特開 2023-144762 自動倉庫システム、および倉庫管理方法

(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】P2023144762

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】自動倉庫システム、および倉庫管理方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/04 20060101AFI20231003BHJP

   B65G 1/137 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

B65G1/04 535

B65G1/137 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022051892

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】大山 貴司

(72)【発明者】

【氏名】小野 優介

【テーマコード（参考）】

3F022

3F522

【Ｆターム（参考）】

3F022FF01

3F022JJ09

3F022LL07

3F022MM15

3F022MM22

3F022MM28

3F022MM44

3F022NN31

3F022PP03

3F022PP06

3F522CC09

3F522FF12

3F522FF27

3F522GG03

3F522GG17

3F522GG27

3F522GG48

3F522HH02

3F522JJ03

3F522LL11

3F522LL15

3F522LL33

3F522LL34

3F522LL39

(57)【要約】

【課題】倉庫における物品管理において、物品の保管や取り出しを効率化する。
【解決手段】自動倉庫システムは、複数の搬送装置それぞれの状態、棚におけるコンテナの配置、コンテナに収納された物品の情報、前記複数の搬送装置それぞれの走行経路、および前記複数の搬送装置それぞれの前記棚における昇降可否の情報を管理する管理部と、前記管理部にて管理された情報を用いて、前記複数の搬送装置それぞれによるコンテナの搬送の際の走行経路および前記棚での昇降動作を最適化する交通最適化部と、前記交通最適化部にて最適化された走行経路および昇降動作により、前記複数の搬送装置それぞれにコンテナの搬送を指示する指示部と、を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の搬送装置それぞれの状態、棚におけるコンテナの配置、コンテナに収納された物品の情報、前記複数の搬送装置それぞれの走行経路、および前記複数の搬送装置それぞれの前記棚における昇降可否の情報を管理する管理部と、
前記管理部にて管理された情報を用いて、前記複数の搬送装置それぞれによるコンテナの搬送の際の走行経路および前記棚での昇降動作を最適化する交通最適化部と、
前記交通最適化部にて最適化された走行経路および昇降動作により、前記複数の搬送装置それぞれにコンテナの搬送を指示する指示部と、
を有する、
自動倉庫システム。

【請求項2】

前記管理部にて管理された情報を用いて、前記棚におけるコンテナの配置を最適化する配置最適化部を更に有し、
前記指示部は、前記配置最適化部にて最適化された配置に基づき、前記複数の搬送装置それぞれにコンテナの搬送を指示する、
請求項１に記載の自動倉庫システム。

【請求項3】

物品の需要予測に係る情報を取得する取得部を更に有し、
前記配置最適化部は、前記需要予測に係る情報に基づいて、前記棚におけるコンテナの配置を最適化する、請求項２に記載の自動倉庫システム。

【請求項4】

前記配置最適化部は、複数の物品それぞれの取り出し頻度に基づき、前記複数の物品それぞれが収納されたコンテナを分散するように配置を最適化する、請求項３に記載の自動倉庫システム。

【請求項5】

前記配置最適化部は、所定の割合にて前記棚における空きの収納区画を設けるようにコンテナの配置を最適化し、
前記所定の割合は、前記需要予測に係る情報に基づいて設定される、請求項３に記載の自動倉庫システム。

【請求項6】

前記配置最適化部は、所定の時間帯、または、所定の時間内にて再配置が完了するように、前記棚におけるコンテナの再配置をスケジューリングする、請求項２に記載の自動倉庫システム。

【請求項7】

前記交通最適化部は、前記複数の搬送装置それぞれの走行経路および走行タイミング、待機位置および待機タイミング、前記棚における昇降位置および昇降タイミングの少なくともいずれかを決定する、請求項１に記載の自動倉庫システム。

【請求項8】

前記交通最適化部は、同じタイミングにて前記棚における昇降が不可である箇所が重複するように、前記複数の搬送装置それぞれの前記棚における昇降位置および昇降タイミングを最適化する、請求項７に記載の自動倉庫システム。

【請求項9】

前記交通最適化部は、搬送装置を周回させることで、当該搬送装置の待機動作に起因する渋滞が発生しないように走行経路を最適化する、請求項１に記載の自動倉庫システム。

【請求項10】

前記棚は、奥行方向に複数のコンテナを配置可能であり、
前記交通最適化部は、前記複数のコンテナのうち奥側に位置するコンテナを取り出す場合、第１の搬送装置にて手前側のコンテナを移動させたのち、第２の搬送装置にて前記奥側のコンテナを取り出すように最適化を行う、請求項１に記載の自動倉庫システム。

【請求項11】

プロセッサがメモリと協働して、
複数の搬送装置それぞれの状態、棚におけるコンテナの配置、コンテナに収納された物品の情報、前記複数の搬送装置それぞれの走行経路、および前記複数の搬送装置それぞれの前記棚における昇降可否の情報を管理し、
前記管理された情報を用いて、前記複数の搬送装置それぞれによるコンテナの搬送の際の走行経路および前記棚での昇降動作を最適化し、
前記最適化された走行経路および昇降動作により、前記複数の搬送装置それぞれにコンテナの搬送を指示する、
倉庫管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自動倉庫システム、および倉庫管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、物品の配送拠点などの倉庫においては数多くの物品が管理され、要求に応じて、物品が収納棚から取り出されて配送準備が行われる。管理対象である物品はその数や種類が膨大となり、その保管や取り出しの効率化を向上させることが求められている。例えば、特許文献１では、製品の保管および取り出しの効率とスケーラビリティを向上させるために、機械学習によってコンテナの再配置を行う構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１９４１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、上述した従来の事情を鑑みて案出され、倉庫における物品管理において、物品の保管や取り出しを効率化することが可能な自動倉庫システム、および倉庫管理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】

【0005】

本開示は、複数の搬送装置それぞれの状態、棚におけるコンテナの配置、コンテナに収納された物品の情報、前記複数の搬送装置それぞれの走行経路、および前記複数の搬送装置それぞれの前記棚における昇降可否の情報を管理する管理部と、前記管理部にて管理された情報を用いて、前記複数の搬送装置それぞれによるコンテナの搬送の際の走行経路および前記棚での昇降動作を最適化する交通最適化部と、前記交通最適化部にて最適化された走行経路および昇降動作により、前記複数の搬送装置それぞれにコンテナの搬送を指示する指示部と、を有する、自動倉庫システムを提供する。

【0006】

また、本開示は、プロセッサがメモリと協働して、複数の搬送装置それぞれの状態、棚におけるコンテナの配置、コンテナに収納された物品の情報、前記複数の搬送装置それぞれの走行経路、および前記複数の搬送装置それぞれの前記棚における昇降可否の情報を管理し、前記管理された情報を用いて、前記複数の搬送装置それぞれによるコンテナの搬送の際の走行経路および前記棚での昇降動作を最適化し、前記最適化された走行経路および昇降動作により、前記複数の搬送装置それぞれにコンテナの搬送を指示する、倉庫管理方法を提供する。

【0007】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本開示の表現を方法、装置、システム、記憶媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、倉庫における物品管理において、物品の保管や取り出しを効率化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係るシステム構成例を示すブロック図

