JP3579931B2 - 自動ピッキング装置及び自動倉庫システム - Google Patents

Description

【産業上の利用分野】
【０００１】
本発明は、自動倉庫において、棚に格納されている複数のワークをスタッカクレーンのパレットに積み付けを行うための自動ピッキング装置及び自動倉庫システムに関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
自動倉庫内で出品種別に保管されている段ボールで梱包された商品（以下ワークという）を出庫先別に所定の種類、数量だけパレットに自動で積み付けるピッキングロボットが開発されつつあり、例えば、特開平５−７７９０９号公報には、自動倉庫のスタッカークレーンに、ピッキングロボットを搭載すること等が提案されている。しかし、このピッキングロボットは、ワークをグリップハンドにてワークの両側を把持するために、形状の異なるワークを多段に積み付ける際には、適していない。
【０００３】
そこでロボットハンドとして、ワークの上面を吸引力で吸着して持ち上げる吸着部を複数個持つエンドエフェクタや、形状の異なるワークを安定に吸着するために、複数ある吸着部の互いの相対位置を可変にできるエンドエフェクタなどが開発されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、多品種の異なる形状のワークを、複数の棚から選んで、１つのパレットに混載させ、しかも、ワークの形状の認識、パレットに載せるワークの個数、許容容積等を考慮しながら、効率よくワークをピッキングすると共にこれをパレットに上手に積み付ける自動ピッキングは開発されていない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、出庫データを入力するだけで、多品種のワークを棚から選んでパレットに効率よく自動搭載できるピッキング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、自動倉庫のスタッカークレーンのクレーン枠に搭載され、棚から取り出したパレット上のワークを空のパレットに移載する自動ピッキング装置において、クレーン枠に対して、そのクレーン枠内の両パレット間を前後左右往復移動すると共に昇降動自在に、かつ回転自在に設けられたロボット用ベースプレートと、ロボット用ベースプレートに対して近接離間移動自在に設けられると共に吸着パッドを有する一対の吸着部と、ロボット用ベースプレートに設けられ、ベースプレートに対して左右方向及び前後方向移動自在に設けられたワークの大きさ等の情報を検出する複数のセンサと、ワークを把持する際にワーク上面位置を検出するプローブセンサとを備え、ワーク情報に基づいて、ロボット用ベースプレートを回転すると共に吸着部を近接離間移動してピッキングを行うことを特徴とする自動ピッキング装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、スタッカークレーンのクレーン枠には、ワークにレーザー光を照射するレーザー照射装置とそのワークに照射されたレーザー光を観察するカメラが設けられる請求項１記載の自動ピッキング装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、空のパレツトにワークを積み付ける際、センサ情報より、ピッキングすべきワークの把持位置を変更する制御手段を備えた請求項１記載の自動ピッキング装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、パレット上に搭載されたワークを保管する棚とその棚に沿って往復走行すると共に昇降動するスタッカークレーンを備えた自動倉庫と、そのスタッカークレーンに搭載され、棚から取り出したパレット上のワークを空のパレットに移載する自動ピッキング装置を備えた自動倉庫システムにおいて、在庫・棚データベースと、積み付け知識データーベースと、出庫要求入力端末と、その出庫要求入力端末からの出庫要求に基づいて、在庫・棚データベース、積み付け知識データーベースより、スタッカークレーンに作業指示を出力すると共にピッキング装置にピッキング作業指示を出力するリパレタイズ計画部とを備えたことを特徴とする自動倉庫システムである。
【００１０】
請求項５の発明は、リパレタイズ計画部は、出庫要求のワークの品種と個数から空パレットの枚数を求めかつワークを割付ると共に割り付けたワークに基づいて空パレットの積み付け順を求める請求項４記載の自動倉庫システムである。
【００１１】
請求項６の発明は、割り付けに遺伝的アルゴリズムを用いて行う請求項５記載の自動倉庫システムである。
【００１２】
請求項７の発明は、積み付け探索にビーム探索を用いる請求項５記載の自動倉庫システムである。
【作用】
【００１３】
上記構成によれば、ワークの形状に応じて自在にピッキングと積み付けが可能となり、しかも出荷データを入力するだけで、所望の棚から必要な数のワークを取り出して積み付けることができる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
先ず、図７により本発明における自動倉庫の全体図を説明する。
【００１６】
図７において、棚１０は、２列平行に配置され、その間をスタッカークレーン１２が往復動すると共に上下動して棚１０の各段でパレット１４上の段ボールで梱包された商品であるワーク１６を保管しており、紙面の奥行き側が入庫側で手前が出庫側となっている。
【００１７】
ワーク１６は、同品種のものを多列・多段にパレット１４上に搭載された状態で入庫ステーションＳｉに入庫され、スタッカークレーン１２に設けられた２つのフォーク１８，２０のいずれかでスタッカークレーン１２内に取り込まれ、入庫側の棚１０のいずれか空の段に格納されるようになっている。
【００１８】
スタッカークレーン１２は、出庫側の棚の段から、或いは入庫側の段で空となっている空パレット１４をフォーク２０上に取り、後述する出荷データに基づいて所望のワーク１６Ａが格納された実パレット１４をフォーク１８上に取り、スタッカークレーン１２に設けられたピッキング装置２２により、その実パレット１４上のワーク１６Ａを、所望の数、空パレット１４に搭載し、さらにその実パレット１４を戻した後、他のワーク１６Ｂの実パレット１４をフォーク１８上に取り、同様にして所望の数のワーク１６Ｂを、ワーク１６Ａ上に搭載し、さらに他のワーク１６Ｃを搭載して積み付けを行った後、そのフォーク２０上のパレット１４を出庫用の荷として出庫側の棚に保管し、以後同様に出荷先ごとにワーク１６Ａ，Ｂ，Ｃをパレット１４に積み付けて出庫側棚１０に保管する。
【００１９】
出庫の際には、スタッカークレーン１２は、所望の順序で出荷用のパレット１４をフォーク１８，２０のいずれかに取って出庫ステーションＳｏに移送するようになっている。
【００２０】
