特開 2022-148146 仕分け装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022148146

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】仕分け装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/46 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

B65G47/46 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021049715

(22)【出願日】2021-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】若林 昭徳

(72)【発明者】

【氏名】橋本 賢司

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 秀生

(72)【発明者】

【氏名】小原 生光

(72)【発明者】

【氏名】野田 五十樹

(72)【発明者】

【氏名】加藤 紀彦

【テーマコード（参考）】

3F015

【Ｆターム（参考）】

3F015AA06

3F015FA01

3F015GA02

(57)【要約】

【課題】適切な経路にて搬送物の仕分けを行うことができる仕分け装置を提供する。
【解決手段】経路探索部１２が、最短経路探索手法を用いて各搬送物の経路を探索することで、適切な経路を設定することが可能になる。ここで、経路探索部１２は、他の搬送物による影響がないと仮定した場合における、各搬送物が目的地へ移動するのに必要なコストをそれぞれ演算する。これにより、経路探索部１２は、複数の搬送物を同時に仕分ける場合に、どの搬送物が目的地まで遠いかを把握することが可能となる。そして、経路探索部１２は、所定個数の搬送物の中から、コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物のコストを基準値とし、選択した搬送物以外についても、基準値を適用して経路探索を行う。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬入手段における搬入口と、
水平方向移動手段を有する搬送機を少なくとも含む仕分け部と、
搬出手段における搬出口と、
前記搬入口から搬入された搬送物を前記仕分け部で仕分けして前記搬出口から搬出する制御を行う制御部と、を備える仕分け装置であって、
前記制御部は、所定個数の前記搬送物を前記仕分け部で仕分けをするときに、少なくとも前記搬入口、及び前記仕分け部の各部位を探索ノードとして、最短経路探索手法を用いて各搬送物の経路を探索する、経路探索部を備え、
前記経路探索部は、
他の搬送物による影響がないと仮定した場合における、各搬送物が目的地へ移動するのに必要なコストをそれぞれ演算し、
所定個数の前記搬送物の中から、前記コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物のコストを基準値とし、選択した搬送物以外についても、前記基準値を適用して経路探索を行う、仕分け装置。

【請求項2】

前記経路探索部は、前記最短経路探索手法としてエースターアルゴリズムを用い、
前記コストとして、各搬送物が前記目的地に到達するまでにかかるステップ数に基づく推定コストを演算し、
所定個数の前記搬送物の中から、前記推定コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物の前記推定コストをヒューリスティック関数の値とし、選択した搬送物以外についても、前記ヒューリスティック関数の値を適用して経路探索を行う、請求項１に記載の仕分け装置。

【請求項3】

前記経路探索部は、
所定タイミングにおける各前記搬送物の配置状態から、次のタイミングに発生し得る各前記搬送物の次状態候補を複数演算し、
複数の前記次状態候補に対して、動作ステップ数と前記基準値との和による状態評価値を演算し、
複数の前記次状態候補の中から、前記状態評価値が最も小さくなるものを経路探索に採用する、請求項１又は２に記載の仕分け装置。

【請求項4】

経路探索において、所定個数の前記搬送物の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、前記経路探索部は、前記仕分け部中の前記搬送物が少ない方の候補を優先する、請求項１～３の何れか一項に記載の仕分け装置。

【請求項5】

経路探索において、所定個数の前記搬送物の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、前記経路探索部は、各前記搬送物が前記目的地へ到達するまでの見積値の合計値を演算し、前記合計値が少ない候補を優先する、請求項１～４の何れか一項に記載の仕分け装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記搬送物の配置状態に対する最適な経路探索情報が予め準備された最適化テーブルを取得する最適化テーブル取得部を備え、
前記経路探索部は、前記搬送物の配置状態を前記最適化テーブルへ問い合わせ、当該最適化テーブルから返送された最適解に基づいて、経路探索を行う、請求項１～５の何れか一項に記載の仕分け装置。

【請求項7】

前記最適化テーブルは、前記搬送物の搬送状態に対して予め規則化された添え字値が紐付けられたハッシュテーブルを有し、
前記経路探索部は、前記搬送物の配置状態に対応する添え字値を演算し、演算した添え字値を用いて前記ハッシュテーブルを参照する、請求項６に記載の仕分け装置。

【請求項8】

前記経路探索部が、前記搬出口側の範囲において、設定値以下の個数の前記搬送物の配置状態を前記最適化テーブルへ問い合わせる場合、前記搬入口からの新たな搬送物の搬入に制限を設ける、請求項６または７に記載の仕分け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、仕分け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、搬送物を搬送するシステムとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このシステムは、搬送物を搬入して、所定の階数の棚に仕分ける。仕分けられた搬送物は、各階にて、保管されて、出庫のタイミングになったら、搬送されて出庫される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－８１００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、搬入コンベアから搬入した搬送物を仕分ける場合、仕分け装置が、搬送機を用いて、複数の搬送物を同時に仕分けることで、作業効率を向上させることがある。しかしながら、このような仕分け装置においては、搬送機の動作上の制約、その他の制約などが存在することによって、適切な経路で搬送を行わなくては、仕分け時間が長くなる場合がある。

【0005】

従って、本発明は、適切な経路にて搬送物の仕分けを行うことができる仕分け装置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】