【図2】実施の形態１に係る倉庫内の構成例を説明するための外観斜視図

【図3】実施の形態１に係る倉庫内での搬送ロボットの移動を説明するための概念図

【図4】実施の形態１に係る制御システムの機能構成の例を示すブロック図

【図5】実施の形態１に係る機能構成の例を示すブロック図

【図6】実施の形態１に係る機能構成の例を示すブロック図

【図7】実施の形態１に係る処理のシーケンス図

【図8】実施の形態１に係る処理のフローチャート

【図9】実施の形態１に係る処理のフローチャート

【図10】実施の形態１に係る処理のフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本開示に至る経緯）
近年の物流においてその配送件数が急激に増加しており、倉庫などにおいて物品の保管や取り出しなどの効率化を促進することが求められている。また、従来、物品が保管された棚からＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの搬送装置を用いて必要な物品を取り出すことが行われている。上記のような効率化を実現するためには、物品の保管位置の調整や、搬送装置による物品の取り出し、運搬経路などを効率化することが考えられる。上記の特許文献１では、棚を構成する格子構造上で動作可能な搬送ロボットを想定したシステムが開示されているが、棚以外の周辺領域における搬送ロボットの運搬制御や異なる構造の棚については考慮されていない。特に、棚の周辺における走行経路、待機動作、棚の昇降動作を踏まえて、複数の搬送ロボットによる搬送の最適化は行っていなかった。

【0011】

以下、添付図面を適宜参照しながら、本開示に係る倉庫管理方法、および自動倉庫システムを具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、あるいは、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されない。

【0012】

＜実施の形態１＞
［システム構成］
図１は、実施の形態に係るシステムの構成例を示すブロック図である。本実施の形態に係る自動倉庫システムは、制御システム１００、搬送ロボット２００、作業指示デバイス３００、在庫管理システム４００、および上位外部システム５００を含んで構成される。

【0013】

制御システム１００は、本実施の形態に係る自動倉庫システム全体を制御する。制御システム１００は、作業指示デバイス３００、在庫管理システム４００、および上位外部システム５００と有線・無線のネットワークを介して通信可能に構成され、各種指示やデータを取得する。また、制御システム１００は、取得した各種指示やデータに基づいて、無線通信にて接続された搬送ロボット２００に対して指示を行う。

【0014】

制御システム１００は、処理部１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、通信部１０４、およびインタフェース部１０５を含んで構成されるサーバ装置である。処理部１０１は、メモリ１０２やＨＤＤ１０３に保持された各種データやプログラムを読み出して実行することにより、後述する各種機能を提供する。処理部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、あるいはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを用いて構成されてよい。メモリ１０２は、各種データを記憶、保持するための記憶領域であり、例えば、不揮発性の記憶領域であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、揮発性の記憶領域であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成されてよい。記憶装置１０３は、各種データやプログラムを記憶、保持するための記憶領域であり、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などから構成されてよい。通信部１０４は、有線／無線などのネットワークを介して外部装置との通信を行い、各種データや信号の送受信を行う。通信部１０４による通信方式は、特に限定するものではなく、複数の通信方式に対応していてよい。例えば、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電力線通信、近距離無線通信（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））などが用いられてよい。インタフェース部１０５は、外部装置とのデータの送受信を行うためのインタフェースである。また、インタフェース部１０５は、不図示のマウスやキーボードからユーザによる指示のデータを受け付けたり、不図示のディスプレイなどにより各種情報のデータを出力したりするための入出力部を含んでよい。制御システム１００が備える各部位は、不図示の内部バスなどにより通信可能に接続される。

【0015】

搬送ロボット２００は、本実施の形態に係る物品が格納されたコンテナを棚から取り出し、所望の場所（本実施の形態では、作業エリア）へ搬送するための無人搬送装置である。また、搬送ロボット２００は、所望の場所から棚へコンテナを搬送し、棚へ収納させる。搬送ロボット２００は、複数台が棚が設置された倉庫内を走行可能に構成される。

【0016】

搬送ロボット２００は、制御部２０１、記憶部２０２、コンテナ移載部２０３、移動駆動部２０４、センサ部２０５、および通信部２０６を含んで構成される。制御部２０１は、搬送ロボット２００の制御全体を司る。制御部２０１は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＧＰＵ、あるいはＦＰＧＡなどを用いて構成されてよい。記憶部２０２は、揮発性／不揮発性の各種記憶装置から構成されてよい。コンテナ移載部２０３は、棚に設置されたコンテナを搬送ロボット２００に搭載させたり、搬送ロボット２００に搭載されているコンテナを棚へ戻したりするための部位である。ここでは、棚のコンテナを取り出して搬送ロボット２００へ移動させること、および搬送ロボット２００に積載されたコンテナを棚へ戻すことをまとめて「移載」と称して説明する。コンテナ移載部２０３は、例えば、コンテナを把持可能なロボットや、コンテナを持ち上げ可能なフォーク、これらを動作させるためのモータなどを含んで構成されてよい。

【0017】

移動駆動部２０４は、搬送ロボット２００が移動を行うための部位である。移動駆動部２０４は、例えば、棚が設置された倉庫内の床面を走行するためのタイヤや走行のためのモータなどを含んで構成されてよい。また、移動駆動部２０４は、搬送ロボット２００が棚にて昇降するための昇降機を含んで構成されてよい。また、移動駆動部２０４は、搬送ロボット２００の動力源であるバッテリを含んで構成されてよい。センサ部２０５は、搬送ロボット２００の周辺情報を取得するための部位である。センサ部２０５は、例えば、カメラ、距離センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、位置センサ、荷重センサ、などを含んで構成されてよい。通信部２０６は、無線通信を介して外部装置（例えば、制御システム１００や他の搬送ロボット２００）との通信を行い、各種データや信号の送受信を行う。通信部２０６による通信方式は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉ－Ｆｉ（登録商標）などを用いてよいが特に限定するものではなく、複数の通信方式に対応していてよい。搬送ロボット２００が備える各部位は、不図示の内部バスなどにより通信可能に接続される。

【0018】

作業指示デバイス３００は、例えば、本実施の形態に係る自動倉庫システムが導入される倉庫などの作業空間において、作業者が操作するためのデバイスである。作業指示デバイス３００は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの設置型の情報処理端末であってもよいし、ＰＯＳ端末やタブレット端末などの携帯端末であってもよい。作業指示デバイス３００は、倉庫内のレイアウトや作業者の数などに応じて複数台が設けられてよい。

【0019】

在庫管理システム４００は、本実施の形態に係る自動倉庫システムが導入される倉庫にて管理される物品の在庫状況や、倉庫の物品の搬出入などを管理するためのシステムである。在庫管理システム４００も制御システム１００と同様の装置構成にて実現されてよい。または、制御システム１００と在庫管理システム４００とが一体となった構成であってもよい。