このスタッカークレーン１２は、図５，図６，図８に示すように棚１０間に沿って走行する一対の支柱２２，２２に沿ってクレーン枠２４が昇降動自在に設けられそのクレーン枠２４の天井フレーム２５に左右横行（Ｘ軸方向）レール２６，２６が設けられ、そのレール２６，２６に沿って横行ブロック２８，２８が設けられると共にブロック２８，２８間に前後レール３０，３０が設けられる。前後レール３０，３０にピッキング用ベースプレート３２が前後移動（Ｙ軸方向）自在に設けられる。
【００２１】
このベースプレート３２にスプラインナット３５が設けられ、そのスプラインナット３５に、スプライン溝とボールネジが形成されたピッキング用昇降・回転軸３６が昇降自在（Ｚ軸方向）に、かつ回転自在（θ方向）に設けられる。
【００２２】
このピッキング用昇降・回転軸３６の下端に、本発明におけるロボットハンド４０が取り付けられる。
【００２３】
他方クレーン枠２４の底板２７には、図７で説明したフォーク１８，２０が設けられる。このフォーク１８，２０は前後に伸縮して前後の棚１０の段のパレット１４を底板２７上に取り込み、そのフォーク１８，２０上のパレット１４を対応する棚１０の段に挿入し保管できるようになっている。
【００２４】
クレーン枠２４には、コントロールボックス３８が設けられ、そのコントロールボックス３８が後述する中央制御装置の指示により、ロボットハンド４０の制御を行うようになっている。
【００２５】
ロボットハンド４０は、図５に示すように、横行ブロック２８，２８の左右移動と、ピッキング用ベースプレート３２の前後移動と、ピッキング用昇降・回転軸３６の昇降動によりロボットハンド４０を、図示の二点鎖線で示すようにクレーン枠２４内の上下左右四隅をくまなく移動できると共にピッキング用昇降・回転軸３６を中心に回転（θ方向）できるようになっている。
【００２６】
このロボットハンド４０を図１〜図３により説明する。
【００２７】
図１において、スプラインナット３４に対してピッキング用昇降・回転軸３６が昇降動自在にかつ回転自在に設けられ、そのピッキング用昇降・回転軸３６にロボットハンド４０が取り付けられ、電気、空気などのユーティリティが回転軸３６を通し、ロボット用ベースプレート４２に設けた電気、空気インターフェースコネクタボックス４３から供給できるようになっている。
【００２８】
このベースプレート４２の下部には、左右逆ネジが切られたボールネジ４４が一対の軸受４６R ，４６L により回転自在に支持され、そのボールネジ４４に左右ナット受４８L ，４８R が螺合されると共に各ナット受４８L ，４８R に左右可動プレート５０L ，５０R が保持される。またベースプレート４２の前後両側にはリニアガイド５２，５２が設けられ、そのリニアガイド５２，５２に可動プレート５０L ，５０R に設けたスライドガイド４５L ，４５R が係合し、リニアガイド５２，５２にガイドされて左右可動プレート５０L ，５０R が移動できるようになっている。さらにボールネジ４４は、プーリー５４，ベルト５５を介してエンコーダ付きＸ軸移動用モータ５６に連結され、モータ５６の駆動でボールネジ４４が回転されて左右の可動プレート５０L ，５０R が相対抗して近接離間するように移動される。
【００２９】
左右の可動プレート５０L ，５０R にはセンサ用ガイドブロック５８L ，５８R が設けられ、そのセンサ用ガイドブロック５８L ，５８R に、リニアガイドレール６０L ，６０R を介してＸ軸センサ６２L ，６２R の支持プレート６４L ，６４R がＸ軸方向に移動可能に設けられる。この支持プレート６４L ，６４R にはラック６６L ，６６R が設けられ、可動プレート５０L ，５０R に設けたセンサ用Ｘ軸エンコーダモータ６８L ，６８R で回転されるピニオン７０L ，７０R がラック６６L ，６６R に螺合してＸ軸センサ６２L ，６２R をＸ軸方向に移動してワーク１６の左右壁面を検出するようになっている。
【００３０】
この左右の可動プレート５０L ，５０R には、それぞれ吸着パッド７２L ，７２R の支持板７４L ，７４R が支持棒７６で取り付けられて吸着部７３L ，７３R が構成される。
【００３１】
吸着パッド７２L ，７２R は、支持板７４L ，７４R に対して６個取り付けられ、詳細は示していないが、吸引チューブ、電磁弁を介して電気、空気インターフェースコネクタボックス４３に接続される。
【００３２】
次に、ワーク１６の前面位置を検出する内外Ｙ軸センサ７６L ，７６R ，７８L ，７８R について説明する。
【００３３】
ベースプレート４２にはＹ軸ガイドブロック８０が設けられ、そのガイドブロック８０に係合してＹ軸方向に移動するＹ軸用ガイドプレート８２が設けられる。このガイドプレート８２には、ラック８４が設けられ、そのラック８４に歯合するピニオン８６がベースプレート４２に設けたＹ軸用駆動モータ８８により回転されて、ガイドプレート８２がＹ軸方向に移動するようになっている。
【００３４】
ガイドプレート８２は、ベースプレート４２の前縁より、下方に延び吸着パッド７２のやや上方で左右に逆Ｔ字状に延びたセンサアーム９０L 、９０R が形成され、そのセンサアーム９０L ，９０R に、内外側Ｙ軸センサ７６L ，７６R ，７８L ，７８R が取り付けられる。
【００３５】
この内側Ｙ軸センサ７６L ，７６R と外側Ｙ軸センサ７８L 、７８R 及びＸ軸センサ６２L ，６２R とで、図１０（ａ），図１０（ｂ）に示すようにワーク１６の前面と側面コーナーの３点の位置を計測し、ワーク１６の前後、左右、水平面内の回転ズレなどを計測すると共にこれら計測情報を、スタッカークレーン１２のコントロールボックス３８に出力してロボットハンド４０の積み付け位置を補正するようになっている。
【００３６】
図４は、吸着部７３の詳細を示したものであり、吸着パッド７２は支持板７４に対して距離Ｄ72後退するするように上下揺動自在に保持され、その６個の吸着パッド７２の中央にワーク１６の上面を検出するプローブセンサ１００が設けられる。このプローブセンサ１００は、プローブケース１０２に、下端が円盤状のプローブ体１０４を取り付けたプローブシャフト１０５が上下移動自在に嵌合され、そのシャフト１０５にスプリング１０６が嵌め込まれ、プローブ体１０４が常時下向きの力が付勢されるようになっており、プローブケース１０２内に、プローブシャフト１０５の高さ位置を検出するフォトセンサなどからなるワーク高さ位置検出センサ１０８，１１０が上下に設けられる。このワーク高さ位置検出センサ１０８，１１０は、下部のセンサ１１０がシャフト１０５を検出した時は、吸着部７３の吸着パッド７４がワーク１６の上面に当たる直前の位置となるようになっている。
【００３７】
図９は、スタッカークレーン１２のクレーン枠２４に取り付けて、ピッキングを行うワーク１６を監視するワーク監視装置１２０を示し、図において、クレーン枠２４の内側に上下移動自在なスライダ１２２を設け、そのスライダ１２２にパレット１４に多段に積まれたワーク１６にレーザー光を水平扇状に照射するレーザー照射装置１２４が設けられ、その上部にワーク１６に当たったレーザー光Ｌｓを観察するＣＣＤカメラ１２６が設けられる。
