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(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】P2024104172
(43)【公開日】2024-08-02
(54)【発明の名称】計算処理装置
(51)【国際特許分類】
G06Q 10/08 20240101AFI20240726BHJP
B25J 13/00 20060101ALI20240726BHJP
B65G 57/03 20060101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
G06Q10/08
B25J13/00 Z
B65G57/03 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008268
(22)【出願日】2023-01-23
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000578
【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】山本 真之
(72)【発明者】
【氏名】宮嶋 宏臣
(72)【発明者】
【氏名】富田 一律
【テーマコード（参考）】
3C707
3F029
5L010
5L049
【Ｆターム（参考）】
3C707AS02
3C707LS15
3C707LV14
3C707LW08
3F029AA01
3F029AA08
3F029BA01
3F029CA51
3F029DA01
5L010AA16
5L049AA16
(57)【要約】
【課題】パッケージをパレットに載置する際に、パレットの段積みに適したパッケージの配置を可能にする技術を提供する。
【解決手段】計算処理装置は、取得部と、位置計算部と、を備える。取得部は、パレットの上に積むべき複数の箱についての数及びサイズの情報である箱情報を取得するように構成される。位置計算部は、パレットの上に複数の箱の全てを複数の列に分散して各列に積み上げて配置したユニットを箱ユニットとして、箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面が同じ高さになるように、取得部により取得された箱情報を用いて、箱ユニットにおける各箱の位置を計算するように構成される。
【選択図】図１
【解決手段】計算処理装置は、取得部と、位置計算部と、を備える。取得部は、パレットの上に積むべき複数の箱についての数及びサイズの情報である箱情報を取得するように構成される。位置計算部は、パレットの上に複数の箱の全てを複数の列に分散して各列に積み上げて配置したユニットを箱ユニットとして、箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面が同じ高さになるように、取得部により取得された箱情報を用いて、箱ユニットにおける各箱の位置を計算するように構成される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パレットの上に積むべき複数の箱についての数及びサイズの情報である箱情報を取得するように構成された取得部（３３）と、
前記パレットの上に前記複数の箱の全てを複数の列に分散して各列に積み上げて配置したユニットを箱ユニットとして、前記箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、前記箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面が同じ高さになるように、前記取得部により取得された前記箱情報を用いて、前記箱ユニットにおける各箱の位置を計算するように構成された位置計算部（３４，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４）と、
を備える、計算処理装置。
前記パレットの上に前記複数の箱の全てを複数の列に分散して各列に積み上げて配置したユニットを箱ユニットとして、前記箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、前記箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面が同じ高さになるように、前記取得部により取得された前記箱情報を用いて、前記箱ユニットにおける各箱の位置を計算するように構成された位置計算部（３４，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４）と、
を備える、計算処理装置。
【請求項2】
請求項１に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部により計算された前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された順序計算部（３５）をさらに備える、計算処理装置。
前記位置計算部により計算された前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された順序計算部（３５）をさらに備える、計算処理装置。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱を全て配置しても前記支持天面が同じ高さにならない場合、前記複数の箱とは別の箱である少なくとも１つのダミー箱を前記箱ユニットに追加し、前記支持天面が同じ高さになるように、前記複数の箱と、前記少なくとも１つのダミー箱と、の各位置を計算するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、前記複数の箱を全て配置しても前記支持天面が同じ高さにならない場合、前記複数の箱とは別の箱である少なくとも１つのダミー箱を前記箱ユニットに追加し、前記支持天面が同じ高さになるように、前記複数の箱と、前記少なくとも１つのダミー箱と、の各位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【請求項4】