【0020】

上位外部システム５００は、本実施の形態に係る自動倉庫システムにおいて利用する各種情報を提供するシステムである。上位外部システム５００により提供される情報は特に限定するものではないが、例えば、物品の需要予測に関する情報や、物品の搬送に係る情報（天候情報や出荷のスケジュール情報など）、物品の保管計画に関する情報などが含まれてよい。また、上位外部システム５００は、提供される情報や機能に応じて、複数のシステムから構成されてよい。

【0021】

なお、制御システム１００、在庫管理システム４００、および上位外部システム５００はそれぞれ、オンプレミス型のシステムとして構成されてもよいし、クラウド型のシステムとして構成されてもよい。

【0022】

［倉庫構成］
図２は、本実施の形態に係る自動倉庫システムを導入可能な倉庫内部の例を示す外観斜視図である。図２にて３次元座標系をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸にて示し、ｚ軸は高さ方向に対応する。本実施の形態では、複数のコンテナ２１０を配置（収納）可能な棚２２０が、互いにコンテナ２１０の取り出し側を対向させるように設置されている。また、棚２２０は、ｘ軸方向に沿って、２つのコンテナ２１０を配置可能なように構成される。このとき、手前側の収納区画を収納区画２２０ａとし、奥側の収納区画を収納区画２２０ｂとして示す。対向した棚２２０間、および、ｙ軸方向に並べられた棚２２０間において搬送ロボット２００が通行可能なように、棚２２０が設置される。以下の説明では、棚２２０において、ｙ軸方向の収納区画の並びを「列」、ｚ軸方向の収納区画の並びを「段」、ｘ軸方向の収納区画の並びを「層」として示す。したがって、例えば、図２や図３では、一例として、１つの棚２２０が７列×７段×２層の構成を示している。

【0023】

また、本実施の形態に係る棚２２０には、搬送ロボット２００が昇降するための嵌合部（不図示）を備える。嵌合部は、例えば、棚２２０のフレームの前面部（通路側）に設けられた穴などであってよい。搬送ロボット２００の移動駆動部２０４は、このような棚２２０側の嵌合部に嵌め込み可能なフックなどを備え、これらを利用して昇降動作を行う。本実施の形態では、対向した棚２２０間の距離は、搬送ロボット２００が１台通過可能な距離とする（図３参照）。そして、搬送ロボット２００の移動駆動部２０４は、対向した棚２２０それぞれ（すなわち、両側の棚２２０）の嵌合部を利用して昇降動作を行う。

【0024】

搬送ロボット２００は、棚２２０の所望の位置に移動して、上昇した後、コンテナ移載部２０３による移載動作、すなわち、コンテナ２１０を棚２２０から取り出す動作、または、コンテナ２１０を棚２２０に戻す動作を行う。このとき、搬送ロボット２００は、コンテナ２１０を、手前側である収納区画２２０ａに置くか、奥側である収納区画２２０ｂに置くかは、制御システム１００の指示に基づいて制御される。同様に、搬送ロボット２００は、手前側である収納区画２２０ａに置かれたコンテナ２１０を取り出すか、奥側である収納区画２２０ｂに置かれたコンテナ２１０を取り出すかは、制御システム１００の指示に基づいて制御される。

【0025】

図２に示す搬送ロボット２００の外観は一例であり、これに限定するものではない。また、搬送ロボット２００が搬送を行う場合のコンテナ２１０の配置や構造も、図２の例に限定するものではない。

【0026】

図３は、棚２２０周りにおける搬送ロボット２００の移動を説明するための概念図である。図２にて示したように、コンテナ２１０を２つ分収納可能な奥行き（層）を有する棚２２０が倉庫内に配置される。また、棚２２０はそれぞれ、７列の収納区画を有することが見て取れる。棚２２０の周辺には、作業者がコンテナ２１０に収納されている物品２１５を取り出したり、コンテナ２１０に物品２１５を補充したりするための作業エリア２５０が設けられる。本例では、３つの作業エリア２５０が設けられ、それぞれに作業指示デバイス３００が設置されている。搬送ロボット２００は、制御システム１００からの指示に基づき、目的の物品２１５が収納されたコンテナ２１０を、棚２２０の所定の位置と作業エリア２５０との間にて搬送を行う。

【0027】

白丸にて示すノード２３０は、搬送ロボット２００の作業位置（昇降位置）または待機位置を示す。例えば、棚２２０の面前のノード２３０の位置にて、搬送ロボット２００は、昇降動作を行う。また、目的とする棚２２０の位置やその周辺において、他の搬送ロボット２００が作業を行っている場合には、その作業が完了するまで近傍のノード２３０にて待機可能である。

【0028】

破線矢印にて示すパス２４０は、搬送ロボット２００の走行経路を示す。パス２４０は、ノード２３０をつなぐ。本例では、パス２４０は、一方方向にて設定される。

【0029】

なお、本実施の形態では、棚２２０の収納区画のサイズ、コンテナ２１０のサイズ、搬送ロボット２００のサイズを考慮し、棚２２０のある列（ノード２３０）において作業を行っている場合には、その両隣りの列（ノード２３０）での作業（待機や昇降動作）はできないものとして制御する。同様に、棚２２０のある列（ノード２３０）において作業を行っている場合には、その同じ列の、異なる高さの収納区画での作業はできないものとして制御する。なお、ある列（ノード２３０）において、搬送ロボット２００が一定以上の高さまで上昇している場合には、その下の通路を他の搬送ロボット２００が通過可能なように制御してもよい。また、他の搬送ロボット２００が作業を行っているために待機する場合には、同じ場所（ノード２３０）で待機し続けてもよい。もしくは、他の搬送ロボット２００の走行の邪魔になったり、走行経路上にて渋滞を発生させたりしないように、空いているノード２３０を転々として移動しながら（周回しながら）待機してもよい。周回を行う場合には、目的とするノード２３０までの最短ルートに限定するものではなく、他の搬送ロボット２００の存在による渋滞予測の結果に基づいて周回ルートを決定してもよい。また、待機位置は、図３に示す走行面（床面）に限定するものではなく、棚２２０の面前のノード２３０にて棚２２０に上昇した状態で待機するような構成であってもよい。なお、これらの制約は一例であり、搬送ロボット２００、コンテナ２１０、棚２２０のサイズなどに応じて適宜調整されてよい。

【0030】

なお、図３の例では、全ての棚２２０が２層（すなわち、奥行きが２つの収納区画）を有する構成を例に挙げて示したが、１層の構成の棚を組み合わせて倉庫を構成してもよい。

【0031】

［機能構成］
図４は、本実施の形態に係る制御システム１００の機能構成の例を示すブロック図である。モジュールとして示す各機能は、制御システム１００の処理部１０１が記憶装置１０３等に記憶されたプログラムを読み出して実行することで実現されてよい。また、図４に示すモジュール構成は一例であり、複数のブロックを１つにまとめて構成されてもよいし、１のブロックを更に詳細に分割して構成されてもよい。また、図４に示す矢印は、モジュール間のデータの送受信を示す。なお、データの送受信は図４に示す流れに限定するものではなく、必要に応じてモジュール間で更に行われてよい。