【００３８】
スライダ１２２は入出庫情報を基に、レーザー照射装置１２４のワーク１６に対する照射位置を調整すると共に、各段で最後のワーク１６を検出すると共に、画像処理にて、ワーク１６の形状を検出し、入出庫のデータと実際のワーク１６の形状、積み付け段数、個数などをチェックするようになっている。
【００３９】
次に、図１１〜図１５によりピッキング動作を説明する。
【００４０】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、吸着部７３が互いに離間自在なため、ワーク１６の大きさや個数に併せてその位置を可変するようにした例を示す。
【００４１】
図１１（ｄ）はワーク１６が傾いて載置されていてもセンサ６２，７６，７８でその位置ズレを検出し、その位置ズレを計算して、回転軸３６を回転することで位置ズレを調整できる。
【００４２】
また図１１（ｂ）のように２つのワーク１６をピッキングする際には個別にワークの位置ズレを検出してピッキングするタイミングをずらせば、２個共位置を調整してピッキングすることができる。
【００４３】
図１２（ａ）に示すように、スタッカークレーン１２のクレーン枠２４内でピッキング動作を行う場合、先ず図１２（ｂ）で示すように、プローブセンサ１００のプローブ体１０４が降下し、図１２（ｃ）に示すようにプローブ体１０４が当たり、下方のセンサ１１０がＯＮとなると吸着パッド７２の電磁弁がＯＮとなって吸引を開始し、この状態でピッキング動作が行われる。また降下位置情報が不適で図１２（ｃ）に示すように上下のセンサ１０８，１１０がＯＮとなった時にはロボット４０を非常停止させて、適正な位置に戻して復帰させる。
【００４４】
図１２（ｅ）に示すように、ピッキング動作の際には、Ｘ軸センサ６２がワーク１６の側面位置を検出するが、図１２（ｆ）のようにセンサ６２が固定されていると図１２（ｆ）のように衝突してしまうが、本発明では図１２（ｇ），図１２（ｈ）に示すようにセンサ６２が支持プレート６４により出没自在にされるため、積み付け位置の近くにワーク１６があっても支障がない。
【００４５】
図１３はピッキングするワーク１６とロボットハンド４０の位置関係を示したもので、通常ピッキングする際には図１３（ａ）に示すようにワーク１６の中心を把持するようにするが、ワーク１６の重心Ｇが図１３（ｂ）に示すように片寄っている時にはその重心Ｇ位置を中心に把持するようにしてもよい。また把持位置により、ベースプレート４２，可動プレート５０の外側とワーク１６外側との間隔ｄが変わり、図１３（ｃ）に示すようにワーク１６を段積みしたワーク１６に隣り合わせに積み込む場合には、ワーク１６の内側を把持するようにして把持中心とオフセットｆをもたせて把持するようにすることで、段積みされたワーク１６の隣に並べて置くことができる。またこの場合、段積みされたワーク１６に対して把持したワーク１６をスペースｘを保持した状態にしてワーク１６を点線で示したワーク１６ｘの直上まで下げ、その後スペースｘ分、図で右方向に移動した後ワーク１６ｘ上に重ねることで段積みされたワーク１６に対して密に接するように重ねることができる。
【００４６】
図１４は、（ｄ），（ｅ）、（ｆ）で示すように、パレット１４上に並べられた斜線で示すワーク１６に対して、白抜で示した位置に把持したワーク１６を密に並べる例を示し、図１４（ａ）はベースプレート４２を図示の矢印方向に９０度回転させることで、図１４（ｄ）の白抜きで示した位置に並べられるようにする例を示し、図１４（ｂ）はワーク１６の把持位置をベースプレート４２の右側やや前方に位置するように把持して、図１４（ｅ）に示す位置に並べられるようにする例を示し、図１４（ｃ）は２つのワーク１６，１６を密に並べ同じく右側やや前方に位置するように把持するようにして図１４（ｆ）に示す位置に搭載する例を示したものである。
【００４７】
図１５は図１３と同様な例を示し、ベースプレート４２と把持したワーク１６との干渉を説明するもので、図１５（ａ）に示すように把持した場合、図１５（ｂ）に示すようにベースプレート４２のエツジ部４２ｘが段積みされたワーク１６に対して衝突するため、図１５（ｃ）に示すように左右の吸着部７３L ，７３R を左側にオフセットさせた状態で把持するようにしてワーク１６を把持するようにした例を示し、図１５（ｄ），図１５（ｅ）は小型のワーク１６を把持する例を示している。
【００４８】
図１６は、上述した図１１〜図１５におけるロボットハンド４０によるワーク１６のピッキングのフローチャートを示したもので詳細な説明は省略するが、ロボットハンドのピッキングは、ピッキングすべきワークデータ情報より把持位置と積み付け位置（ｘ，ｙ，ｚ，θ）を基にピツキング動作を行うと共に、移動には、目標距離に応じて移動速度を２段階制御、すなわち、目標位置に遠い時には速度を速くし、目標位置に近づいたならば微小速度となるように移動を制御するようになし、また把持位置や積み付け位置に応じて回転角、把持位置を変え、さらに積み付ける際には、搭載位置に直上からでなく、スペースに余裕のある位置から降ろした後、幅寄せを行うようにしてピッキング動作を制御するようにしたものである。
【００４９】
次に図１７により自動倉庫システムを説明する。
【００５０】
図１７は、自動倉庫システムのブロック図を示し、図において、２１０は棚、２１２はスタッカークレーン、２１４は空パレット、２１６はパレット補充装置、２４０はスタッカークレーン２１２に搭載されるピッキング装置である。
【００５１】
このシステムにおいては、在庫・棚データベース２５０、積み付け知識データベース２５２、入庫要求入力端末２５４、積み付け計画部２５６、リパレタイズ計画部２５８から構成され、入庫要求入力端末２５４から出庫要求がリパレタイズ計画部２５８に入力されるとリパレタイズ計画部２５８は、在庫・棚データベース２５０、積み付け知識データベース２５２に基いて空パレット補充装置２１６に空パレット補充指示を出力し、スタッカークレーン２１２にクレーン作業指示を出力して所望の棚２１０の位置に移動させ、次にピッキング装置２４０にピッキング作業指示を出力して出庫要求に応じたワークを棚２１０から取り出すと共に空パレツトに積み付け、このパレットを出庫側の棚２１０に格納するようになっている。
【００５２】
以下これを詳細に説明する。
【００５３】
Ａ：自動倉庫システム
１．概要
（１）リパレタイズ計画・作業の定義
本書では、在庫引当処理、クレ−ン作業計画作成処理、ピッキング作業計画作成処理の３つをまとめてリパレタイズ計画作成処理と呼ぶことにする。また、リパレタイズ計画に従って行う一連のクレ−ン作業とピッキング作業をまとめてリパレタイズ作業と呼ぶことにする。
【００５４】
（２）在庫引当処理の定義
本書では、以下の処理をまとめて在庫引当処理と呼ぶことにする。
(1) 割付計画作成処理 リパレタイズパレットの枚数、各リパレタイズパレットの積み荷の配分を求める処理をいう。
(2) 積付計画作成処理 各リパレタイズパレット毎に配分された積み荷の積付順序と積付位置を求める処理をいう。