【0006】

本発明の一態様に係る仕分け装置は、搬入手段における搬入口と、水平方向移動手段を有する搬送機を少なくとも含む仕分け部と、搬出手段における搬出口と、搬入口から搬入された搬送物を仕分け部で仕分けして搬出口から搬出する制御を行う制御部と、を備える仕分け装置であって、制御部は、所定個数の搬送物を前記仕分け部で仕分けをするときに、少なくとも搬入口、及び仕分け部の各部位を探索ノードとして、最短経路探索手法を用いて各搬送物の経路を探索する、経路探索部を備え、経路探索部は、他の搬送物による影響がないと仮定した場合における、各搬送物が目的地へ移動するのに必要なコストをそれぞれ演算し、所定個数の搬送物の中から、コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物のコストを基準値とし、選択した搬送物以外についても、基準値を適用して経路探索を行う。

【0007】

制御部の経路探索部は、所定個数の搬送物を仕分け部で仕分けをするときに、少なくとも搬入口、及び仕分け部の各部位を探索ノードとして、最短経路探索手法を用いて各搬送物の経路を探索する。このように、経路探索部が、最短経路探索手法を用いて各搬送物の経路を探索することで、適切な経路を設定することが可能になる。ここで、経路探索部は、他の搬送物による影響がないと仮定した場合における、各搬送物が目的地へ移動するのに必要なコストをそれぞれ演算する。これにより、経路探索部は、複数の搬送物を同時に仕分ける場合に、どの搬送物が目的地まで遠いかを把握することが可能となる。そして、経路探索部は、所定個数の搬送物の中から、コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物のコストを基準値とし、選択した搬送物以外についても、基準値を適用して経路探索を行う。これにより、経路探索部は、複数の搬送物を同時に仕分ける上で、時間を短縮できる経路を設定することができる。以上より、適切な経路にて搬送物の仕分けを行うことができる。

【0008】

経路探索部は、最短経路探索手法としてエースターアルゴリズムを用い、コストとして、各搬送物が目的地に到達するまでにかかるステップ数に基づく推定コストを演算し、所定個数の搬送物の中から、推定コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物の推定コストをヒューリスティック関数の値とし、選択した搬送物以外についても、ヒューリスティック関数の値を適用して経路探索を行ってよい。エースターアルゴリズムは、最適解が必ず見つかる最短経路探索方法として、経路探索において有効に用いられている方法である。経路探索部が、このようなエースターアルゴリズムを用いことで、最適な経路を探索することができる。

【0009】

経路探索部は、所定タイミングにおける各搬送物の配置状態から、次のタイミングに発生し得る各搬送物の次状態候補を複数演算し、複数の次状態候補に対して、動作ステップ数と基準値との和による状態評価値を演算し、複数の次状態候補の中から、状態評価値が最も小さくなるものを経路探索に採用してよい。この場合、経路探索部は、状態評価値を比較することで、複数の次状態候補の中から、適切なものを採用することができる。

【0010】

経路探索において、所定個数の搬送物の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、経路探索部は、仕分け部中の搬送物が少ない方の候補を優先してよい。先に目的地に搬送物が到達した候補を選ぶことで、その後の経路の探索がやりやすくなるため、経路探索部は、そのような候補を優先することができる。

【0011】

経路探索において、所定個数の搬送物の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、経路探索部は、各搬送物が前記目的地へ到達するまでの見積値の合計値を演算し、合計値が少ない候補を優先してよい。この場合、経路探索部は、複数の搬送物の目的地までの遠さを全体的に考慮した候補を優先することができる。

【0012】

制御部は、搬送物の配置状態に対する最適な経路探索情報が予め準備された最適化テーブルを取得する最適化テーブル取得部を備え、経路探索部は、搬送物の配置状態を最適化テーブルへ問い合わせ、当該最適化テーブルから返送された最適解に基づいて、経路探索を行ってよい。この場合、経路探索部は、準備された最適化テーブルを用いることで、速やかに経路を探索できる。

【0013】

最適化テーブルは、搬送物の搬送状態に対して予め規則化された添え字値が紐付けられたハッシュテーブルを有し、経路探索部は、搬送物の配置状態に対応する添え字値を演算し、演算した添え字値を用いてハッシュテーブルを参照してよい。この場合、経路探索部は、添え字値を用いることで、処理時間を短縮して最適化テーブルから、適切な経路を取得できる。

【0014】

経路探索部が、搬出口側の範囲において、設定値以下の個数の搬送物の配置状態を最適化テーブルへ問い合わせる場合、搬入口からの新たな搬送物の搬入に制限を設けてよい。この場合、経路探索部は、搬入手段から新たな搬送物が搬入されてても、問い合わせ対象の搬送物の個数を設定値以下に抑制できるので、最適化テーブルを利用することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、適切な経路にて搬送物の仕分けを行うことができる仕分け装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る仕分け装置が適用される倉庫システムを示す概略側面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る仕分け装置の構成を示す概略構成図である。