【0032】

制御インタフェース１１１は、上位外部システム５００や在庫管理システム４００などとのデータ通信を制御する。制御インタフェース１１１は、例えば、他のモジュールの指示や要求に応じて、外部システムへデータを要求したり、外部システムからデータを取得したりする。

【0033】

タスク管理モジュール１１２は、搬送ロボット２００が行うタスクの管理を行う。本実施の形態において「タスク」とは、倉庫内において、搬送ロボット２００が実行すべき所望の物品の搬送に係る一連の動作を示す。例えば、タスクにより、棚２２０に収納されたコンテナ２１０を取り出し、作業エリア２５０へ搬送し、そして、棚２２０に戻すまでの一連の作業が設定されてよい。なお、タスクに含まれるより細かい動作単位（以下、「サブタスク」とも称する）は上記に限定するものではなく、例えば、タスクは、棚２２０に収納されたコンテナ２１０を取り出し、別の収納区画に再配置する一連の作業で構成されてもよい。したがって、タスクを構成するサブタスクは任意に設定されてよい。また、タスク管理モジュール１１２は更に、搬送ロボット２００にて搬送されてきたコンテナ２１０から、作業者が取り出すべき物品の種類や数などの情報（「ピッキング指示データ」として後述する）を生成する。ピッキング指示データは、在庫管理システム４００から送信されてくる物品の出荷指示（以下、「オーダー」とも称する）に基づいて生成される。

【0034】

配置最適化制御モジュール１１３は、複数の棚２２０の各収納区画において、コンテナ２１０（すなわち、物品２１５）の配置の最適化を行う。物品２１５の配置は、取り出し頻度や在庫量などに応じて最適化が行われる。配置最適化制御モジュール１１３による最適化処理のアルゴリズムは特に限定するものでは無いが、ここでの最適化とは、自動倉庫システム全体における物品の取り出し効率を向上させることを目的とした、コンテナ２１０（すなわち、物品）の棚２２０における配置の改善を意味する。配置最適化制御モジュール１１３の詳細は、図６を用いて説明する。

【0035】

ロケーションマップ管理モジュール１１４は、棚２２０の配置、収納区画の構成、作業エリア２５０の位置、ノード２３０やパス２４０の設定などが管理される。棚２２０の構成が変更された場合などには、ロケーションマップ管理モジュール１１４は、それに対応してマップの更新を受け付ける。また、ロケーションマップ管理モジュール１１４は、在庫管理システム４００から取得した情報などに基づいて、コンテナ２１０内の物品２１５の数や種類、倉庫内での物品２１５の位置も併せて管理する。

【0036】

搬送コマンド制御モジュール１１５は、搬送ロボット２００を制御するための配送コマンドをタスクまたはサブタスクに基づいて生成し、発行する。搬送コマンドには、搬送するコンテナ２１０の位置の他、搬送に用いられる走行経路（パス）や、他の搬送ロボット２００の作業状況や走行経路に応じた待機位置（ノード）などの情報が含まれてよい。

【0037】

交通最適化制御モジュール１１６は、搬送ロボット２００のタスク実行時の走行経路の最適化を行う。走行経路は、複数の搬送ロボット２００によるタスクの処理状況などに応じて最適化されてよい。また、走行経路の最適化は、１つのタスクに対して一旦走行経路が決定された後であっても、そのタスクやその他のタスクの進捗状況に応じて、適時実行することで走行経路を更新するような構成であってもよい。交通最適化制御モジュール１１６による最適化処理のアルゴリズムは特に限定するものでは無いが、ここでの最適化とは、自動倉庫システム全体における物品の取り出し効率を向上させることを目的とした、搬送ロボット２００の走行経路および昇降動作の選択や実行タイミングなどの改善を意味する。交通最適化制御モジュール１１６の詳細は、図５を用いて後述する。

【0038】

ロボットインタフェースモジュール１１７は、倉庫内の複数の搬送ロボット２００それぞれとのデータ通信を制御する。ロボットインタフェースモジュール１１７は、搬送ロボット２００に搬送コマンドを送信したり、搬送ロボット２００から各種データ（例えば、センサ部２０５にて取得した情報や、バッテリの残量情報など）を受信したりする。

【0039】

ロボット状態管理モジュール１１８は、搬送ロボット２００の状態を管理する。例えば、ロボット状態管理モジュール１１８は、搬送ロボット２００の位置情報や、割り当てられたタスクの情報などを管理する。

【0040】

図５は、本実施の形態に係る交通最適化制御モジュール１１６の詳細構成を示すブロック図である。マップグラフデータ５０１は、搬送ロボット２００の走行経路となるノードおよびパスのグラフ構造データである。マップグラフデータ５０１は、例えば、ロケーションマップ管理モジュール１１４に問い合わせることで取得されてよい。パスステータスデータは、パスの状態を示す情報であり、例えば、空き状況、占有状況、予約状況などの情報が含まれてよい。昇降可否データ５０３は、棚２２０の各列の昇降が可能か否かを示すデータである。上述したように、例えば、棚２２０のある列にて搬送ロボット２００による作業（昇降）が行われている場合には、その列およびその列の両隣りの列の昇降は不可として管理される。昇降可否データ５０３は、ロボット状態管理モジュール１１８にて管理されているロボット状態データ５１０などを参照して構成されてよい。

【0041】

経路探索部５０４は、マップグラフデータ５０１などを用いて、複数の搬送ロボット２００それぞれの現在の位置から目的とするノードまでの経路を探索する。ここでの経路を探索する対象は、現在タスクを実行していない搬送ロボット２００のみでもよいし、作業中のタスクが完了間近な搬送ロボット２００を含めてもよい。また、経路探索部５０４は、目的とする物品２１５を収納したコンテナ２１０が複数ある場合には、それぞれのコンテナ２１０までの経路を探索してよい。渋滞予測部５０５は、現在の作業を行っている搬送ロボット２００の走行経路に基づき、渋滞が発生する、すなわち、作業が滞る可能性がある走行経路を予測する。渋滞予測部５０５は、例えば、走行可能な搬送ロボット２００の数、予約または利用中の走行経路、到着予測時間、待機時間、棚２２０への上昇・下降の所要時間、移載動作に要する時間などを考慮して、ノードやパスにおける渋滞を予測する。交通スケジューリング部５０６は、複数の搬送ロボット２００が走行する予定の走行経路に基づき、走行タイミングやノードでの待機タイミングなどをスケジューリングする。経路計算部５０７は、経路探索部５０４、渋滞予測部５０５、および交通スケジューリング部５０６と連携し、搬送ロボット２００の走行経路を計算する。経路計算部５０７は、複数の走行経路のうち、物理的な距離が遠い走行経路であっても、渋滞が発生せず、より効率的にコンテナ２１０の搬送が可能な場合には、その走行経路を優先的に選択してもよい。