(3) 欠品判定処理 各品目毎に、出庫数と末引当数とを比較して欠品数を求める処理をいう。
(4) 空パレット割付処理 リパレタイズパレットの枚数分だけ使用する空パレットを定める処理をいう。
(5) 実パレット割付処理 各品目毎に、引当数分のケ−スを取り出す実パレットを定める処理をいう。
(6) 実パレット引当処理 割り付けられた各実パレットから引当するケース数を求める処理をいう。
(7) 出庫棚割付処理 リパレタイズパレットの枚数分だけ出庫用の空棚を定める処理をいう。
(8) 空パレット棚割付処理 リパレタイズ作業中に新たなに発生する空パレットを格納する空き棚を定める処理をいう。
【００５５】
２．例
（１）在庫・棚データベース
例の条件は以下のとおりである。
(1) 品種は品目イ，ロ、ハの３種類である。
(2) 品目イの実パレットはＡ１にある。
(3) 品目ロの実パレットはＡ２，Ａ３，Ａ４の３つの棚にある。
(4) 品目ハの実パレットはＡ５，Ａ６の２つの棚にある。（Ａ６は、使用しない。）
(5) 空パレット棚はＣ１，Ｃ２の２つの棚であり、両棚とも空パレットが格納されている。
(6) 出庫専用棚は、Ｂ１，Ｂ２の２つであり、空き棚である。
(7) 上記以外の棚はない。
【００５６】
（２）出庫要求
出庫数は、品目イ：４０個、品目ロ：６５個、品目ハ：２０個とする。
【００５７】
３．リパレタイズ計画作成手順
（１）リストデータの作成
リパレタイズ計画部は、出庫要求入力端末から出庫要求を受け付けると、先ず在庫・棚データベースを基に、図２０に示す在庫リスト、空パレットリスト、出庫棚リスト、空パレット棚リストを作成する。
【００５８】
在庫リストは、引き当て可能な実パレットを各品目毎に予め定められた引き当て優先順位が高い方から連ねたリストである。優先順位としては、
(1) 入庫年月日が古いパレットを優先する。
(2) 積付数が少ない実パレットを優先する。
などが考えられる。
【００５９】
リストデ−タの形式は、以下のとおりとする。
・優先度 在庫引当の優先度を表す数値とする。（例）入庫年月日、未引当数など。
・未引当数 実パレットの未引当数を表す。
・在庫数 実パレットの在庫数を表す。
・棚ロケ−ション 在庫ファイルの該当レコ−ドの棚ロケ−ションとする。（在庫ファイルのキ−となる。）
・リストポインタ 次のリストへのポインタを表す。
【００６０】
実ファイルの割付は、在庫リストの先頭から順に行い、割り付けたリストは在庫リストから除去する。
【００６１】
空パレットリストは、引き当て可能な空パレットを予め定められた引き当て優先順位が高い方から連ねたリストである。優先順位としては、以下のとおりである。
(1) 通常棚に格納されている空パレットを割り付ける。
(2) 空パレット専用棚に格納されている空パレットを割り付ける。
(3) リパレタイズ作業によって新たに発生する空パレットを割り付ける（空パレット発生順に割り付ける）。
(4) 最下段から最上段へむけて割り付ける。
(5) 左側から右側へ割り付ける。
【００６２】
リストデ−タの形式は、以下のとおりである。
・棚種別 ０：通常棚 １：空パレット専用棚
・棚ロケ−ション 在庫ファイルの該当レコ−ドの棚ロケ−ションとする（在庫ファイルのキ−となる）。
・リストポインタ 次のリストデ−タへのポインタを表す。
【００６３】
空パレットの割付は、空パレットリストの先頭から順に行い、割り付けたリストデ−タは空パレットリストから除去する。
【００６４】
リパレタイズ作業中に新たに空パレットが発生した場合、該当リストデ−タを作成し、優先度に応じて空パレットリストの所定の場所に挿入する。
【００６５】
出庫棚リストは、リパレタイズパレットを格納するための使用可能な空き棚を予め定められた引き当て優先順位が高い方から連ねたリストである。
【００６６】
優先順位としては、
(1) 出庫専用棚（１段目の棚）を割り付ける。
(2) 通常棚の空き棚を割り付ける。
(3) リパレタイズ作業によって新たに発生した空き棚を割り付ける。
(4) 最下段から最上段へ向けて割り付ける。
(5) 左側から右側へ割り付ける。
【００６７】
リストデ−タの形式は、以下のとおりである。
・棚種別 ０：通常棚 １：出庫棚
・棚ロケ−ション 棚情報ファイルの該当レコ−ドの棚ロケ−ションとする（棚情報ファイルのキ−となる）。
・リストポインタ 次のリストへのポインタを表す。
【００６８】
出庫棚の割付は、出庫棚リストの先頭から順に行い、割り付けたリストデ−タは出庫棚リストから除去する。
【００６９】
リパレタイズ作業中に新たに空き棚が発生した場合、該当リストデ−タを作成し、優先度に応じて出庫棚リストの所定の場所に挿入する。
【００７０】
空パレット棚リストは、リパレタイズ作業中に新たに発生した空パレットを格納するための使用可能な空き棚を予め定められた引き当て優先順位が高い方から連ねたリストである。優先順位としては、
(1) 空パレット専用棚（棚情報ファイルの棚種別が”０１”）を割り付ける。
(2) 実パレットを取出した通常棚を割り付ける。
(3) 左側から右側へ割り付ける。
(4) 最下段から最上段へ向けて割付ける。
【００７１】
リストデ−タの形式は、以下のとおりとする。
・棚種別 ０：通常棚 １：空パレット専用棚
・棚ロケ−ション棚情報ファイルの該当レコ−ドの棚ロケ−ションとする（棚情報ファイルのキ−となる）。
・リストポインタ 次のリストへのポインタを表す。
【００７２】
空パレット棚の割付は、空パレット棚リストの先頭から順に行い、割り付けたリストは空パレット棚リストから除去する。
【００７３】
リパレタイズ作業中に新たに空パレット棚が発生した場合、該当リストを作成し、優先度に応じて空パレット棚リストの所定の場所に挿入する。
【００７４】
（２）欠品判定処理
在庫リストを参照し、各品目毎に未引当数の総和を求め、出庫要求の出庫数と照らし合わせ、欠品の有無、欠品数を確認する。欠品がある場合には、欠品ファイルに品目番号と欠品数を記録する。
【００７５】
（３）割付・積付計画の作成
出庫要求から欠品分を除いた内容を積付計画部に送ることによって、積付計画を作成し、計画結果として積付計画ファイルを作成する。詳細なアルゴリズムは、図１８に示す。図１８(a) に積付計画ファイルからパレットＮｏ．、ケースＮｏ．、品目コードだけを抜粋したものを示す。
【００７６】
（４）実パレットの割付・引当
リパレタイズ計画部は、積付計画ファイルを基に、実パレットの割付・引当を行う。
【００７７】
（ａ）在庫リストの割付
在庫リストを参照し、各品目毎に在庫リストの先頭から順にリストデータ（実パレット）を割り付け、総未引当数が積付計画指示ファイルの「出庫数」を超えるまで割付を続ける。これによって実パレットの割付が完了する。
【００７８】
（ｂ）品目単位積付計画データの作成
積付計画ファイルを先頭レコードから順に検索し、連続して積付を行う同一品目のレコード毎にまとめ、総積付数を求めることによって、品目単位積付計画データを作成する。レコ−ドの形成は、以下のとおりとする。