【図3】搬送系をモデル化した図である。

【図4】本実施形態に係る仕分け装置のブロック構成図である。

【図5】仕分け部における経路を示す概念図である。

【図6】経路探索部の処理内容を示す概念図である。

【図7】見積値について説明する概念図である。

【図8】最適化テーブルについて説明する概念図である。

【図9】最適化テーブルについて説明する概念図である。

【図10】最適化テーブルの一例である。

【図11】添え時値を説明するための概念図である。

【図12】添え字値を用いた処理内容を示す概念図である。

【図13】最適化テーブルに保存される残りステップを説明する概念図である。

【図14】搬入される搬送物を規制する様子を示す概念図である。

【図15】経路探索部の処理内容を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0018】

図１は、本発明の実施形態に係る仕分け装置１が適用される倉庫システム１００を示す概略側面図である。図１に示すように、倉庫システム１００は、複数の搬送物１５０を入庫して保管し、保管された各搬送物１５０のうち、出庫すべきものを出庫可能なシステムである。倉庫システム１００は、倉庫本体部１０１と、入庫渡り通路１０３と、出庫渡り通路１０２と、入庫エレベータ１０５と、出庫エレベータ１０４と、を備える。倉庫本体部１０１は、複数段の棚１１０を有している。棚１１０は、倉庫本体部１０１の一方側の端部から他方側の端部へ延在している。棚１１０では、移載装置１１１にて、入庫経路から出庫経路への搬送物の移載動作が行われる。入庫渡り通路１０３は、倉庫本体部１０１の一方側の端部に設けられ、各段の棚１１０に対して搬送物１５０を入庫する機構である。出庫渡り通路１０２は、倉庫本体部１０１の他方側の端部に設けられ、各段の棚１１０から搬送物１５０を出庫する機構である。入庫エレベータ１０５は、搬入コンベア２１から入庫される搬送物１５０を上下させて、所望の棚１１０に対応する段の入庫渡り通路１０３へ搬送物１５０を供給する。出庫エレベータ１０４は、出庫対象となる搬送物１５０を棚１１０及び出庫渡り通路１０２から受け取り、図示しない出庫口へ昇降させる。出庫エレベータ１０４から出庫された搬送物１５０は、搬出コンベア１２１へ搬出される。このうち、入庫エレベータ１０５付近に、本実施形態に係る仕分け装置１が適用される。

【0019】

図２は、本発明の実施形態に係る仕分け装置１の構成を示す概略構成図である。図２に示すように、仕分け装置１は、搬送物１５０を搬送する搬送系２と、搬送系２を制御する制御部１０と、を備える。搬送系２は、搬入コンベア２１（搬入手段）と、搬送機２２と、搬出コンベア２３（搬出手段）と、を備える。このうち、搬送機２２は、前述の入庫エレベータ１０５を構成する機器である。搬入コンベア２１は、搬送機２２に搬入される搬送物１５０を当該搬送機２２側へ水平に搬送する装置である。搬入コンベア２１は、搬送機２２の所定の段に対して設けられている。搬出コンベア２３は、搬送機２２から搬出される搬送物１５０を水平に搬送する装置である。搬出コンベア２３は、入庫渡り通路１０３の各階（ここでは四階）に設けられる。

【0020】

搬送機２２は、水平方向移動手段（例えばコンベア）と、上下移動手段と、を備え、搬送物１５０を上下方向及び水平方向に移動させる装置である。これにより、搬送機２２は、各搬送物１５０を入庫渡り通路１０３における目的階へ移動させる。なお、図では、「ｎ階」を目的地とした搬送物１５０に対して、「ｎ」の数字が付されている。以降の図においても同様である。また、以降の説明では、ｎ階を目的値とした搬送物１５０を「ｎ階への搬送物」と称する場合がある。

【0021】

。搬送機２２は、交互動作式の昇降装置であり、搬入コンベア２１側の搬送棚２２Ａと、搬出コンベア２３側の搬送棚２２Ｂを有している。搬送棚２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ「仕分けの階数＋一階」分の段数の収容可能エリアＣＥを有している。そして、「仕分けの階数」分の段数（ここでは四段）で連続した搬送箱２２ａを有している。連続した搬送箱２２ａは、同時に上下移動する。連続した搬送箱２２ａが下側へ移動すると、下から順に一段目から四段目の収容可能エリアＣＥに各搬送箱２２ａが配置される。連続した搬送箱２２ａが上側へ移動すると、下から順に二段目から五段目の収容可能エリアＣＥに各搬送箱２２ａが配置される。なお、以降の説明において、単に段数について述べた場合、特に注意が無い限り、下からカウントした段数を示すものとする。また、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａと搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａは、交互に上下移動する。すなわち、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａが上側へ移動すると、搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａが下側へ移動し、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａが下側へ移動すると、搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａが上側へ移動する。また、同じ段数において、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａと搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａとの間にて、搬送物１５０を水平方向に移動させることができ、相互に搬送物１５０の受け渡しと受け取りを行うことができる。

【0022】

本実施形態では、下から二段目の収容可能エリアＣＥに対して搬入コンベア２１が設けられ、下から二段目～五段目の収容可能エリアＣＥに対して四つの搬出コンベア２３が設けられる。なお、図２において収容可能エリアＣＥの中で「Ｌ」「Ｒ」と示された箇所は、搬送棚２２Ａ，２２Ｂが昇降動作をするために設けられたスペースである。ただし、収容可能エリアＣＥ、搬入コンベア２１、及び搬出コンベア２３との位置関係は特に限定されるものではなく、倉庫システム１００の構成に応じて、適宜設定されてよい。

【0023】

上述のような装置構成により、仕分け装置１の搬送系２は、搬入口３０と、仕分け部３１と、搬出口３２と、を備える。搬入口３０は、搬入コンベア２１のうち、搬送方向の最も下流側の搬送物配置エリアに設定される。搬出口３２は、各階の搬出コンベア２３のうち、搬送方向の最も上流側の搬送物配置エリアに設定される。仕分け部３１は、搬送機２２を少なくとも含む。更に、三階分の搬出コンベア２３のうち、搬送方向の最も上流側の搬送物配置エリアは、搬送物１５０の仕分けに用いることができる。例えば、一階の搬出コンベア２３は、一階への搬送物１５０にとっては目的地であるが、三階への搬送物１５０にとっては目的地ではない。従って、三階の搬送物１５０を一階の搬出コンベア２３に一時的に配置してよい。このようなエリアは、仕分け部３１の一部である一時配置エリア３４となる。なお一時配置エリア３４は、搬入口３０に設けられていてもよい。