【0042】

図６は、本実施の形態に係る配置最適化制御モジュール１１３の詳細構成を示すブロック図である。コンテナ位置データ６０１は、物品２１５が収納されたコンテナ２１０の位置を示す。コンテナ２１０の位置は、棚２２０での配置の他、作業エリア２５０での位置や、搬送ロボット２００での搬送途中での位置などを含んでもよい。配置スケジューリング部６０２は、コンテナ２１０の配置および再配置の実行タイミングのスケジューリングを行う。例えば、通常の搬送作業が行われている場合にコンテナ２１０の再配置動作を行うと、通常の搬送作業が滞る場合があるため、配置スケジューリング部６０２は、再配置を実行するタイミングや所要時間内で再配置が完了するように計画を設定してよい。配置計算部６０３は、コンテナ２１０の配置の最適化を行い、その配置する位置を決定する。在庫品目位置データ６１１は、物品２１５の在庫状況や品目などを示すデータである。需要予測データ６１２は、物品の将来需要に係るデータである。需要予測データ６１２は、上位外部システム５００から提供される情報に基づいて、所定のアルゴリズムにより制御システム１００が需要予測を行うことで生成されてもよいし、在庫管理システム４００や上位外部システム５００から取得されてもよい。参考データ６１３は、例えば、荷物の倉庫からの出荷優先度、搬出用トラックのスケジュール、物品の品目の区分などが含まれてよい。

【0043】

なお、図５や図６に示すデータの種類や、各データを管理する主体は一例であり、これに限定するものではない。所定のデータに関し、モジュール間で共通的に利用、管理されてもよいし、所定のモジュールが統合的に管理するような構成であってもよい。また、各データは、制御システム１００が外部のシステムに適宜問い合わせて更新されてもよいし、外部のシステムから送信されてくる内容に基づいて更新されてもよい。また、各データを管理するデータベースの構成も特に限定するものではない。

【0044】

［処理シーケンス］
図７は、本実施の形態に係る制御シーケンスを示す。各処理シーケンスは、制御システム１００、搬送ロボット２００、作業指示デバイス３００、在庫管理システム４００、および上位外部システム５００が連携して処理を行う。ここでは説明を簡単にするため、搬送ロボット２００および作業指示デバイス３００は１台にて示す。また、同じ処理内容の場合には、同じ参照番号を付して示す。

【0045】

制御システム１００、搬送ロボット２００、および在庫管理システム４００が連携して移載位置移動制御を行う（ステップＳ７００）。移載位置移動制御は、搬送ロボット２００を、各動作に係る所望の位置へ移動させるための制御である。本工程の詳細は図８を用いて後述する。

【0046】

制御システム１００、および搬送ロボット２００が連携して、昇降・移載制御を行う（ステップＳ８００）。昇降・移載制御は、棚２２０の所望の位置にて、搬送ロボット２００の昇降動作およびコンテナ２１０の移載動作を行わせるための制御である。本工程の詳細は図９を用いて後述する。

【0047】

制御システム１００、および搬送ロボット２００が連携して、搬送制御を行う（ステップＳ９００）。本工程の詳細は図８を用いて後述する。

【0048】

制御システム１００は、在庫管理システム４００からのオーダーに基づいて、ピッキング指示データを生成する（ステップＳ１１０１）。ここで生成されるピッキング指示データは、例えば、コンテナ２１０から取り出すべき物品の情報（品目、数など）が含まれてよい。

【0049】

制御システム１００は、ステップＳ１１０１にて生成したピッキング指示データを、対応する作業エリア２５０の作業指示デバイス３００に送信する（ステップＳ１１０２）。

【0050】

作業指示デバイス３００は、制御システム１００から受信したピッキング指示データの内容を表示させ、搬送ロボット２００により作業エリア２５０に搬送されてくるコンテナ２１０から所望の物品の取り出しを作業者に行わせる（ステップＳ１１０３）。更に、作業指示デバイス３００は、取り出し作業が完了した後、作業者から作業完了の操作を受け付ける。

【0051】

作業指示デバイス３００は、作業完了の操作を受け付けたことに応じて、制御システム１００にピッキング作業の完了通知を送信する（ステップＳ１１０４）。

【0052】

制御システム１００は、作業指示デバイス３００からの完了通知を受け付けたことに応じて、ピッキング指示データに対応するタスクの完了を判断する（ステップＳ１１０５）。

【0053】

制御システム１００は、タスクが完了したことに応じて、オーダーに対応する処理が完了したことを在庫管理システム４００に通知する（ステップＳ１１０６）。

【0054】

ここまでの処理は、搬送ロボット２００が、棚２２０に配置されたコンテナ２１０（すなわち、物品２１５）を取り出して、作業エリア２５０まで搬送するまでの処理に相当する。以降の処理は、ピッキング作業後において、作業エリア２５０から、コンテナ２１０を棚２２０に戻すまでの処理、もしくは、棚２２０に配置されたコンテナ２１０を、搬送の効率化のために配置の最適化を行って再配置を行う一連の処理に相当する。

【0055】

制御システム１００、在庫管理システム４００、および上位外部システム５００が連携して、配置最適化計画処理を行う（ステップＳ１０００）。配置最適化計画処理では、コンテナ２１０を取り出した元の位置に戻す場合もあれば、より適切な別の位置に再配置する場合もある。本工程の詳細は、図１０を用いて後述する。

【0056】

制御システム１００、および搬送ロボット２００が連携して、搬送制御を行う（ステップＳ９００）。本工程の詳細は図８を用いて後述する。

【0057】

制御システム１００、および搬送ロボット２００が連携して、昇降・移載制御を行う（ステップＳ８００）。本工程の詳細は図９を用いて後述する。

【0058】

（移載位置移動制御処理）
図８は、本実施の形態に係る移載位置移動制御処理の処理フローであり、図７のステップＳ７００の工程に対応する。本処理は、制御システム１００、搬送ロボット２００、および在庫管理システム４００が連携することで行われる。

【0059】

在庫管理システム４００は、倉庫から出荷すべき物品に関するオーダーを制御システム１００へ発行する（ステップＳ７０１）。オーダーには、倉庫から出荷すべき物品の品目、数、優先度（納期）などの情報が含まれてよい。

【0060】

制御システム１００は、在庫管理システム４００から受信したオーダーに基づき、タスクを生成する（ステップＳ７０２）。ここで生成されるタスクの内容は、オーダーの内容に応じて異なっていてよく、例えば１つのオーダーが複数のタスクから構成されてもよい。より具体的には、１つのオーダーにて複数の物品の出荷が指定されている場合には、複数の物品それぞれの搬送に対応したタスクが生成されてよい。もしくは、１つのオーダーは１つのタスクに対応するように構成されてもよい。

【0061】

搬送ロボット２００は、自装置の状態情報を制御システム１００へ通知する（ステップＳ７０３）。本工程は、搬送ロボット２００が起点となって制御システム１００へ送信してもよいし、制御システム１００が搬送ロボット２００に問い合わせを行うことで実行されてもよい。なお、制御システム１００と搬送ロボット２００との間の状態通知に係るデータの送受信は、このタイミングに限定されるものではなく、適宜実施されていてよい。

【0062】

制御システム１００は、複数の搬送ロボット２００の中からステップＳ７０２にて生成したタスクを割り当てる搬送ロボット２００を決定する（ステップＳ７０４）。ここでの割り当ては、例えば、搬送ロボット２００のバッテリ残業や位置情報、予約情報などに基づいて行われてよい。