・パレット番号 リパレタイズパレットを１番から順に割り振った数とする。
・品目コ−ド 積み付ける品目の品目コ−ドとする。
・積付数 積付数を表す（積付計画ファイルの対応するレコード数と同じ）。
【００７９】
リパレタイズパレット単位、連続した同一品目単位に、積付計画ファイルのレコ−ドをまとめることによって、品目単位積付計画デ−タを１レコ−ドずつ作成する。図１８（ｂ）に品目単位積付計画デ−タの例を示す。
【００８０】
（ｃ）在庫引当テーブルの作成
割り付けした在庫リストデータと、積付計画ファイルとを基に、在庫引当テーブルを作成する。
【００８１】
在庫引当テ−ブルの行は、品目単位積付計画デ−タの該当品目のレコードに相当する。行デ−タの形式は以下のとおりである。
・グル−プＮｏ． １番から順に割り付ける。ただし、品目単位積付計画デ−タのレコ−ド番号が連続して行デ−タについては、同じグル−プＮｏ．を割り付ける。
・積付数 品目単位積付計画デ−タの対応するレコ−ドの積付数とする。
【００８２】
在庫引当テ−ブルの列は、在庫リストから抽出したリストデ−タに相当し、該当する在庫リストデ−タへのポインタを表す。在庫リストの順に並んでいる。
【００８３】
在庫引当テ−ブルの格子点は、同一行の行デ−タが示す積付数に対して、同一列のデ−タが表す実パレットからの引当数を表す。
【００８４】
処理手順を以下に示す。これによって、実パレット引当が完了する。
(1) 各品目毎に割り付けた在庫リストデータを基に、列データを作成する。
(2) 品目単位積付計画データを基に、行データを作成する。
(3) 各品目の在庫引当テーブルについて、行データ及び列データを基に以下の在庫引当手順に従って、格子点データを作成する。
【００８５】
在庫引当手順は、なるべく実パレットの取出・格納回数が少なくなるように、設定する。すなわち、積付数が最大の要求に対し、未引当数が最大の棚から引当を行う操作を繰り返すことによって在庫引当を行う。
【００８６】
なお、同一品目が２つのリパレタイズパレットにまたがって連続して積み付ける場合にも、両方の積付を一度の積付とみなす。
【００８７】
処理手順の詳細を以下に示す。
(1) Ｇ（Ｋ）（Ｋ＝１，Ｎ）の総和が０ならば終了する。
(2) Ｃ（Ｉ）（Ｉ＝１，Ｍ）の最大値を与えるＩをＩｍとする。
(3) Ｇ（Ｋ）（Ｋ＝１，Ｎ）の最大値を与えるＫをＫｍとする。
(4) Ｘ（Ｉｍ，Ｋｍ）の値を、Ｃ（Ｉｍ）とＧ（Ｋｍ）の小さい方の値に設定する。
(5) Ｃ（Ｉｍ），Ｇ（Ｋｍ）の値をＸ（Ｉｍ，Ｋｍ）だけ減少する。
(6) Ｒ（Ｊ）（Ｊ＝Ｓ（Ｋ），Ｅ（Ｋ））の総和が０ならば(1) に戻る。
(7) Ｒ（Ｊ）（Ｊ＝Ｓ（Ｋ）、Ｅ（Ｋ））の最大値を与えるＪをＪｍとする。
(8) Ｙ（Ｉｍ，Ｊｍ）の値を、Ｘ（Ｉｍ，Ｋｍ）とＲ（Ｊｍ）の小さい方の値に設定する。
(9) Ｘ（Ｉｍ，Ｋｍ）、Ｒ（Ｊｍ）の値をＹ（Ｉｍ，Ｊｍ）だけ減ずる。
(10)(6) に戻る。
【００８８】
ここで各記号の意味は以下の通りである。
・Ｉ 列番号
・Ｊ 行番号
・Ｋ グル−プ番号
・Ｍ 列数
・Ｎ グル−プ数
・Ｓ（Ｋ） グル−プ番号Ｋの開始行番号
・Ｅ（Ｋ） グル−プ番号Ｋの終了行番号
・Ｃ（Ｉ） 列番号Ｉの列デ−タの値（実パレットの未引当数）
・Ｒ（Ｊ） 行番号Ｊの行デ−タの値
・Ｇ（Ｋ） グル−プ番号Ｋの行デ−タの値の総和
・Ｘ（Ｉ，Ｋ） 列番号Ｉ、グル−プ番号Ｋの格子点列デ−タの値（引当数）の総和
・Ｙ（Ｉ，Ｊ） 列番号Ｉ、行番号Ｊの格子点デ−タの値（引当数）
【００８９】
（５）空パレット、出庫棚、空パレット棚の割付
次にリパレタイズ計画部では、空パレット、出庫棚、空パレット棚の割付を行うために、リパレタイズ計画データを作成する。
【００９０】
各レコ−ドはパレット単位の作業内容を表している。
【００９１】
レコ−ドの形式は、以下のとおりとする。

【００９２】
レコ−ドはリパレタイズパレット順に並んでいる。
【００９３】
レコ−ドには、リパレタイズパレット用のデ−タ（以下リパレデ−タと呼ぶ）と実パレット用デ−タ（以下実パレデ−タと呼ぶ。）の２種類がある。
【００９４】
実パレデ−タは、実パレットの取出位置、格納位置、および引当数（ピッキングケ−ス数）を表している。
【００９５】
リパレデ−タは、実パレデ−タをリパレタイズパレット単位にまとめ、その前後にそれぞれ挿入し、リパレタイズパレットの取出場所、および格納場所を表すために用いる。
【００９６】
リパレタイズ計画データの作成手順を以下に示す。
【００９７】
（ａ）品目単位積付計画データを先頭から走査する。
【００９８】
（ｂ）レコードに対応する在庫引当テーブルの行データを求め、同一行の格子点データを参照し、値が０でない格子点の数だけリパレタイズ計画データの実パレデータを新規に作成し、各格子点データと対応づける。
【００９９】
（ｃ）新規に作成したリパレタイズ計画データの実パレデータの各項目値を以下のように定める。
(1) パレットＮｏ．品目コードは、品目単位積付計画データの該当レコードに合わせる。
(2) 積付数は、該当する格子点データの値とする。
(3) 状態フラグは０に、取出・格納棚フラグは１に設定する。
(4) 棚ロケーションは末設定値とする。
(5) 行番号、列番号はそれぞれ該当する格子点の行番号、列番号とする。
【０１００】
（ｄ）前記（ａ）〜（ｃ）を全行データについて行う。
【０１０１】
（ｅ）リパレタイズ計画データを先頭から走査し、リパレタイズパレット単位に実パレデータをまとめ、その最初と最後にリパレデータを挿入する。
【０１０２】
（ｆ）新規に作成したリパレタイズ計画データのリパレデータの各項目値を以下のように定める。
(1) パレット番号は、該当する実パレデータと合わせる。
(2) 品名コードはリパレタイズパレットレコードとする。
(3) 積付数は０とする。
(4) 状態フラグは０にする。
(5) 取出フラグは、リパレタイズパレットのフォーク作業に合わせる。
(6) 棚ロケーションは末設定値とする。
(7) 行番号、列番号は０とする。
【０１０３】
（６）取出棚・格納棚の設定
リパレタイズ計画データを１レコード毎に走査し、各レコードの取出・格納棚ロケーションを順次設定することによって、空パレット、出庫棚、空パレット棚の割付を平行して行っていく。
【０１０４】
リパレタイズパレット単位毎に以下の処理を行う。
【０１０５】
（ａ）取出用リパレデータ
(1) 空パレットリストの先頭の１リストデータをリストから取り出し、リストから削除する。
(2) 空パレットリストにリストデータがない場合には、状態フラグを２に設定する。
(3) 取り出した空パレットリストデータを基に、リパレデータの取出棚ロケーションを設定する。空パレット欠品の場合には未設定値とする。
(4) 取出棚が空パレット専用棚の場合、空パレットリストデータを基に、空パレット棚リストデータを作成し、空パレット棚リストの所定の位置に挿入する。