【0024】

上述のような搬送系２の動作の一例について説明する。ここでは、搬送棚２２Ａが下がった状態（搬送棚２２Ｂが上がった状態）で、搬送物１５０を四階の搬出コンベア２３へ移動させる場合の動作の一例について説明する。まず、搬送棚２２Ａは、二段目の収容可能エリアＣＥにて、二段目の搬送箱２２ａで搬送物１５０を受容する（Ｍ１）。搬送棚２２Ａは、搬送箱２２ａと共に搬送物１５０を一段上昇させる（Ｍ２）。搬送棚２２Ａの二段目の搬送箱２２ａは、三段目の収容可能エリアＣＥにて搬送棚２２Ｂの三段目の搬送箱２２ａへ搬送物１５０を受け渡す（Ｍ３）。搬送棚２２Ｂは、搬送箱２２ａと共に搬送物１５０を一段上昇させる（Ｍ４）。搬送棚２２Ｂの三段目の搬送箱２２ａは、三段目の一時配置エリア３４へ搬送物１５０を受け渡して（Ｍ５）、一段下がる。三段目の搬出コンベア２３は、搬送棚２２Ｂの四段目の搬送箱２２ａへ搬送物１５０を受け渡す（Ｍ６）。搬送棚２２Ｂは、搬送箱２２ａと共に搬送物１５０を一段上昇させる（Ｍ７）。搬送棚２２Ｂの四段目の搬送箱２２ａは、五段目の収容可能エリアＣＥにて、四階の搬出コンベア２３の搬出口３２へ搬送物１５０を受け渡す（Ｍ８）。これにより、四階の搬送物１５０が目的地に到達する。なお、搬送物１５０を移動させる際に、搬送棚２２Ａ，２２Ｂの状態と搬送物１５０の目的地によっては、一時配置エリア３４へ搬送物１５０を受け渡さず、搬送棚２２Ａ，２２Ｂのやり取りだけで目的地に搬送する場合もある。

【0025】

以降の説明においては、仕分け装置１の搬送系２を図３のようにモデル化して示す場合がある。一つの搬送物１５０を配置可能なエリアが、一つの四角形で示されている。なお、各搬送物１５０は、干渉物がないかぎり、水平方向に同時動作が可能である。垂直動作としては、搬送機２２の搬送棚の垂直動作中は、搬送機２２内の搬送物１５０は動作不可である。搬送機２２の垂直動作中は、搬入コンベア２１及び搬出コンベア２３は水平動作可能である。動作速度は特に限定されないが、水平動作は約１．０秒に設定され、垂直動作は約１．７５秒に設定されてよい。

【0026】

次に、図４を参照して、仕分け装置１のブロック構成について説明する。図４は、本実施形態に係る仕分け装置１のブロック構成図である。制御部１０は、搬送系２を制御するユニットである。制御部１０は、搬入口３０から搬入された搬送物１５０を仕分け部３１で仕分けして搬出口３２から搬出する。制御部１０は、仕分け装置１を統括的に管理するＥＣＵ[ElectronicControl Unit]を備えている。ＥＣＵは、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］、通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵでは、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。制御部１０は、動作制御部１１、経路探索部１２と、最適化テーブル取得部１３と、を備える。

【0027】

動作制御部１１は、経路探索部１２で探索した経路に従って各搬送物１５０が搬送されるように、搬送系２の動作を制御するユニットである。動作制御部１１は、搬送系２の搬入コンベア２１、搬送機２２、及び搬出コンベア２３の各駆動部へ制御信号を送信することで、各駆動部を動作させる。

【0028】

経路探索部１２は、搬送系２の仕分け部３１における、各搬送物１５０の経路を探索するユニットである。ここで、仕分け部３１における経路について図５を参照して説明する。例えば、図５の左上に示す状態をスタート状態とし、図５の右下に示すように、全ての搬送物１５０が状態をゴール状態とする。スタート状態とゴール状態との間では、仕分け装置１は、各搬送物の水平移動、及び垂直移動を同時に行い、各動作を組み合わせることによって、各搬送物１５０の目的地まで搬送する。このとき、仕分け装置１は、複数の搬送物１５０を仕分け部３１によって、搬送機２２の動作的制限下において、互いの搬送物１５０が干渉しないように、且つ、速やかに仕分けできるように、搬送物１５０を移動させる。この際、経路探索部１２は、各搬送物１５０が仕分け部３１内にてどのような経路を通って、目的地まで到達するかを演算する。