請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記順序計算部は、前記パレットの上から前記複数の箱を降ろすときの順序を基準にして、前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された、計算処理装置。
前記順序計算部は、前記パレットの上から前記複数の箱を降ろすときの順序を基準にして、前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された、計算処理装置。
【請求項5】
請求項１又は請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合と、前記複数の箱の中に底面のサイズが異なる箱が含まれる場合と、では異なる計算処理を実行するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合と、前記複数の箱の中に底面のサイズが異なる箱が含まれる場合と、では異なる計算処理を実行するように構成された、計算処理装置。
【請求項6】
請求項１又は請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合、前記支持天面を形成する列の配置と、その他の列の配置と、が予め設定され、列の高さが可変である複数のパターンに当てはめるように計算し、前記複数のパターンに応じた前記箱ユニットの候補の中から１つの前記箱ユニットを選択するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合、前記支持天面を形成する列の配置と、その他の列の配置と、が予め設定され、列の高さが可変である複数のパターンに当てはめるように計算し、前記複数のパターンに応じた前記箱ユニットの候補の中から１つの前記箱ユニットを選択するように構成された、計算処理装置。
【請求項7】
請求項３に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記箱ユニットの候補として複数のパターンを計算し、前記ダミー箱の数が最も少なく、前記ダミー箱の数が同じ場合には、前記箱ユニットの高さが最も低いパターンを前記箱ユニットの候補の中から１つの前記箱ユニットとして選択するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、前記箱ユニットの候補として複数のパターンを計算し、前記ダミー箱の数が最も少なく、前記ダミー箱の数が同じ場合には、前記箱ユニットの高さが最も低いパターンを前記箱ユニットの候補の中から１つの前記箱ユニットとして選択するように構成された、計算処理装置。
【請求項8】
請求項３に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、ダミー箱が存在する場合には、前記ダミー箱の上には、前記複数の箱を配置しないように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、ダミー箱が存在する場合には、前記ダミー箱の上には、前記複数の箱を配置しないように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【請求項9】
請求項１又は請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、所定の底面積の第１箱が、前記第１箱よりも底面積の大きい第２箱よりも上に配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、所定の底面積の第１箱が、前記第１箱よりも底面積の大きい第２箱よりも上に配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【請求項10】
請求項１又は請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱のうち、同じサイズの箱は、隣接して配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、前記複数の箱のうち、同じサイズの箱は、隣接して配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【請求項11】
請求項１又は請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の向きを加味して前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、前記複数の箱の向きを加味して前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【請求項12】
請求項３に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記箱ユニットを形成する各列の高さの差が一定以上の場合、各列の高さの差が所定の差よりも小さくなるまで、前記少なくとも１つのダミー箱を低い方の列に配置するように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
前記位置計算部は、前記箱ユニットを形成する各列の高さの差が一定以上の場合、各列の高さの差が所定の差よりも小さくなるまで、前記少なくとも１つのダミー箱を低い方の列に配置するように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【請求項13】
請求項２に記載の計算処理装置であって、
前記パレットの上に前記複数の箱を積み付けるパレタイズロボットに対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された指示送信部（５４）を更に備える、計算処理装置。
前記パレットの上に前記複数の箱を積み付けるパレタイズロボットに対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された指示送信部（５４）を更に備える、計算処理装置。
【請求項14】
請求項２に記載の計算処理装置であって、