(5) 取出棚が通常棚の場合、空パレットリストデータを基に、出庫棚リストデータを作成し、出庫棚リストの所定の位置に挿入する。
【０１０６】
（ｂ）実パレデータ
(1) 該当する在庫引当テーブルの格子点の列番号を基に、在庫リストの中から対応するリストデータを抽出する。
(2) 在庫リストデータの未引当数、在庫数を積付数の数だけ減らす。
(3) 前の実パレデータと同一品目及び列番号とが同一であるならば、取出棚フラグを０、取出棚ロケーションの値を未設定値とする。
(4) 前の実パレデータと同一品目、列番号の少なくとも一方が異なる場合実パレデータの取出棚ロケーションを在庫リストデータの棚ロケーションに設定する。
(5) 次の実パレデータと同一品目、列番号が同一であるならば、格納棚フラグを０、格納棚ロケーションの値を未設定値とする。
(6) 次の実パレデータと同一品目、列番号の少なくとも一方が異なり、かつ、在庫リストデータの在庫数が０でない場合には、実パレデータの格納棚ロケーションの値を取出棚ロケーションの値に設定する。
(7) 在庫リストデータの在庫数が０の場合には、以下の処理を行う。
・空パレット棚リストの先頭から１リストデータを取り出し、リストから削除する。
・実パレデータを基に、出庫棚リストデータを作成し、出庫棚リストの所定の位置に挿入する。但し、空パレット棚リストにリストデータがない場合には行わない。
(8) 同一リパレタイズパレットの実パレットレコードに対して、上記(1) 〜(7) の処理を繰り返し行う。
【０１０７】
（ｃ）格納用リパレデータ
(1) 出庫棚リストの先頭の１リストデータを取り出し、リストから削除する。
(2) 出庫棚パレットリストにリストデータがない場合には、出庫棚欠品と見做し、状態フラグを３に設定する。
(3) 取り出した出庫棚リストデータを基に、リパレタイズパレットレコードの格納棚ロケーションを設定する。出庫棚欠品の場合には、出庫先をＳＴにする。
【０１０８】
（７）空パレット不足時の処理
リパレタイズ計画データを先頭行から検索し、空パレットの欠品がある場合には、欠品分の空パレットを補充するようにパレット補充装置に指示する。
【０１０９】
（８）在庫・棚情報ファイルの更新
リパレタイズ計画データを先頭から走査し、在庫ファイル及び棚情報ファイルの内容を更新する。
【０１１０】
（９）クレーン作業計画作成方法
リパレタイズ計画データを先頭から走査し、順次出庫作業指示ファイルのレコードデータを作成していく。
【０１１１】
（ａ）リパレタイズ計画データを先頭から走査し、(1) 〜(5) に従ってクレーン作業を選定し、該当する出庫作業指示ファイルのレコードデータを作成していく。
(1) リパレデータであり、取出棚フラグが１の場合、空パレット取出作業レコードを作成する。
(2) 取出棚フラグが１のとき、実パレット取出作業レコードを作成する。
(3) 積付数が０でないとき、ピッキング作業レコードを作成する。
(4) 格納棚フラグが１のとき、実（空）パレット格納作業レコードを作成する。
(5) リパレデータであり、格納棚フラグが１の場合、リパレタイズパレット格納作業レコードを作成する。
【０１１２】
（ｂ）作成した出庫作業指示データを先頭から走査し、作業が以下の順序になっている場合、(2) と(1) の作業順（レコード順）を入れ替える。
(1) 空パレット格納
(2) リパレタイズパレット格納
(3) 空パレット取出し（(1) の空パレット格納棚と棚種別とが同じ）
【０１１３】
（１０）ピッキング作業計画の作成方法
標準積付ファイル、積付計画ファイル及びリパレタイズ計画データを用いて、ピッキング作業指示ファイルを作成する。標準積付ファイルは品目毎に単載時の積付計画を示したものであるピッキング作業指示データは積付計画と同一レコード数であり、実パレット側のケース位置は、標準積付ファイル中の実パレットの在庫数のレコード番号のケースロケーションに合わせ、リパレタイズパレット側のケース位置は積付計画ファイルの該当レコードのケースロケーションとする。
【０１１４】
その際連続する２ケースが同一品目で、かつ、実パレット、リパレタイズパレットの両方とも２ケースの配置条件が２個取り可能な場合には２個取り指示をする。
【０１１５】
次に、図２４〜図３１に基づいて自動リパレタイズ装置を説明する。
【０１１６】
先ず図２４（ａ）に示すように、出庫要求３００がなされると、必要な空パレットに多品種、多数個のワークを、総重量を考慮して、どう割付るか、割付計画部３１０で演算処理し、次に割り付けた品種と個数をワークの形状を考慮して空パレットに、どう言う順序と向きで積み付けるのが容積の少ない効率のよい積み付けが行えるかを、積み付け計画部３２０で演算処理し、その結果に基づいてロボットの動作３３０を行い、積み付けが失敗したかどうかを判断３４０し、さらに残りの割り付けられた空パレットに積み付けるワークがあるかどうかの判断３５０を行い、あれば（ｙｅｓ）再度その割付られた品種と個数のワークを積み付け計画部３２０で演算処理し、なければ（ｎｏ）出庫を完了３６０する。
【０１１７】
図２４（ｂ）は、ワークとしてイ，ロ，ハの品種を例とし、それぞれイを１０個、ロを２０個、ハを７個を２つの空パレットに割り付け、さらに割り付けたイ、ロ、ハのワークの積み付けをコード化し、このコードに基づいて最適な割付パターンの積み付けパターンを求める手順を示している。
【０１１８】
この割付は、ＧＡ(Genetic Algorism）による割付をもちい、積み付けは、ビーム探索に基づいて行う。
【０１１９】
以下これを詳細に説明する。
【０１２０】
Ｂ：ＧＡ(Genetic Algorism）による割付計画手法
１．前処理
出庫要求数が、１パレットの単載最大数あるいは設定した充填率を越えた物品については、あらかじめ単載最大数あるいは設定した充填率ぎりぎりの個数単位で出庫を行う。この処理によってすべての物品は、単載可能となる。
【０１２１】
２．割付状態表現方法
(1) 物品の種類毎に、割付ける順番を整数で表現する。整数の割り当ては基順列（イロハニホ・・・・）から既に選ばれたものを引いた列に対して、何番目に相当するかという数で示す。例えば（イロハニ）が基準列の場合、（イロハニ）は[1111]、（ロニハイ）は[2321]のような数列で表現する。
【０１２２】
(2) 物品の種類毎に、２つに分割するときの分割比を登録する。分割比はあらかじめ用意したパターンから選択するものとし、０：１０および１０：０を許す。
【０１２３】
これを、[5] （５：５に分割する）や、[0] （０：１０に分割する）のように、１つの整数で表現する。
【０１２４】
３．割付状態の評価方法
割付け状態の評価は、以下の数値より行う。
(1) 使用パレット数
物品をすべて割付けるのに必要なパレット数。
(2) 同種物品の分割回数
割付けられる２つのパレット番号が異なり、分割比が０：１０あるいは１０：０でない物品の種類（数）
(3) パレットに載る物品体積の分散
全物品の体積をパレット数で割った平均体積に対する、それぞれのパレットに載る物品の体積の差の２乗和
４．割付計画手順
