号を管理機１に送信する（ステップ
ｃ′）。現在ゾーン位置が更新される都度、そのゾーン
に入った時点の走行距離をl1′＝l2として記憶する（ス
テップｄ′）。その後、管理機１より回避路走行指示ま
たは最小ゾーン間距離Ｌを受信したかを調べ（ステップ
ｅ′）、回避路走行指示を受信したときは記憶されてい
る回避路走行速度指令値を設定、走行し（ステップ
ｆ′,g′）、回避路内で停止する（ステップｈ′）。

また、最小ゾーン間距離Ｌを受信したきは、それが更
新される都度、その最小ゾーン間距離Ｌの対象となって
いるゾーンに入った時点の走行距離をl1＝l1′として記
憶する（ステップｉ′）。そして、l2,l1,Lより無人搬
送車と回避エリア、先行車が存在するゾーン、共通エリ
アの距離Ｌ′を求め（ステップｊ′,k′）、この値に応
じて無人搬送車がスムースに停止できるように走行速度
指令値v_Lを決定する（ステップｌ′）。

最小ゾーン間距離Ｌを受信していないときは、走行速
度指令値は通常の設定値となる（ステップｍ′）。

以上は本発明のシミュレーション方法が実施される搬
送システムの説明であり、次に、本シミュレーション方
法の処理内容について説明する。

この処理は無人搬送車（以下、車体という）の位置検
索を所定の刻み時間Δｔで逐次行う。

まず、各車体の走行距離l2（第４図参照）を、 Δl2＝v_zまたはv_L×Δｔ l2＝ΣΔl2 より演算する。

次に、このl2を通過したゾーン長さlzの積算値と比較
し、車体の現在位置ゾーンを検索する。現在位置ゾーン
が更新されたときは、その時点の走行距離を、l1＝l2と
して記憶すると共に、更新前のゾーンに荷役作業がある
（ｗ≠０）場合は、その荷役作業に要する時間twより演
算周期毎に刻み時間Δｔを減算し（tw＝tw−Δｔ）、tw
＝０になるまでは荷役作業のために車体が停止したもの
として上記のの走行距離演算は行わない。

各車体の現在位置ゾーンより上述した衝突防止の処理
判断を行い、衝突防止処理の必要があれば、共通エリ
ア、先行車、回避エリアと車体のゾーン間距離Ｌを求
め、さらに、実距離Ｌ′を、 Ｌ′＝Ｌ−（l2−l1） により求め、Ｌ′に対応する衝突防止のための走行速度
v_Lを上述の記憶させている第１表のデータより選択す
る。この時、上記の処理ではv_zとv_Lの小さい方の値を
用いる。

上記の走行距離演算、現在位置ゾーンの検索は、走行
ルートデータに基づき行うが、車体に回避路走行を指示
する場合は、第３図（ｄ）に示した対象となる回避エリ
アデータに対応する同図（ｂ）に示した回避ルートデー
タに基づき行う。そして、停止ゾーンZ^pと等しい番号の
ゾーンに達すれば、回避走行指示が解除されるまで停止
するものとして、上記の処理は行わない。回避走行指
示が解除された後、回避ルートデータの最後のゾーンに
達すれば、同じゾーン番号の走行ルートデータに基づく
処理に戻る。

刻み時間を積算し（ｔ＝ΣΔｔ）、経過時間を求め
る。

上記の各々の処理の結果に基づいて、車体の走行ルー
ト上の位置、走行速度、荷役作業内容、衝突防止処理内
容、経過時間をディスプレイ上に表示する。これを繰り
返すことにより、表示を時間経過と共に逐次行うことが
できる。

以上のシミュレーション処理は、コンピュータプログ
ラムにより実行でき、各種の設定データを種々変更して
各条件下における所要時間を算出することができる。す
なわち、各種設定データを任意に変更することにより、
走行ルートのレイアウト、無人搬送車の台数、無人搬送
車の走行速度、荷積み場所、荷降し場所等の各種の条件
を変えたときのサイクルタイム評価値を記録し表示する
ことができる。

この処理内容に係るサイクルタイム演算の概略の手順
を第10図（ａ）（ｂ）のフローチャートに示している。
同図を参照してサイクルタイム演算の概略を以下に説明
する。

まず、各車体が現在位置するゾーンに荷役作業が有る
かを調べ（ステップS1）、有れば荷役作業が終了するま
で、すなわちtw＝０になるまで（S2でYESになるま
で）、荷役作業に要する時間twより演算周期毎に刻み時
間Δｔを減算し（S3）、現在位置ゾーンを判断する（S
7）。車体が現在位置ゾーンに荷役作業がなければ、回
避路走行かを調べ（S4）、回避路走行でなければ、走行
距離積算値l2を演算し（S6）、S7へ進む。S4で回避路走
行中であれば、停止ゾーンであるかを調べ（S5）、停止
ゾーンでなければ、S6へ移行し、停止ゾーンであれば、
S6を処理することなくS7へ進む。

続いて、ゾーン更新かを調べ（S8）、ゾーン更新でな
ければ、衝突防止処理判断における最小ゾーン間距離Ｌ
を演算し（S11）、さらに回避エリア、先行車、共通エ
リアとの距離Ｌ′を演算し（S12）、Ｌ′より走行速度v
_Lを決定する（S13）。次いで、刻み時間を、ｔ＝ｔ＋Δ
ｔにより積算し経過時間を求め（S14）、ディスプレイ
に表示する（S15）。S8で、ゾーン更新であれば、全車
走行終了かを調べ（S9）、NOであれば、走行距離をl1＝
l2として記憶し（S10）、S11へ進む。YESであれば、動
作を終了する。