【0063】

次に、制御システム１００および搬送ロボット２００が連携して、搬送制御が行われる（ステップＳ９００）。本工程は、搬送ロボット２００が目的とする位置（ノード２３０）に到着するまで繰り返される。搬送制御は、ステップＳ９０１～ステップＳ９０６にて構成される。

【0064】

制御システム１００は、タスクを割り当てた搬送ロボット２００の走行経路を決定するために、交通状況の最適化およびスケジューリングを行う（ステップＳ９０１）。制御システム１００は、例えば、すでに作業を行っている搬送ロボット２００の位置や走行経路、予約状況、目的とするコンテナ２１０の位置などに基づいて、交通状況の最適化およびスケジューリングを行う。ここでの処理は、自動倉庫システム全体の搬送の効率化のために、ステップＳ７０４にて新たにタスクを割り当てた搬送ロボット２００に加え、他の搬送ロボット２００のスケジューリングを行ってもよい。

【0065】

制御システム１００は、ステップＳ９０１の処理にて決定したスケジュールに基づいて、搬送ロボット２００に対する搬送コマンドを生成する（ステップＳ９０２）。搬送コマンドには、走行経路、待機位置、待機タイミング、走行条件（走行速度など）などの情報が指定されてよい。

【0066】

制御システム１００は、ステップＳ９０２にて生成した搬送コマンドを搬送ロボット２００へ送信し、搬送コマンドに基づく搬送動作の実行を指示する（ステップＳ９０３）。

【0067】

搬送ロボット２００は、制御システム１００から受信した搬送コマンドに基づいて、搬送動作を実行する（ステップＳ９０４）。このとき、搬送ロボット２００は、搬送コマンドの指示内容に加え、センサ部２０５にて検出した情報に基づいて動作を制御してよい。

【0068】

搬送ロボット２００は、自装置の状態情報を制御システム１００に通知する（ステップＳ９０５）。状態情報には、タスク（搬送コマンド）の進捗状況や、センサ部２０５にて検出した情報などが含まれてよい。また、本通知動作は、定期的に行われてもよいし、タスクの進捗状況に応じて行われてもよい。

【0069】

制御システム１００は、ステップＳ９０５にて搬送ロボット２００から受信した状態情報に基づいて、搬送ロボット２００が所定の位置に到着したか否かを判定する（ステップＳ９０６）。ここでの所定の位置は、目的とする棚２２０の面前における昇降動作を行う位置に相当する。なお、他の搬送ロボット２００による作業が完了するまでの待機位置や、走行中である場合には、搬送ロボット２００は未到着であると判断されてよい。到着した場合には本処理フローを完了して、次の昇降・移載制御（ステップＳ８００）へ進む。未到着の場合には、到着するまで搬送制御（ステップＳ９００）を繰り返す。

【0070】

（昇降・移載制御処理）
図９は、本実施の形態に係る昇降・移載制御処理の処理フローであり、図７のステップＳ８００の工程に対応する。本処理は、制御システム１００、搬送ロボット２００、および在庫管理システム４００が連携することで行われる。本処理は、搬送ロボット２００が目的とする棚２２０の面前の昇降位置に到着した後に開始される。

【0071】

制御システム１００は、搬送ロボット２００に対して、上昇指示を送信する（ステップＳ８０１）。上昇指示には、上昇する高さやスピード、タイミングなどの情報が含まれてよい。

【0072】

搬送ロボット２００は、制御システム１００から受信した上昇指示に基づいて、移動駆動部２０４を棚２２０に連結させることで、上昇動作を行う（ステップＳ８０２）。

【0073】

搬送ロボット２００は、上昇指示にて指定された位置に上昇したことに応じて、上昇完了通知を制御システム１００へ送信する（ステップＳ８０３）。

【0074】

制御システム１００は、ステップＳ８０３にて搬送ロボット２００から上昇完了通知を受信したことに応じて、コンテナ２１０の移載を指示する（ステップＳ８０４）。このとき、コンテナ２１０を取り出すか、コンテナ２１０を棚に戻すかなどが指定される。また、図３に示したように棚２２０の取り出し側が対向するように、棚２２０が配置されているため、どちら側の棚を対象としてコンテナ２１０の移載を行うかも指定される。更に、収納区画の手前側（収納区画２２０ａ）と奥側（収納区画２２０ｂ）のいずれを対象として移載を行うかも指定される。

【0075】

搬送ロボット２００は、ステップＳ８０４にて制御システム１００から受信した移載指示に基づき、コンテナ移載部２０３を動作させることで移載動作を実行する（ステップＳ８０５）。

【0076】

搬送ロボット２００は、移載動作が完了したことに応じて、移載完了通知を制御システム１００へ送信する（ステップＳ８０６）。

【0077】

制御システム１００は、搬送ロボット２００の移載動作に基づいてコンテナ２１０の位置が変更になったことを在庫管理システム４００へ通知する（ステップＳ８０７）。在庫管理システム４００は、コンテナ２１０に収納されている物品などと併せて棚２２０におけるコンテナ２１０の配置や、搬送ロボット２００に搭載されたコンテナ２１０を管理する。

【0078】

制御システム１００は、その時点における交通状況などに基づき、搬送ロボット２００の交通状況の最適化およびスケジューリングを行う（ステップＳ８０８）。上昇した位置の下側の通路を他の搬送ロボット２００が走行している場合もあるため、必要に応じて、制御システム１００は、棚２２０にて上昇した状態で待機するようにスケジューリングしてもよい。本工程は、図８のステップＳ９０１の工程と同様であってよい。

【0079】

制御システム１００は、ステップＳ８０８にて決定したスケジュールに基づいて、搬送ロボット２００に対して下降指示を行う（ステップＳ８０９）。下降指示には、下降するスピードやタイミングなどの情報が含まれてよい。

【0080】

搬送ロボット２００は、制御システム１００から受信した下降指示に基づいて、移動駆動部２０４を動作させることで、下降動作を行う（ステップＳ８１０）。

【0081】

搬送ロボット２００は、下降動作が完了したことに応じて、下降完了通知を制御システム１００へ送信する（ステップＳ８１１）。その後、本処理フローを終了し、搬送制御（ステップＳ９００）へ進む。搬送制御（ステップＳ９００）は、図８を用いて説明した搬送制御と同様である。この搬送制御により、例えば、搬送ロボット２００は、搭載したコンテナ２１０を指定された作業エリア２５０へ搬送する。

【0082】

（配置最適化計画処理）
図１０は、本実施の形態に係る配置最適化処理の処理フローであり、図７のステップＳ１０００の工程に対応する。本処理は、制御システム１００、在庫管理システム４００、および上位外部システム５００が連携することで行われる。本処理は、図７のステップＳ１１０６の工程が完了した後、すなわち、搬送ロボット２００がコンテナ２１０を棚２２０へ戻すタイミングにて行われてもよい。または、所定の時間間隔や、予め規定されたタイミングで実行されてもよい。