(1) 物品の割付状態変数を発生させる。
【０１２５】
物品の種類毎に
（ａ）割付順番（１つの整数）
（ｂ）物品の分割パターン（１つの整数）をランダムに設定したものを１つの状態変数とし、それらを十分な数、用意する。
【０１２６】
(2) 状態変数から実際の割付変数を評価する。
【０１２７】
直線状に並べられたパレットを想定し、割付け順番にしたがって、一番端から物品を載せていく。パレットに載らない場合は、次のパレットに載せる。
【０１２８】
その結果から、必要パレット数と同種物品の分割数を求める。
【０１２９】
（3）状態変数の集まりを、評価の高い順に並べ変える。
【０１３０】
まず、必要パレット数が少ない順に並べ、パレット数が同じものについては、同種物品の分割数が小さい順に並べる。
【０１３１】
（4）評価の高いものの割付パターンを微調整する。
【０１３２】
評価順に並べられた状態変数の上位について、割付順番を変更する。
【０１３３】
１つは遺伝子の交叉と呼ばれる方法で、上位の割付順番の一部を、ランダムに選んだ状態変数のそれと差替える。例えば[0110]（イハニロ）の二番目以降を[1111]（イロハニ）と差替えると、[1221]（イハロニ）となる。このとき、物品の分割パターンも差し替える。
【０１３４】
もう一つは遺伝子の突然変異と呼ばれる方法で、上位の物品の分割パターンの一部をランダムに変更する。
【０１３５】
その結果得られた状態変数を、評価の低い状態変数と差し替える。
【０１３６】
（5）並べ変え、微調整を繰り返す。
【０１３７】
（2）〜（4）を所定回数繰り返す。
【０１３８】
（6）準最適解を選択する。
【０１３９】
同じパレット数、分割数のものの中で、一番分散の小さな状態変数を、準最適解として選択する。
【０１４０】
５．割付パレットの整列
同種類の物品が２つのパレットに分配されている場合、なるべくそれらが載っているパレットが連続するように、並べ変える。
【０１４１】
６．積み付け失敗時の処理
積付計画部による積付物品数が割付物品数よりも少ない場合は積付失敗と判断し、現在積付けられていない全物品について再度割付計画を行う。なお、このとき、最後に積付けられた種類の物品が残っている場合には、その物品をすべて最初のパレットに積み付けるようにする。
【０１４２】
Ｃ：ビーム探索による自動積付計画手法
１．積付状態表現方法
中身物品あるいは空である直方体の集合で表現する。
何も載ってない空パレットは、中身が空の１つの大きな直方体である。
例えば空間に１かたまりの物品が置かれた状態は、中身が物品の直方体ａと、中身が空の直方体ｂ，ｃ，ｄの集合で表現される。
【０１４３】
２．積付状態の評価方法
（1）制約条件
以下の制約条件を満たさない積付状態は、存在を許されない。
積付けた物品の総重量が、パレットの許容重量を越えない。
積付けた物品の最大高さが、パレットの許容高さを越えない。
幅方向あるいは奥行き方向に、高低高というような窪みを生じない。
【０１４４】
（2）優先条件
以下の優先条件が満たされる積付状態の評価が高い
積付けた物品の総体積が大きい。
積付けた物品の最大高さが低い。
【０１４５】
３．積付計画手法
(1) 積付状態を展開する。
【０１４６】
ある積付状態を起点として、ひとかたまりの物品を、ある積付パターンで仮置きする。
【０１４７】
選択する物品は、割付計画によって指定された物品であり、原則として、同種の物品である。例外的に寸法がまったく同じ物品を同時に扱う場合がある。積付作業時間を減少させるため、ある種類の物品を積付けた場合は、その物品がなくなるまで、その物品が積付対象となる。
【０１４８】
なお、同じ種類の物品が２つのパレットに分けて積付けられる場合には、その種類の物品が、１つ目のパレットでは一番最後に、２つ目のパレットには一番最初に積付けることを優先する。
【０１４９】
積付パターンは、積付戦略データベースに登録されたものであり、制約条件を満たすものであれば、すべて適用される。ただし、積付パターンには優先度があり、同じ優先度のパターンはすべて展開されるが、先に高い優先度のパターンが積付可能であれば、それよりも低い優先度のパターンについては無視される。
【０１５０】
（2） 積付状態を整列する。
【０１５１】
展開されたすべての積付状態を、優先条件で示される評価値が高い順に整列す
る。そして、あらかじめ設定した制限数（ビームの幅）だけの積付状態を残し、それ以下は削除する。
【０１５２】
（3） 展開・整列を繰り返す。
【０１５３】
（4） 準最適解を選択する。
【０１５４】
全て割り付けたものの中から最大高さが低いものを解とする。もし、積付けた物品の総体積が一番大きいものの中から、最大高さが一番低いものを解とする。
【０１５５】
４．積付位置修正
全体の重心がパレットの中心になるように、物品全体をパレットの中心にシフトする。
【０１５６】
５．具体例（作動）
例として、３種類のワークである物品（イ、ロ、ハ）について、図２５と図２６の条件で出庫要求がある場合を考える。
【０１５７】
図２５に示した条件の出庫要求では、イ，ロ，ハの合計体積（６８＝１０＋４０＋２４）はパレット許容体積を越えているため、２つの空パレットに割り付ける。この際、割付計画を何もしない場合には、図示のように一方のパレットに、ハが２個割り付けられるとすると分散（体積の二乗和）は、１９２２と大きくなる。
【０１５８】
そこで分割比を（５５２）、割付順番を１１１（イロハ）とした場合と、分割比を（３７４）、割付順番を１２１（イロハ）とした場合を比べると体積の二乗和は、５１２と３３８となり、図左側の分割比を（３７４）、割付順番を１２１（イロハ）とした場合の方がより割付が均等であると評価できる。
【０１５９】
このコードによる割付の評価に、さらに上記２つの分割比（３７４）（５５２）と割付順番（１１１）（１２１）とを交叉させて、分割比（３７２）割付順番（１２１）とした時の分散を求め、さらに分割比（３７２）のうちの整数２を９に突然変異を行わせて分割比（３７９）、割付順番（１２１）を求めると、分散は（３３８）であるが、イ，ロ、ハの分割数が０であり、交叉より良い割付結果が得られるため、一つのパレットにはイを１０個とハを８個、残りのパレットにはロを２０個割り付ければ良いとの結果が得られる。
【０１６０】
同様に図２６に示すように出庫要求イ，ロ，ハが、３０，２５，１４個の場合には、上述した手順で、一つのパレットには、ロを２５個とイを１２個、残りのパレットには、イを１８，ハを１４個割り付けることで分散が２と良好な割付結果を求めることができる。
【０１６１】
次に、上述した割付結果に基づいて、最初の積付要求が積付計画部に送られる。
【０１６２】
先ず、探索に用いる積み付けパターンは、図２７に示すように１〜１６の積み付けパターンがあり、このうちパターン６，７を除くすべてのパターンについてワーク（ケース）の回転があり、積み付け要求があった時、これらパターンのうちからビーム探索により最良の積み付けパターンを求める。
【０１６３】