【0029】

経路探索部１２は、所定個数の搬送物１５０を仕分け部３１で仕分けをするときに、少なくとも搬入口３０、及び仕分け部３１の各部位を探索ノードとして、最短経路探索手法を用いて各搬送物１５０の経路を探索する。図３のモデルでは、仕分け部３１の収容可能エリアＣＥや、搬入口３０、搬出口３２、すなわち一つ当たりの四角形を、一つの探索ノードとして取り扱うことができる。経路探索部１２は、他の搬送物１５０による影響がないと仮定した場合における、各搬送物１５０が目的地へ移動するのに必要なコストをそれぞれ演算する。なお、コストを示す値の単位は特に限定されず、時間、または距離などで示されてよい。コストは、ある搬送物１５０が、目的地へ到達するために、最低限必要になる条件（時間的条件、距離的条件）を示す。ここで、一つの移動物が、一つの目的地へ到達するための経路を探索するときは、一つの移動物のコストだけを考慮して経路を探索すればよい。しかし、仕分け装置１では、複数の搬送物１５０が、複数の目的地へ到達し、且つ、同じ候補経路の中で複数の搬送物１５０が同時に存在する。そこで、経路探索部１２は、所定個数の搬送物１５０の中から、コストが最も大きくなる搬送物１５０を選択すると共に当該搬送物のコストを基準値とし、選択した搬送物以外についても、基準値を適用して経路探索を行う。すなわち、経路探索部１２は、最も距離が遠い搬送物１５０の最短経路のコストの下限値を、搬送物１５０すべてのコストに適用することで経路探索を行う。例えば、図７の例では、経路探索部１２は、最も距離が遠い「見積値１０」の搬送物１５０の最短経路のコストの下限値（見積値１０）を、他の搬送物１５０の全てのコストに適用して、経路検索を行う。

【0030】

具体的に、経路探索部１２は、最短経路探索手法としてエースターアルゴリズム（Ａ＊アルゴリズム）を用いる。エースターアルゴリズムは、グラフ上でスタートからゴールまでの道を見つけるという、グラフ探索の場面において、ヒューリスティック関数と称される探索の道標となる関数を用いて探索を行うアルゴリズムである。ヒューリスティック関数は、各探索ノードから目的値までのコストのある妥当な推定値を返す関数である。ここでは、コストとして、各搬送物１５０が目的地に到達するまでにかかるステップ数に基づく推定コストが採用される。

【0031】

仕分け装置１では、ある搬送物１５０に対する推定コストは、搬送物１５０が仕分け部３１を通過するまでに要すると見積もられるステップ数で示される。このステップ数は、搬送物１５０が、寄り道することなく仕分け部３１内の探索ノードを移動し、最短で仕分け部３１を通過するのに要するステップ数で与えられる。なお、推定コストは、このようなステップ数を移動するのに要する時間で示されてもよく、当該ステップ数を移動する距離などで示されてもよい。例えば、図６の「現在状態」で示す図では、一階への搬送物１５０は、三回のステップ数で仕分け部３１を通過する。従って、「現在状態」の一階への搬送物１５０の推定コストは、「３」となる。二階への搬送物１５０は、二回のステップ数で仕分け部３１を通過する。従って、「現在状態」の二階への搬送物１５０の推定コストは、「２」となる。なお、図６では、矢印一つ分が一ステップを示している。なお、前述の図２の例においても、Ｍ１～Ｍ８の矢印の一つが一ステップを示している。

【0032】

これに対し、経路探索部１２は、所定個数の搬送物１５０の中から、推定コストが最も大きくなる搬送物１５０を選択すると共に当該搬送物の推定コストをヒューリスティック関数の値とする。そして、経路探索部１２は、選択した搬送物以外についても、ヒューリスティック関数の値を適用して経路探索を行う。図６の「現在状態」では、一階への搬送物１５０が、推定コストが最も大きくなる搬送物１５０に該当する。経路探索部１２は、一階への搬送物１５０の推定コストである「３」をヒューリスティック関数の値（コストの基準値）とする。経路探索部１２は、選択した搬送物１５０以外の二階への搬送物１５０についても、ヒューリスティック関数の値である「３」を適用して経路探索を行う。このとき、経路探索部１２は、各状態における評価を行うために、状態評価値を演算する。状態評価値は、基準から演算時における状態に至るまでの動作ステップ数と、ヒューリスティック関数の値との和によって求められる。図６に示す「現在状態」は、ステップ数の基準となる状態であるため、「ステップ数：０」である。前述のように「ヒューリスティック関数の値：３」である。従って、「状態評価値：３」となる。

【0033】

経路探索部１２は、所定タイミングにおける各搬送物１５０の配置状態から、次のタイミングに発生し得る各搬送物１５０の次状態候補を複数演算する。経路探索部１２は、複数の次状態候補に対して、状態評価値を演算する。そして、経路探索部１２は、複数の次状態候補の中から、状態評価値が最も小さくなるものを経路探索に採用する。具体的に、図６には、「現在状態」から一ステップ進んだ状態として、「次状態」の欄に記載された状態候補Ａ１～Ａ３などが例示される。経路探索部１２は、各状態候補Ａ１～Ａ３についての状態評価値を演算する。なお、経路探索部１２は、各状態候補Ａ１～Ａ３について、ヒューリスティック関数の値を再び演算する。このとき、二階への搬送物１５０の推定コストが最も大きくなる場合、二階への搬送物１５０の推定コストがヒューリスティック関数の値となってよい。ここでは、状態候補Ａ３の状態評価値が最も小さくなる。よって、経路探索部１２は、各搬送物１５０について、「現在状態」の探索ノードから状態候補Ａ３の探索ノードへ向かう経路を採用する。

【0034】

図６には、「次状態」から一ステップ進んだ状態として、「次々状態」の欄に記載された状態候補Ｂ１～Ｂ４などが例示される。経路探索部１２は、各状態候補Ｂ１～Ｂ４についての状態評価値を演算する。なお、経路探索部１２は、各状態候補Ｂ１～Ｂ３について、ヒューリスティック関数の値を再び演算する。ここでは、状態候補Ｂ３，Ｂ４の状態評価値が最も小さくなる。経路探索部１２は、状態評価値が同率になった場合は、例えば後述のような方法によって優先順位を設け、一つの状態を選ぶ。このように、経路探索部１２は、複数の次状態候補の演算と、採用する状態候補の選択をゴール状態に至るまで繰り返すことで、各搬送物１５０の経路を設定する。以上のようにエースターアルゴリズムを用いる場合、前述のコストは各搬送物１５０の推定コストで示される。