作業者への指示を表示する表示部に対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された表示送信部（１５４）を更に備える、計算処理装置。
作業者への指示を表示する表示部に対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された表示送信部（１５４）を更に備える、計算処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、計算処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、パッケージを指定された位置に配置するためのロボットシステムが開示されている。当該ロボットシステムは、シミュレーション機能を実行してシミュレートされたスタッキングプランに従ってパッケージをパレットに載置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１９６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、以下の問題があった。パッケージをパレットに載置する際には、より安定した積み方をし、パレットの段積みができることが好ましい。パレットの段積みとは、パレットの上にパッケージを積み上げ、さらにその上にパレットを積むことである。しかし、特許文献１のロボットシステムでは、パレットの段積みに適したパッケージの配置にならない場合がある。
【0005】
本開示の一局面は、パッケージをパレットに載置する際に、パレットの段積みに適したパッケージの配置を可能にする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様は、計算処理装置であって、取得部（３３）と、位置計算部（３４，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４）と、を備える。取得部は、パレットの上に積むべき複数の箱についての数及びサイズの情報である箱情報を取得するように構成される。位置計算部は、パレットの上に複数の箱の全てを複数の列に分散して各列に積み上げて配置したユニットを箱ユニットとして、箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面が同じ高さ（あるいは平坦）になるように、取得部により取得された箱情報を用いて、箱ユニットにおける各箱の位置を計算するように構成される。
【0007】
このような構成によれば、複数の箱をパレットに載置する際に、パレットの段積みに適した複数の箱の配置を可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態におけるパレタイズシステムの構成を示すブロック図である。
【図3】箱ユニットをトラックに積むときの流れを示す説明図である。
【図4】ダミー箱を追加して荷姿を形成したときの模式図である。
【図5】箱の位置を説明するための図である。
【図8】パレタイズ処理のフローチャートである。
【図9】異種混載処理のフローチャートである。
【図10】同種高さ違い処理のフローチャートである。
【図13】第２実施形態におけるパレタイズシステムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示すパレタイズシステム１は、人やパレタイズロボットが、箱やケースといったパッケージをパレット上に積み付ける作業を実行するためのシステムである。本実施形態では、通い箱をパッケージとして、パレット上に積み付ける対象とする。通い箱とは、拠点間を行き来して材料や部品、製品を輸送するためのコンテナ型の箱のことである。図２Ａに示すように、通い箱には、複数のサイズの通い箱がある。ここでは、底面が３００ｍｍ×３００ｍｍのサイズの通い箱をＡ系と呼び、底面が４５０ｍｍ×３００ｍｍのサイズの通い箱をＢ系と呼び、底面が６００ｍｍ×３００ｍｍのサイズの通い箱をＣ系と呼ぶ。Ａ系では、それぞれ高さが異なるＡ－１型、Ａ－２型、Ａ－３型の３種類の通い箱を例示する。Ｂ系では、それぞれ高さが異なるＢ－１型、Ｂ－２型、Ｂ－３型、Ｂ－４型、Ｂ－５型の５種類の通い箱を例示する。Ｃ系では、それぞれ高さが異なるＣ－１型、Ｃ－２型、Ｃ－３型、Ｃ－４型、Ｃ－５型の５種類の通い箱を例示する。図２Ｂに示すように、１マスを１５０ｍｍ×１５０ｍｍとしたとき、Ａ系の通い箱の底面積は２マス×２マス、Ｂ系の通い箱の底面積は３マス×２マス、Ｃ系の通い箱の底面積は４マス×２マスと換算される。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示すパレタイズシステム１は、人やパレタイズロボットが、箱やケースといったパッケージをパレット上に積み付ける作業を実行するためのシステムである。本実施形態では、通い箱をパッケージとして、パレット上に積み付ける対象とする。通い箱とは、拠点間を行き来して材料や部品、製品を輸送するためのコンテナ型の箱のことである。図２Ａに示すように、通い箱には、複数のサイズの通い箱がある。ここでは、底面が３００ｍｍ×３００ｍｍのサイズの通い箱をＡ系と呼び、底面が４５０ｍｍ×３００ｍｍのサイズの通い箱をＢ系と呼び、底面が６００ｍｍ×３００ｍｍのサイズの通い箱をＣ系と呼ぶ。Ａ系では、それぞれ高さが異なるＡ－１型、Ａ－２型、Ａ－３型の３種類の通い箱を例示する。Ｂ系では、それぞれ高さが異なるＢ－１型、Ｂ－２型、Ｂ－３型、Ｂ－４型、Ｂ－５型の５種類の通い箱を例示する。Ｃ系では、それぞれ高さが異なるＣ－１型、Ｃ－２型、Ｃ－３型、Ｃ－４型、Ｃ－５型の５種類の通い箱を例示する。図２Ｂに示すように、１マスを１５０ｍｍ×１５０ｍｍとしたとき、Ａ系の通い箱の底面積は２マス×２マス、Ｂ系の通い箱の底面積は３マス×２マス、Ｃ系の通い箱の底面積は４マス×２マスと換算される。
【0010】