第11図はディスプレイ表示画面の一例を示す。この例
では、ある任意の経過時間での、車体毎の現在位置ゾー
ン、走行速度、荷役作業状態、衝突防止処理状態、荷の
移動状態が表示されている。この表示は実時間の経過と
共に逐次的に更新することができる。従って、荷役作業
を終了するに要するトータル時間の表示も行える。

［発明の効果］ 以上のように本発明のシミュレーション方法によれ
ば、無人搬送車の衝突防止のための回避、追従、停止の
指示を使い分けて不必要な停止を極力なくし能率の良い
走行管理を行いつつ、任意のゾーン間の無人搬送車の走
行所要時間もしくは任意のゾーン間の任意の量の荷の搬
送に要する時間を求め、サイクルタイム評価値として記
録し、さらには走行ルートのレイアウト、無人搬送車の
台数、無人搬送車の走行速度、荷積み場所、荷降し場所
等の各種の条件を変えたときのサイクルタイム評価値を
記録することができる。従って、実際に無人搬送システ
ムを施工して稼働してみることなく、走行管理をシミュ
レーションすることができ、その経済的効果は極めて大
きい。

また、走行ルートのレイアウト、荷および各無人搬送
車の現在位置、走行所要時間、荷の搬送に要する時間を
逐次ディスプレイ画面上に表示し、刻み時間を変更する
ことにより、任意の時間内で各無人搬送車の動きやサイ
クルタイム評価値の変化していく過程をシミュレーショ
ンにて目視観察することができ、無人搬送システムの合
理的設計を行う上で有用な情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が適応される無人搬送システムの一
例を示す概念図、第２図は同システムにおける無人搬送
車の走行ルートの一例を示す平面図、第３図（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明方法で使用される予め設定
されているデータの例を示す図、第４図（ａ）（ｂ）
（ｃ）は無人搬送車が最小ゾーン間距離Ｌを受信してい
る状態を示す平面図、第５図、第６図、第７図、第８図
は同システムでの管理機側の処理を示すフローチャー
ト、第９図は無人搬送車側の処理を示すフローチャー
ト、第10図（ａ）（ｂ）は本発明方法でのサイクルタイ
ム演算処理のフローチャート、第11図はディスプレイ表
示画面の例を示す図である。 １……管理機、2a,2b,2c,2i,2j……無人搬送車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１台の管理機が無線、地上信号線等の通信
   手段によりデータ授受可能な複数台の無人搬送車の走行
   管理を行う無人搬送システムにあって、 走行ルートを複数のゾーンに分割し、各ゾーンに番号付
   をして走行ルートをゾーン番号とゾーン長さの並びで記
   憶したデータと、任意の少なくとも２つの走行ルート間
   で、その走行ルートを走行する少なくとも２台の無人搬
   送車どおしが衝突する可能性のある領域（共通エリア）
   をゾーン番号列で記憶したデータと、２台の無人搬送車
   の一方が予め設けられた回避路を走行することにより２
   台の無線搬送車のすれちがい走行が可能な領域（回避エ
   リア）をゾーン番号列で記憶したデータと、各ゾーンご
   とにそのゾーンから無人搬送車の進行方向前側を監視す
   る距離の範囲（監視距離）を記憶したデータとを持ち、 各無人搬送車の走行距離検出値から現在位置のゾーン番
   号を検索すると共に、任意の２台の無人搬送車の現在位
   置のゾーンに基づいて進行方向前側の監視距離の範囲内
   に同一の共通エリアが存在するか否かを検索し、存在す
   れば、衝突防止のために、当該共通エリア内に回避エリ
   アがあり２台の無人搬送車のすれちがい走行が可能であ
   る場合には、２台に無人搬送車にすれちがい走行を行う
   ための回避指示を、当該共通エリア内において２台の無
   人搬送車の走行方向が同一であり、一方が他方の後を追
   従して走行することが可能である場合には、一方の無人
   搬送車に他方の後を追従走行するための追従指示を、そ
   の他の場合には、一方の無人搬送車に停止指示を送信す
   る処理を、全ての無人搬送車の組み合わせについてコン
   ピュータ上にて行い、走行管理をシミュレーションする
   方法であって、 上記の記憶したデータにはさらに各ゾーンごとに無人搬
   送車の走行速度、荷役処理内容、荷役処理に要する時間
   を設定したデータと、衝突防止のための指示に対応した
   走行速度のデータとを付加し、シミュレーション処理の
   周期ごとに予め定めた一定の刻み時間に、各ゾーンごと
   に設定した走行速度のデータあるいは衝突防止のための
   指示を行っているときはその指示に対応する走行速度の
   データを乗じて無人搬送車の走行距離検出値に相当する
   値を求め、その値より無人搬送車の現在位置のゾーン番
   号を検索するとともに、刻み時間の積算値と各ゾーンご
   との荷役処理に要する時間データとより、任意のゾーン
   間の無人搬送車の走行所要時間もしくは任意のゾーン間
   の任意の量の荷の搬送に要する時間を求め、サイクルタ
   イム評価値として記録し、さらには上記の各種設定デー
   タを任意に変更することにより走行ルートのレイアウ
   ト、無人搬送車の台数、無人搬送車の走行速度、荷積み
   場所、荷降し場所等の各種の条件を変えたときのサイク
   ルタイム評価値を記録するようにしたことを特徴とする
   無人搬送システムにおける走行管理のシミュレーション
   方法。
2. 【請求項２】請求項１において、走行ルートのレイアウ
   ト、荷および各無人搬送車の現在位置、走行所要時間、
   荷の搬送に要する時間をディスプレイ上に表示し、刻み
   時間を変更することにより該表示を逐次変化させ得るよ
   うにしたことを特徴とする無人搬送システムにおける走
   行管理のシミュレーション方法。