【0035】

ここで、経路探索において、所定個数の搬送物１５０の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、経路探索部１２は、仕分け部３１中の搬送物１５０が少ない方の候補を優先する。上述のように、最小の状態評価値が、複数の状態候補に表れた場合、経路探索部１２は、当該優先順位付けの処理を行う。図６の「次々状態」に示す例では、状態候補Ｂ３，Ｂ４の状態評価値が採用となる。このうち、状態候補Ｂ３では、一階への搬送物１５０及び二階への搬送物１５０は両方とも目的地へ到達していない。すなわち、仕分け部３１に搬送物１５０が二つ存在する。一方、状態候補Ｂ４では、二階への搬送物１５０は目的地へ到達している。すなわち、仕分け部３１に搬送物１５０が一つだけ存在している。この場合、経路探索部１２は、仕分け部３１内の搬送物１５０が少ない方の状態候補Ｂ４を優先して選択する。

【0036】

また、経路探索において、所定個数の搬送物１５０の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、各搬送物１５０が目的地へ到達するまでの見積値の合計値を演算し、合計値が少ない候補を優先してよい。例えば、図７に示すように、経路探索部１２は、探索対象となる搬送物１５０の全てについて、見積値を演算する。図７には、各搬送物１５０の見積値が示されている。なお、図７に示される例では、見積値として、搬送物１５０が目的地まで到達するのに必要なステップ数が採用される。ここでは、搬出コンベア２３の探索ノードのうち、搬出口３２より更に一段進んだ探索ノードまで到達するまでのステップ数が見積値として採用される。

【0037】

図４に戻り、最適化テーブル取得部１３は、搬送物１５０の配置状態に対する最適な経路探索情報が予め準備された最適化テーブルを取得するユニットである。このような最適化テーブルは、記憶部３に記憶されている。従って、最適化テーブル取得部１３は、記憶部３から最適化テーブルを読み出して取得する。

【0038】

例えば、図８の上段側に示すように、仕分け装置１は、事前処理として、配置状態Ｓ１に示すような配列の搬送物１５０を、前述のようなエースターアルゴリズムを用いた探索方法によって、最適な経路を探索する。仕分け装置１は、このような最適な経路を最適解ＡＳ１として最適化テーブルに保存する。仕分け装置１は、その他にも様々な配置状態に対する最適解を求めると共に、最適化テーブルに保存する。そして、図８の下段側に示すように、経路探索部１２は、搬送物１５０の配置状態を最適化テーブルへ問い合わせ、当該最適化テーブルから返送された最適解に基づいて、経路探索を行う。すなわち、経路探索部１２が、運用時において配置状態Ｓ１に対する経路を探索する場合、配置状態Ｓ１に対応する最適解がないかを最適化テーブルに問い合わせる。最適化テーブルには、配置状態Ｓ１に対応する最適解ＡＳ１が保存されている。従って、最適化テーブルは、保存しておいた最適解ＡＳ１を返送する。

【0039】

最適化テーブルは、図９に示すように、スタート状態からゴール状態の全ての経路をまとまったパターン情報として保存してもよいが、図９に示すように、ある配置状態に対して一ステップ先の最適経路を保存してもよい。この場合、経路探索部１２は、スタート状態からゴール状態に至るまでの間、最適化テーブル（逆順テーブル）に再帰的に問い合わせをしてよい。例えば、経路探索部１２が配置状態Ｓ１について最適化テーブルに問い合わせたら、最適化テーブルは、一ステップ先の配置状態Ｓ２を最適解ＡＳ１として返送する。次に、経路探索部１２は配置状態Ｓ１について最適化テーブルに問い合わせ、最適化テーブルは、一ステップ先の配置状態Ｓ３を最適解ＡＳ２として返送する。経路探索部１２は、このような問い合わせを繰り返すことで、ゴール状態までの経路を取得する。

【0040】

上述のような一ステップ先の配置状態を保存したデータとして、図１０のようなデータベースが例示される。図１０の最適化テーブルは、経路探索の範囲内に最大四つ（ｎ＝４）の搬送物１５０が存在する配置状態のパターンに対し、一ステップ先の最適解に係る配置状態が保存されている。このようなパターンとして、７６０６００個のパターンのデータが保存されている。

【0041】

ここで、図１０の最適化テーブルには、「添え字値」の項目にて、各配置状態に対して添え字値が紐付けられている。このように、最適化テーブルは、搬送物１５０の搬送状態に対して予め規則化された添え字値が紐付けられたハッシュテーブルを有していてよい。例えば、図１１に示すように、経路探索の対象範囲となる探索ノードに対して、探索ノード番号を設定する（１～１５）。また、１６番目の探索ノード番号として、垂直搬送機の昇降状態（搬送棚２２Ａが下がった状態である、搬送棚２２Ｂが下がった状態であるか）が割り当てられている。探索ノード番号と各探索ノードに存在する搬送物１５０の目的地の階数とに基づき、数字の列Ｘが設定される。探索ノード番号は、列Ｘの列数に対応する。また、搬送物１５０の目的地の階数は列Ｘに挿入される数字に対応する。例えば、探索ノード番号１，２，３，４に対して、「目標階数１，３，４，２」の搬送物１５０が存在している。従って、列Ｘの１，２，３，４列目には、「１，３，４，２」という数字が挿入される。なお、搬送物１５０が存在していない場合は「０」が挿入される。経路探索部１２は、このような列Ｘに対して任意の行を掛け合わせることで、添え字値を算出する。なお、添え字値をどのように計算するかは特に限定されず、所定の規則に従って算出可能であればよい。