ここで、通い箱を運搬する際には、図３に示すように、まず、パレットの上に複数の通い箱が複数の列に分散して各列に積み上げて配置された箱ユニットが形成される。パレット単位で、複数の箱ユニットが形成されるが、箱ユニットの上に箱ユニットを重ねてトラックの荷台等に積んだ方が、運搬効率がよい。つまり、パレットを段積みして運搬することが好ましい。そこで、本パレタイズシステム１では、箱ユニットの上に箱ユニットを重ねることができるように、箱ユニットの形状を考慮し箱ユニットを形成する技術を提供する。以下、箱ユニットの外観の形状のことを荷姿という。なお、複数の箱ユニットを積み込む対象は、トラックに限定されるものではない。例えば、複数の箱ユニットは、鉄道、船舶、航空機等に積み込まれ運搬されてもよい。
【0011】
図１に戻り、パレタイズシステム１は、荷姿計算指示システム２と、計算処理システム３と、荷姿計算結果処理システム５と、を備える。
［１－１－１．荷姿計算指示システム］
荷姿計算指示システム２は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱についての、数及びサイズの情報である箱情報を読み取るためのシステムである。例えば、荷姿計算指示システム２は、１つのパレットの上に積みたい複数の通い箱の箱情報が、「Ａ－１型が１０個、Ｂ－２型が２０個、Ｃ－３型が２０個」などと記載された伝票の内容を読み取る。伝票の内容は、スキャンできるようにＱＲコード化されていてもよいし、人がタッチパネルに入力することによってデジタルデータ化されてもよい。ＱＲコードは登録商標である。
［１－１－１．荷姿計算指示システム］
荷姿計算指示システム２は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱についての、数及びサイズの情報である箱情報を読み取るためのシステムである。例えば、荷姿計算指示システム２は、１つのパレットの上に積みたい複数の通い箱の箱情報が、「Ａ－１型が１０個、Ｂ－２型が２０個、Ｃ－３型が２０個」などと記載された伝票の内容を読み取る。伝票の内容は、スキャンできるようにＱＲコード化されていてもよいし、人がタッチパネルに入力することによってデジタルデータ化されてもよい。ＱＲコードは登録商標である。
【0012】
荷姿計算指示システム２は、ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、を備える周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。メモリ２２は、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリとして構成される。荷姿計算指示システム２の各機能は、ＣＰＵ２１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ２２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、非遷移的実体的記録媒体とは、記録媒体のうちの電磁波を除く意味である。また、荷姿計算指示システム２は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。
【0013】
荷姿計算指示システム２は、ＣＰＵ２１がプログラムを実行することで実現される機能ブロック、すなわち、仮想的な構成要素として、パレタイズ計算指示送信部２３を備える。
パレタイズ計算指示送信部２３は、読み取った箱情報を後述する荷姿計算指示受信部３３に送信する。
パレタイズ計算指示送信部２３は、読み取った箱情報を後述する荷姿計算指示受信部３３に送信する。
【0014】
［１－１－２．計算処理システム］
計算処理システム３は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の全てを積み上げた時の荷姿を計算して求め、その荷姿になるように通い箱を配置する位置や順序などを計算するためのシステムである。
計算処理システム３は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の全てを積み上げた時の荷姿を計算して求め、その荷姿になるように通い箱を配置する位置や順序などを計算するためのシステムである。
【0015】
計算処理システム３は、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、を備える周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。メモリ３２は、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリとして構成される。計算処理システム３の各機能は、ＣＰＵ３１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ３２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、計算処理システム３は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。
【0016】
計算処理システム３は、ＣＰＵ３１がプログラムを実行することで実現される機能ブロック、すなわち、仮想的な構成要素として、荷姿計算指示受信部３３と、荷姿計算器３４と、積付順序計算器３５と、荷姿・積付順序送信部３６と、箱種判定器３７と、同種限定荷姿計算器３８と、最適解選択器３９と、ダミー箱位置制御器４０と、箱位置制御器４１と、同サイズ箱位置制御器４２と、箱向き制御器４３と、荷姿安定性判定器４４と、を備える。
【0017】
荷姿計算指示受信部３３は、パレタイズ計算指示送信部２３から箱情報を受信する。
荷姿計算器３４は、箱種判定器３７により、複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる通い箱が含まれると判定された場合、箱情報を用いて、１つのパレットの上に複数の通い箱の全てを積み上げた時の荷姿を算出する。このとき、荷姿計算器３４は、複数の通い箱を隙間なく積み上げて、荷姿が直方体形状になるように荷姿を算出する。具体的には、荷姿計算器３４は、６マス×６マスや、図２Ｃに示すように６マス×７マス等、予め定められた底面形状の直方体に複数の通い箱を当てはめて、複数の荷姿のパターンを算出する。荷姿計算器３４は、図４に示すように、複数の通い箱を全て配置しても荷姿が直方体形状にならない場合には、少なくとも１つのダミー箱６を追加して、荷姿が直方体形状になるように荷姿を算出する。ダミー箱６とは、複数の通い箱とは別の箱であって、材料や部品等の中身が入っていない空の通い箱のことである。図５に示すように、荷姿を形成する各箱の位置は、箱の底面を形成する１つの頂点を基準位置Ｋ１として、Ｘ－Ｙ－Ｚの座標で示される。荷姿計算器３４が実行する異種混載処理については、後に詳述する。