図２６は、イ、ロ、ハの所定の寸法のワークを４，９，１０個、パレットに積み付けるとする。
【０１６４】
ビーム探索の順序は、（１）無積載状態から起こり得るすべての積み付けパターンを試し、（２）（１）の状態から評価の高い順番に、あらかじめ設定した数だけ残し、他は捨てる。
【０１６５】
（３）次に（２）の状態から起こり得るすべての積み付けパターンを試す。
【０１６６】
（４）その後、全ケース積み終えるまで（２）〜（３）を繰り返す。
【０１６７】
次に図２９に示すような評価基準でおこなう。
【０１６８】
１．積み付け制約条件として
（１）許容高さを越える（２）許容総重量を越える（３）凹状部にケースを置くこと、に該当する場合には探索の対象から外す。
【０１６９】
２．評価基準
（１）最後のケースを積んだ時の最大高さが低いこと
（２）積み付け途中において最大高さが低いこと
（３）積み付け途中において積み付け総体積が大きいこと
を基準に評価する。
【０１７０】
図３０は基本的探索のアルゴリズムを示し、図３１は探索手順を示したものである。
【０１７１】
すなわち、図２８で説明した積み付けパターンをそれぞれ要素とし積み付け結果の良否を判断する。
【０１７２】
以上割付と積み付けについて説明したが、割付の前に１種のワークを複数個空パレットに割当て積み付ける場合、例えば棚に２０個のワークがあり１５個のワークを取り出す場合には、空のパレットに５個ワークを積み付け、これを棚に戻して棚に在ったパレットを出庫棚に出庫するような逆ピックアップを行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【０１７３】
以上要するに本発明によれば、ワークの形状に応じて自在にピッキングと積み付けが可能となり、しかも出荷データを入力するだけで、所望の棚から必要な数のワークを取り出して積み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の組立分解図である。
【図４】図２の吸着部の詳細を示す図である。
【図５】本発明におけるスタッカークレーンの正面図を示す図である。
【図６】図５の平面図を示す図である。
【図７】本発明における自動倉庫の全体図を示す図である。
【図８】本発明におけるスタッカークレーンとロボットハンドの詳細を示す図である。
【図９】本発明におけるワークの監視装置を示す図である。
【図１０】本発明におけるロボットハンドのワークを検出するセンサの説明図である。
【図１１】本発明においてのピッキング動作を説明する図である。
【図１２】本発明においてのピッキング、積み付け動作を説明する図である。
【図１３】本発明においてのピッキング、積み付け動作を説明する図である。
【図１４】本発明において積み付け動作を説明する図である。
【図１５】本発明において積み付け動作を説明する図である。
【図１６】本発明におけるピッキングのフローチャートを示す図である。
【図１７】本発明における自動倉庫システムの概要を示すブロック図である。
【図１８】本発明において品目単位の積み付け計画データの概念図を示す図である。
【図１９】本発明においてリパレタイズ計画データの概念図を示す図である。
【図２０】本発明において、在庫引当処理開始前のリストデータの概念図である。
【図２１】本発明において、在庫引当処理中のリストデータの概念図である。
【図２２】本発明において、在庫引当処理終了後のリストデータの概念図である。
【図２３】本発明において、在庫引き当てテーブルの概念図である。
【図２４】本発明において、リパレタイズを説明する図である。
【図２５】本発明において、遺伝的アルゴリズムによるワークの割付例を示す図である。
【図２６】本発明において、続いて遺伝的アルゴリズムによるワークの割付例を示す図である。
【図２７】本発明において、探索に使用する積み付けパターンを示す図である。
【図２８】本発明において、探索に使用する積み付けパターンを示す図である。
【図２９】本発明において、探索に使用する積み付けパターンを示す図である。
【図３０】本発明において、探索における基本的アルゴリズムを説明する図である。
【図３１】本発明において、積み付けにおけるビーム探索を説明する図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１０ 棚
１２ スタッカークレーン
１４ パレット
１６ ワーク
４２ ロボット用ベースプレート
７２ 吸着パッド
７３ 吸着部
６２，７６，７８ センサ
１００ プローブセンサ

Claims (7)

1. 自動倉庫のスタッカークレーンのクレーン枠に搭載され、棚から取り出したパレット上のワークを空のパレットに移載する自動ピッキング装置において、クレーン枠に対して、そのクレーン枠内の両パレット間を前後左右往復移動すると共に昇降動自在に、かつ回転自在に設けられたロボット用ベースプレートと、ロボット用ベースプレートに対して近接離間移動自在に設けられると共に吸着パッドを有する一対の吸着部と、ロボット用ベースプレートに設けられ、ベースプレートに対して左右方向及び前後方向移動自在に設けられたワークの大きさ等の情報を検出する複数のセンサと、ワークを把持する際にワーク上面位置を検出するプローブセンサとを備え、ワーク情報に基づいて、ロボット用ベースプレートを回転すると共に吸着部を近接離間移動してピッキングを行うことを特徴とする自動ピッキング装置。
2. スタッカークレーンのクレーン枠には、ワークにレーザー光を照射するレーザー照射装置とそのワークに照射されたレーザー光を観察するカメラが設けられる請求項１記載の自動ピッキング装置。
3. 空のパレツトにワークを積み付ける際、センサ情報より、ピッキングすべきワークの把持位置を変更する制御手段を備えた請求項１記載の自動ピッキング装置。
4. パレット上に搭載されたワークを保管する棚とその棚に沿って往復走行すると共に昇降動するスタッカークレーンを備えた自動倉庫と、請求項１〜３いずれかに記載の自動ピッキング装置を備え、自動倉庫の棚からクレーン枠内に取り出したパレット上のワークを空のパレットに移載する自動ピッキング装置を備えた自動倉庫システムにおいて、在庫・棚データベースと、積み付け知識データーベースと、出庫要求入力端末と、その出庫要求入力端末からの出庫要求に基づいて、在庫・棚データベース、積み付け知識データーベースより、スタッカークレーンに作業指示を出力すると共にピッキング装置にピッキング作業指示を出力するリパレタイズ計画部とを備えたことを特徴とする自動倉庫システム。
5. リパレタイズ計画部は、出庫要求のワークの品種と個数から空パレットの枚数を求めかつワークを割付ると共に割り付けたワークに基づいて空パレットの積み付け順を求める請求項４記載の自動倉庫システム。
6. 割り付けに遺伝的アルゴリズムを用いて行う請求項５記載の自動倉庫システム。
7. 積み付け探索にビーム探索を用いる請求項５記載の自動倉庫システム。

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