【0042】

例えば、図１２に示すように、経路探索部１２は、現在の配置状態に対応する添え字値を演算し、演算した添え字値を用いてハッシュテーブルを参照する。これにより、経路探索部１２は、最適解に係る配置状態に対応する添え字値をハッシュテーブルから取得する。そして、経路探索部１２は、取得した添え字値を逆算することで、最適解としての配置状態を算出する。

【0043】

図１０に示すように、最適化テーブルには、ゴール状態へ到達するまでの残りステップ数も保存されている。この残りステップは、上述のヒューリスティック関数の値として用いることができる。この場合、経路探索部１２は、ある配置状態から次の配置状態の経路探索を行うときに、最適解を最適化テーブルから取得すると共に、残りステップヒューリスティック関数の値として取得することができる。例えば、図１３に示すように、経路探索部１２は、最適化テーブルから残りステップを取得できなかった場合は、残りのステップをカウントして、ヒューリスティック関数の値を「４」と算出する。しかし、探索の演算をそのまま継続すると、実際には「４」でゴールに到達できないことが分かり、実際のヒューリスティック関数の値は「５」が正しいということが事後的に分かることもある。一方、最適化テーブルは、実際の経路探索に基づいて作成されたものであるので、このような正しい残りステップを保存することができる。従って、経路探索部１２は、最適化テーブルに問い合わせることで、正しいヒューリスティック関数の値「５」を直ちに取得することができる。

【0044】

ここで、図１０に示す例では、経路探索の対象範囲内において、最大四つの搬送物１５０の配置状態について、最適解が保存されていた。これに対し、経路探索部１２が四つより多い搬送物１５０の経路を探索しようとすると、最適化テーブルを用いて経路探索ができなくなってしまう。一方、搬入コンベアからは、連続的に新しい搬送物１５０が搬入される場合もある。従って、図１４に示すように、経路探索部１２は、搬出口３２側の領域にて、設定値（ｎ＝４）以下の個数の搬送物１５０の配置状態を最適化テーブルへ問い合わせる場合、搬入口３０からの新たな搬送物１５０の搬入に制限を設けてよい。図１４（ａ）に示すように、経路探索部１２は、搬出口３２に近い順から四個のみの搬送物１５０（領域Ｅ１参照）についての配置状態を取り出し、最適化テーブルに問い合わせる。このとき、五個目の搬送物１５０（領域Ｅ２参照）は考慮されない。図１４（ｂ）に示すように、一つステップが進むと、経路探索部１２は、四個のみの搬送物１５０（領域Ｅ１参照）の新しい配置状態について、最適化テーブルに問い合わせる。このとき、五個目の搬送物１５０は、配置状態として考慮はしないが、搬入コンベア２１上の位置は進めてもよい。しかし、図１４（ｃ）に示すように、制御部１０は、五個目の搬送物１５０が、搬入コンベア２１の最下流の探索ノードに配置されないように、搬入を制限する。当該位置における検索ノードは、四個の配置状態の最適解として、搬送物１５０が配置される可能性がある位置であるためである。一方、一つの搬送物１５０が目的地に到達したら、図１４（ｄ）に示すように、経路探索部１２は、最適化テーブルの問い合わせ対象となる四個の搬送物１５０の組み合わせを更新する（領域Ｅ１参照）。

【0045】

図１５を参照して、仕分け装置１の制御部１０の処理内容の一例について説明する。図１５に示すように、経路探索部１２は、経路探索対象物として、搬出口３２付近の所定個数の搬送物１５０を特定する（ステップＳ１０）。次に、経路探索部１２は、次の状態候補を複数演算する（ステップＳ２０）。次に、経路探索部１２は、各状態候補について、所定個数の搬送物１５０の推定コストを演算して比較することで、ヒューリスティック関数の値を設定する（ステップＳ３０）。そして、経路探索部１２は、ヒューリスティック関数の値を用いて各状態候補の評価を行うと共に、優先順位が最も高いものを経路として採用する（ステップＳ４０）。次に、経路探索部１２は、特定した搬送物１５０が全て目的地に到達したか判定する（ステップＳ５０）。Ｓ５０において、到達していないと判定したら、ステップＳ２０から処理が繰り返される。Ｓ５０において、到達したと判定されたら、図１５に示す処理を終了する。次の搬送物１５０が搬入されたら、再び図１５の処理が実行される。

【0046】

次に、本実施形態に係る仕分け装置１の作用・効果について説明する。

【0047】

制御部１０の経路探索部１２は、所定個数の搬送物を仕分け部３１で仕分けをするときに、少なくとも搬入口３０、及び仕分け部３１の各部位を探索ノードとして、最短経路探索手法を用いて各搬送物の経路を探索する。このように、経路探索部１２が、最短経路探索手法を用いて各搬送物の経路を探索することで、適切な経路を設定することが可能になる。ここで、経路探索部１２は、他の搬送物による影響がないと仮定した場合における、各搬送物が目的地へ移動するのに必要なコストをそれぞれ演算する。これにより、経路探索部１２は、複数の搬送物を同時に仕分ける場合に、どの搬送物が目的地まで遠いかを把握することが可能となる。そして、経路探索部１２は、所定個数の搬送物の中から、コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物のコストを基準値とし、選択した搬送物以外についても、基準値を適用して経路探索を行う。これにより、経路探索部１２は、複数の搬送物を同時に仕分ける上で、時間を短縮できる経路を設定することができる。以上より、適切な経路にて搬送物の仕分けを行うことができる。