荷姿計算器３４は、箱種判定器３７により、複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる通い箱が含まれると判定された場合、箱情報を用いて、１つのパレットの上に複数の通い箱の全てを積み上げた時の荷姿を算出する。このとき、荷姿計算器３４は、複数の通い箱を隙間なく積み上げて、荷姿が直方体形状になるように荷姿を算出する。具体的には、荷姿計算器３４は、６マス×６マスや、図２Ｃに示すように６マス×７マス等、予め定められた底面形状の直方体に複数の通い箱を当てはめて、複数の荷姿のパターンを算出する。荷姿計算器３４は、図４に示すように、複数の通い箱を全て配置しても荷姿が直方体形状にならない場合には、少なくとも１つのダミー箱６を追加して、荷姿が直方体形状になるように荷姿を算出する。ダミー箱６とは、複数の通い箱とは別の箱であって、材料や部品等の中身が入っていない空の通い箱のことである。図５に示すように、荷姿を形成する各箱の位置は、箱の底面を形成する１つの頂点を基準位置Ｋ１として、Ｘ－Ｙ－Ｚの座標で示される。荷姿計算器３４が実行する異種混載処理については、後に詳述する。
【0018】
積付順序計算器３５は、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８によって算出された荷姿になるように、複数の通い箱を配置するときの順序を計算する。積付順序計算器３５が実行する積み付け順序処理については、後に詳述する。
【0019】
荷姿・積付順序送信部３６は、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８によって算出された荷姿の情報と、積付順序計算器３５によって算出された積付順序と、を後述する荷姿・積付順序結果受信部５３に送信する。
【0020】
箱種判定器３７は、箱情報を用いて、複数の通い箱の底面のサイズが全て同じか、又は、複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる通い箱が含まれるか、を判定する。
同種限定荷姿計算器３８は、箱種判定器３７により、複数の通い箱の底面のサイズが全て同じであると判定された場合、箱情報を用いて、１つのパレットの上に複数の通い箱の全てを積み上げた時の荷姿を算出する。このとき、同種限定荷姿計算器３８は、荷姿計算器３４とは異なる計算処理を実行する。具体的には、同種限定荷姿計算器３８は、図６Ａ及び６Ｂに示すように、予め定められた列のパターンに複数の通い箱を当てはめて、複数の荷姿のパターンを算出する。予め定められた列には、柱の列と、柱以外の列と、が含まれる。同種限定荷姿計算器３８は、柱の列については同じ高さになるように複数の通い箱を当てはめて、柱以外の列については高さが柱の列の高さ以下になるように複数の通い箱を当てはめる。同種限定荷姿計算器３８は、図７Ａ及び７Ｂに示すように、複数の通い箱を全て配置しても柱の列の高さが同じにならない場合には、少なくとも１つのダミー箱６を追加して、柱の列の高さが同じになるように荷姿を算出する。同種限定荷姿計算器３８が実行する同種高さ違い処理については、後に詳述する。
同種限定荷姿計算器３８は、箱種判定器３７により、複数の通い箱の底面のサイズが全て同じであると判定された場合、箱情報を用いて、１つのパレットの上に複数の通い箱の全てを積み上げた時の荷姿を算出する。このとき、同種限定荷姿計算器３８は、荷姿計算器３４とは異なる計算処理を実行する。具体的には、同種限定荷姿計算器３８は、図６Ａ及び６Ｂに示すように、予め定められた列のパターンに複数の通い箱を当てはめて、複数の荷姿のパターンを算出する。予め定められた列には、柱の列と、柱以外の列と、が含まれる。同種限定荷姿計算器３８は、柱の列については同じ高さになるように複数の通い箱を当てはめて、柱以外の列については高さが柱の列の高さ以下になるように複数の通い箱を当てはめる。同種限定荷姿計算器３８は、図７Ａ及び７Ｂに示すように、複数の通い箱を全て配置しても柱の列の高さが同じにならない場合には、少なくとも１つのダミー箱６を追加して、柱の列の高さが同じになるように荷姿を算出する。同種限定荷姿計算器３８が実行する同種高さ違い処理については、後に詳述する。
【0021】
最適解選択器３９は、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８によって算出された荷姿のパターンから、ダミー箱６が最も少なく、かつ、荷姿の高さが最も低いパターンを選択する。
【0022】
ダミー箱位置制御器４０は、ダミー箱６の上に、中身の入った通い箱が配置されないように、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８が実行する計算を調整する。
箱位置制御器４１は、底面積の大きい通い箱ほど下に配置されるように、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８が実行する計算を調整する。
箱位置制御器４１は、底面積の大きい通い箱ほど下に配置されるように、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８が実行する計算を調整する。
【0023】
同サイズ箱位置制御器４２は、同じサイズの通い箱が隣接して配置されるように、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８が実行する計算を調整する。
箱向き制御器４３は、通い箱の向きを加味して、通い箱が指定の向きに配置されるように、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８が実行する計算を調整する。