【0083】

制御システム１００は、参考データ６１３を上位外部システム５００へ要求する（ステップＳ１００１）。

【0084】

上位外部システム５００は、ステップＳ１００１における制御システム１００からの要求に応じて、参考データ６１３を制御システム１００へ通知する（ステップＳ１００２）。ここで通知される参考データ６１３の種類は特に限定するものではなく、制御システム１００側から指定されてもよいし、上位外部システム５００が任意のデータを通知してもよい。また、参考データ６１３は、最新の情報のみを通知してもよいし、一定の期間の情報を履歴情報としてまとめて通知してもよい。また、参考データ６１３は、制御システム１００や在庫管理システム４００が物品の需要予測を行うためのデータであってもよいし、需要予測データ６１２そのものであってもよい。

【0085】

制御システム１００は、物品２１５の棚２２０における在庫やその位置を示す在庫品目位置データ６１１を在庫管理システム４００へ要求する（ステップＳ１００３）。

【0086】

在庫管理システム４００は、ステップＳ１００３における制御システム１００からの要求に応じて、在庫品目位置データ６１１を制御システム１００へ通知する（ステップＳ１００４）。在庫品目位置データ６１１には、コンテナ２１０に収納された物品２１５の品目や数、棚２２０での収納位置などが含まれる。

【0087】

制御システム１００は、上位外部システム５００から取得した参考データ６１３、および、在庫管理システム４００から取得した在庫品目位置データ６１１に基づいて、物品２１５（すなわち、コンテナ２１０）の最適な配置を決定する（ステップＳ１１００５）。

【0088】

制御システム１００は、ステップＳ１００５にて決定した配置に基づいて、コンテナ２１０の保管位置の変更予約通知を在庫管理システム４００へ通知する（Ｓ１００６）。その後、本処理フローを終了し、搬送制御（ステップＳ９００）、および昇降・移載制御（ステップＳ８００）へ進む。これらの制御は、図８や図９を用いて説明した処理と同様であるが、図１０の配置最適化計算処理にて計算された新たな配置（コンテナの保管位置）に基づいて、コンテナ２１０の搬送や移載が行われる。

【0089】

［制御例］
上記に示した自動倉庫システムにおける制御の例について更に説明する。上述したように、棚２２０の構成や搬送ロボット２００の構成などによって、その制御を行う際にいくつかの制約が存在する。ここでは、そのような制約を踏まえて制御を行う例について説明する。

【0090】

図３に示すように、上記の実施の形態では、棚２２０の収納区画が手前側と奥側にて構成されている。このような構成において、奥側のコンテナを取り出す場合には、手前側のコンテナを先に取り出す必要がある。この場合、１つの搬送ロボット２００にて、まず手前側のコンテナを別の位置へ移動させ、その後、奥側のコンテナを取り出すような構成であってもよい。もしくは、２つの搬送ロボット２００を用いて、まず一方の搬送ロボット２００（第１の搬送装置）にて手前側のコンテナを取り出して移動させ、続いて、他方の搬送ロボット２００（第２の搬送装置）で奥側のコンテナを取り出すような構成であってもよい。いずれがより効率的にコンテナ２１０の搬送を行うことが可能かは、状況に応じて変化するため、これらの制御を切り替えて実施するような構成であってよい。

【0091】

また、上記の実施の形態では、棚２２０のある列にて搬送ロボット２００が昇降を行っている際には、その両隣の列の昇降は不可となる制約がある。そのため、昇降が不可となる列が極力重複するようにコンテナの移載や搬送を制御する。これにより、より効率的な搬送が可能となる。

【0092】

また、棚２２０において、コンテナ２１０を配置可能な空き区画を適度に分散させるように配置を計画してよい。例えば、上記のように奥側のコンテナを取り出す際に手前側のコンテナを移動させる必要がある場合を想定して、その手前側のコンテナを配置可能な空き領域を分散させる。これにより、遠くの空き領域にコンテナを移動させるような搬送コストを削減することができる。

【0093】

また、取り出し頻度の高い物品を収納したコンテナは、棚の下の段や手前側の収納区画に配置するように制御してよい。更には、作業エリアに近い収納区画にコンテナを配置するように制御してよい。例えば、各物品に対して「Ａ品」、「Ｂ品」、「Ｃ品」のようにランク分けや分類を需要予測などに基づいて行い、これによって取り出し頻度を定義してよい。また、取り出し頻度がより高い物品を近くの棚２２０にまとめて配置した場合には、その棚２２０の周辺で渋滞が発生しやすくなるため、ランクに応じて物品の配置を分散させるように制御してよい。また、作業エリア２５０についても、ランクが偏った物品のみを作業するのではなく、ランクが分散するように搬送制御を行ってよい。このとき、目的とする物品が収納された棚２２０と、複数の作業エリア２５０それぞれとの物理的距離を考慮して搬送先となる作業エリア２５０を決定してもよい。なお、ランクは上記の３つの分類に限定するものではなく、更に詳細に分類してもよい。

【0094】

また、棚２２０の奥側は、基本的に取り出し頻度が低い物品（例えば、「Ｃ品」）などを配置することで、搬送コストを抑制することが可能である。

【0095】

また、同じ種類の物品であっても、例えば、消費期限などの関係により、より先行して出荷する必要がある物品については、より優先して作業エリア２５０に搬送されるように制御されてよい。この場合、該当する物品のコンテナ２１０は、より作業エリア２５０に近い収納区画や、手前側の収納区画２２０ａに配置するように制御されてよい。

【0096】

また、上述したように、取り出したコンテナ２１０は必ずしも同じ収納区画に戻す必要はない。例えば、コンテナ２１０に格納されている物品の数や直近の所定期間内の取り出し頻度に基づいて、作業エリア２５０により近い位置に配置するような構成であってもよい。逆に、全体としての取り出し頻度は高くても、直近の所定期間内の取り出し頻度が低い傾向がある物品のコンテナ２１０に対しては、当初の収納位置よりも遠くなるようにコンテナ２１０の戻す位置を決定してもよい。

【0097】

また、上記の実施の形態において、上位外部システム５００と連携を行っているが、上位外部システム５００にて取得可能な情報としては、時間帯や天気、気温などの情報が含まれてよい。また、これらの情報を用いて需要予測を行い、その結果に応じて、コンテナ２１０の再配置を行うような構成であってよい。コンテナ２１０の再配置は、例えば、夜間や昼休憩など人手による作業が中断している際に、配置最適化計算処理（ステップＳ１０００）、搬送制御（ステップＳ９００）、昇降・移載制御（ステップＳ８００）を行うことで実現されてよい。また、コンテナの再配置は、所定の時間帯、または所定の時間内にて完了するように搬送指示を行うようにスケジュールが設定されてよい。

【0098】

また、新たな物品を倉庫に保管することを想定して、棚２２０の一定の収納区画を空き区画として計画するように構成されてよい。例えば、上位外部システム５００により、新たな物品需要やトレンドに関する情報を取得し、これらの情報に基づいて、空き区画の割合を調整するような構成であってもよい。これにより、空き区画には、新たな物品を収納したコンテナ２１０を適宜配置でき、またその配置場所も需要予測に基づいて分散させるように制御されてよい。空き区画の設定は、棚２２０の全収納区画の割合（例えば、１０％）を設定してもよいし、棚２２０ごとに空き区画を設定してもよい。また、空き区画として利用可能か否かを収納区画ごとに設定してもよい。