【0048】

経路探索部１２は、最短経路探索手法としてエースターアルゴリズムを用い、コストとして、各搬送物が目的地まで到達するまでにかかるステップ数に基づく推定コストを演算し、所定個数の搬送物の中から、推定コストが最も大きくなる搬送物を選択すると共に当該搬送物の推定コストをヒューリスティック関数の値とし、選択した搬送物以外についても、ヒューリスティック関数の値を適用して経路探索を行ってよい。エースターアルゴリズムは、最適解が必ず見つかる最短経路探索方法として、経路探索において有効に用いられている方法である。経路探索部１２が、このようなエースターアルゴリズムを用いことで、最適な経路を探索することができる。

【0049】

なお、ヒューリスティック関数の値を０とすることでも最適解が求まる。これは幅優先探索と同じであり、短いステップで動作できるパターンを優先して調べていくため、莫大な時間がかかるが、初めに見つけた解が最短ステップの解、すなわち最適解となる。最適解を求めるために寄与するのはコストを真の値より低く見積もることである。一方で、本実施形態のように、最も大きなコストを基準値に選ぶことは最適解導出時間に寄与する。真の値より低くかつ近い値を求めていくことがエースターアルゴリズムでは重要となる。その中で、本実施形態では、この条件を満たす単純で強力な知識であると言える。

【0050】

経路探索部１２は、所定タイミングにおける各搬送物の配置状態から、次のタイミングに発生し得る各搬送物の次状態候補を複数演算し、複数の次状態候補に対して、動作ステップ数と基準値との和による状態評価値を演算し、複数の次状態候補の中から、状態評価値が最も小さくなるものを経路探索に採用してよい。この場合、経路探索部１２は、状態評価値を比較することで、複数の次状態候補の中から、適切なものを採用することができる。

【0051】

経路探索において、所定個数の搬送物の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、経路探索部１２は、仕分け部中の搬送物が少ない方の候補を優先してよい。先に目的地に搬送物が到達した候補を選ぶことで、その後の経路の探索がやりやすくなるため、経路探索部１２は、そのような候補を優先することができる。

【0052】

経路探索において、所定個数の搬送物の配置状態の候補として同率に評価される候補が複数表れた場合、経路探索部１２は、各搬送物が前記目的地へ到達するまでの見積値の合計値を演算し、合計値が少ない候補を優先してよい。この場合、経路探索部１２は、複数の搬送物の目的地までの遠さを全体的に考慮した候補を優先することができる。

【0053】

制御部は、搬送物の配置状態に対する最適な経路探索情報が予め準備された最適化テーブルを取得する最適化テーブル取得部を備え、経路探索部１２は、搬送物の配置状態を最適化テーブルへ問い合わせ、当該最適化テーブルから返送された最適解に基づいて、経路探索を行ってよい。この場合、経路探索部１２は、準備された最適化テーブルを用いることで、速やかに経路を探索できる。

【0054】

最適化テーブルは、搬送物の搬送状態に対して予め規則化された添え字値が紐付けられたハッシュテーブルを有し、経路探索部１２は、搬送物の配置状態に対応する添え字値を演算し、演算した添え字値を用いてハッシュテーブルを参照してよい。この場合、経路探索部１２は、添え字値を用いることで、処理時間を短縮して最適化テーブルから、適切な経路を取得できる。

【0055】

経路探索部１２が、搬出口側の範囲において、設定値以下の個数の搬送物の配置状態を最適化テーブルへ問い合わせる場合、搬入口からの新たな搬送物の搬入に制限を設けてよい。この場合、経路探索部１２は、搬入手段から新たな搬送物が搬入されてても、問い合わせ対象の搬送物の個数を設定値以下に抑制できるので、最適化テーブルを利用することができる。

【0056】

本発明は、上述の実施形態に限定されない。

【0057】

例えば、仕分け装置が適用されるシステムは、図１に示す倉庫システムに限定されない。また、仕分け部の搬送機は、図２に示すような交互に上下動するような一対の収容棚を有するタイプのものでなくてよい。例えば、ロータリー式の搬送機（収容棚が一段ずつ一定方向に周回移動するとともに、収容棚が周回移動しない際には、搬送物が収容棚間で移動可能な搬送機）を採用してよい。

【0058】

また、最短経路探索手法としてエースターアルゴリズムを用いたが、手法は限定されず、例えば、ダイクストラ法に代表される様々な探索アルゴリズムを用いてよい。

【0059】

本実施形態では、搬入コンベア２１から入庫される搬送物１５０を各階の搬出コンベア２３に移動させる形態に関して説明したが、各階のコンベアから出庫される搬送物１５０を搬出コンベア１２１に移動させる形態に、本発明の仕分け装置の処理が適用されてもよい。

【0060】

また、搬出コンベアや搬出口は４段に限らず、２段や３段、５段より多くてもよい。また搬入口も１つではなく複数設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１…仕分け装置、１０…制御部、１２…経路探索部、２１…搬入コンベア（搬入手段）、２２…搬送機、２３…搬出コンベア（搬出手段）、３０…搬入口、３１・・仕分け部、３２…搬出口。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】