【0099】

また、空のコンテナ２１０を棚２２０の収納区画に配置する場合と、空の収納区画とを分けて管理してよい。空のコンテナ２１０には、新たな物品を収納可能である。一方、空の収納区画には、新たなコンテナ２１０を配置可能である。よって、需要予測などの結果に応じて、これらを使い分けて設定してよい。

【0100】

また、タスクが割り当てられていない状態の搬送ロボット２００の待機位置は、搬送動作を行っている際の待機位置と異なるように設定されてもよい。また、タスクには優先度を設定し、すでにタスクを割り当てた搬送ロボット２００に対して、より優先度の高いタスクを割込みとして割り当ててもよい。この場合、元のタスクは別の搬送ロボット２００に割り当てなおしてもよいし、同じ搬送ロボット２００が実行するように割り当ててもよい。

【0101】

以上、本実施の形態により、自動倉庫システムの制御システム１００は、複数の搬送ロボット２００それぞれの状態、棚２２０におけるコンテナ２１０の配置、コンテナ２１０に収納された物品の情報、複数の搬送ロボット２００それぞれの走行経路、および複数の搬送ロボット２００それぞれの棚２２０における昇降可否の情報を管理する管理部（例えば、タスク管理モジュール１１２、ロケーションマップ管理モジュール１１４、ロボット状態管理モジュール１１８）と、管理された情報を用いて、複数の搬送ロボット２００それぞれによるコンテナ２１０の搬送の際の走行経路および前記棚での昇降動作を最適化する交通最適化部（例えば、交通最適化制御モジュール１１６）と、最適化された走行経路および昇降動作により、複数の搬送ロボット２００それぞれにコンテナ２１０の搬送を指示する指示部（例えば、搬送コマンド制御モジュール１１５、ロボットインタフェースモジュール１１７）と、を有する。

【0102】

これにより、倉庫における物品管理において、物品の保管や取り出しを効率化することが可能となる。

【0103】

また、制御システム１００は、管理された情報を用いて、棚２２０におけるコンテナ２１０の配置を最適化する配置最適化部（例えば、配置最適化制御モジュール１１３）を更に有し、最適化された配置に基づき、複数の搬送ロボット２００それぞれにコンテナ２１０の搬送が指示される。

【0104】

これにより、倉庫内の物品の配置を適時最適化し、物品の保管や取り出しを効率化することが可能となる。

【0105】

また、制御システム１００は、物品の需要予測に係る情報を取得する取得部（例えば、制御インタフェース１１１）を更に有し、需要予測に係る情報に基づいて、棚２２０におけるコンテナ２１０の配置が最適化される。

【0106】

これにより、時々刻々と変化する物品の出荷に係る需要予測に基づいて、倉庫内の物品の配置を適時最適化し、物品の保管や取り出しを効率化することが可能となる。

【0107】

また、制御システム１００は、複数の物品それぞれの取り出し頻度に基づき、複数の物品それぞれが収納されたコンテナ２１０を分散するように配置を最適化する。

【0108】

これにより、取り出し頻度が高い物品が一部に集中して配置されることを避け、搬送における渋滞の発生を抑制することが可能となる。

【0109】

また、制御システム１００は、所定の割合にて棚２２０における空きの収納区画を設けるようにコンテナ２１０の配置を最適化し、所定の割合は、需要予測に係る情報に基づいて設定される。

【0110】

これにより、急なトレンドの変化などを想定して、新たな物品を倉庫内に収納可能な区画を配置することが可能となる。

【0111】

また、制御システム１００は、所定の時間帯、または、所定の時間内にて再配置が完了するように、棚２２０におけるコンテナ２１０の再配置をスケジューリングする。

【0112】

これにより、通常の搬送作業時に、コンテナの再配置による影響を抑制しつつ、所望のタイミングにて搬送の効率化のためのコンテナの再配置を実行することが可能となる。

【0113】

また、制御システム１００は、複数の搬送ロボット２００それぞれの走行経路および走行タイミング、待機位置および待機タイミング、棚２２０における昇降位置および昇降タイミングの少なくともいずれかを決定する。

【0114】

これにより、複数の搬送ロボット２００それぞれの搬送動作を考慮した搬送計画を行い、倉庫内での渋滞を抑制した、システム全体の効率化を実現することが可能となる。

【0115】

また、制御システム１００は、同じタイミングにて棚２２０における昇降が不可である箇所が重複するように、複数の搬送ロボット２００それぞれの棚２２０における昇降位置および昇降タイミングを最適化する。

【0116】

これにより、棚などの構造上の制約に起因する、ある搬送ロボット２００が作業中のために、他の搬送ロボット２００が作業できない状況を抑制し、システム全体の効率化を実現することが可能となる。

【0117】

また、制御システム１００は、搬送ロボット２００を周回させることで、その搬送ロボット２００の待機動作に起因する渋滞が発生しないように走行経路を最適化する。

【0118】

これにより、ある搬送ロボット２００が同じ場所で待機し続けることに起因する渋滞の発生を抑制し、システム全体の効率化を実現することが可能となる。

【0119】

また、棚２２０は、奥行方向に複数のコンテナ２１０を配置可能であり、制御システム１００は、複数のコンテナ２１０のうち奥側に位置するコンテナを取り出す場合、第１の搬送装置にて手前側のコンテナを移動させたのち、第２の搬送装置にて前記奥側のコンテナを取り出すように最適化を行う。

【0120】

これにより、棚などの構造上の制約に起因する、複数のコンテナの移載動作を、複数の搬送ロボット２００にて分担することで、システム全体の効率化を実現することが可能となる。

【0121】

＜その他の実施形態＞
また、上述した１以上の実施の形態の機能を実現するためのプログラムおよびアプリケーションを、ネットワークまたは記憶媒体などを用いてシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。

【0122】

また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））によって実現してもよい。

【0123】

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に相当し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0124】

本開示は、倉庫における物品管理において、物品の保管や取り出しを効率化することが可能な自動倉庫システム、および倉庫管理方法として有用である。

【符号の説明】

【0125】

１００…制御システム
１０１…処理部
１０２…メモリ
１０３…記憶装置
１０４…通信部
１０５…インタフェース部
１１１…制御インタフェース
１１２…タスク管理モジュール
１１３…配置最適化制御モジュール
１１４…ロケーションマップ管理モジュール
１１５…搬送コマンド制御モジュール
１１６…交通最適化制御モジュール
１１７…ロボットインタフェースモジュール
１１８…ロボット状態管理モジュール
２００…搬送ロボット
２０１…制御部
２０２…記憶部
２０３…コンテナ移載部
２０４…移動駆動部
２０５…センサ部
２０６…通信部
２１０…コンテナ
２１５…物品
２２０…棚
２５０…作業エリア
３００…作業指示デバイス
４００…在庫管理システム
５００…上位外部システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】