箱向き制御器４３は、通い箱の向きを加味して、通い箱が指定の向きに配置されるように、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８が実行する計算を調整する。
【0024】
荷姿安定性判定器４４は、各列の高さの差が一定以上の場合、ダミー箱６が低い方の列に配置されるように、荷姿計算器３４や同種限定荷姿計算器３８が実行する計算を調整する。
【0025】
［１－１－３．荷姿計算結果処理システム］
荷姿計算結果処理システム５は、パレタイズロボットに対して、通い箱を積み付ける順序及び位置を指示するためのシステムである。
荷姿計算結果処理システム５は、パレタイズロボットに対して、通い箱を積み付ける順序及び位置を指示するためのシステムである。
【0026】
荷姿計算結果処理システム５は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、を備える周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。メモリ５２は、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリとして構成される。荷姿計算結果処理システム５の各機能は、ＣＰＵ５１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ５２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。
【0027】
荷姿計算結果処理システム５は、ＣＰＵ５１がプログラムを実行することで実現される機能ブロック、すなわち、仮想的な構成要素として、荷姿・積付順序結果受信部５３と、積み順・位置送信部５４と、を備える。荷姿計算指示システム２、計算処理システム３、及び荷姿計算結果処理システム５に含まれる各部の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。
【0028】
荷姿・積付順序結果受信部５３は、荷姿・積付順序送信部３６から、１つのパレットの上に形成する荷姿の情報と、複数の通い箱を１つのパレットの上に積み付ける順序の情報と、を受信する。
【0029】
積み順・位置送信部５４は、複数の通い箱を１つのパレットの上に積み付ける順序及び位置の情報をパレタイズロボットに送信する。
パレタイズロボットは、積み順・位置送信部５４から送信された、順序及び位置の指示に従い、通い箱をパレットの上に積み付ける。
パレタイズロボットは、積み順・位置送信部５４から送信された、順序及び位置の指示に従い、通い箱をパレットの上に積み付ける。
【0030】
［１－２．処理］
［１－２－１．パレタイズ処理］
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行するパレタイズ処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。パレタイズ処理は、荷姿計算指示システム２から箱情報を受信する度に実行される。
［１－２－１．パレタイズ処理］
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行するパレタイズ処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。パレタイズ処理は、荷姿計算指示システム２から箱情報を受信する度に実行される。
【0031】
まず、Ｓ１０１で、ＣＰＵ３１は、箱情報を取得し、複数の通い箱の底面のサイズが全て同じか、又は、複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる通い箱が含まれるか、を判定する。
【0032】
ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１で複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる通い箱が含まれると判定した場合、Ｓ１０２に移行し、後述する異種混載処理を実行する。
一方、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１で複数の通い箱の底面のサイズが全て同じであると判定した場合、Ｓ１０３に移行し、後述する同種高さ違い処理を実行する。
一方、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０１で複数の通い箱の底面のサイズが全て同じであると判定した場合、Ｓ１０３に移行し、後述する同種高さ違い処理を実行する。
【0033】
続いて、Ｓ１０４で、ＣＰＵ３１は、後述する積み付け順序処理を実行する。
［１－２－２．異種混載処理］
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行する異種混載処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。異種混載処理は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる通い箱が含まれている場合に実行される。
［１－２－２．異種混載処理］
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行する異種混載処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。異種混載処理は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる通い箱が含まれている場合に実行される。
【0034】
まず、Ｓ２０１で、ＣＰＵ３１は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の体積の合計に基づいて、荷姿を直方体に形成するときの直方体の高さの初期値を算出する。本実施形態では、ＣＰＵ３１は、直方体の底面形状が６マス×６マスの場合と、６マス×７マスの場合と、の２パターンの直方体の高さの初期値を算出する。ＣＰＵ３１は、２パターンの直方体のそれぞれについて、複数の通い箱を隙間無く配置するように当てはめていく。このとき、複数の通い箱を全て配置しても直方体にならない場合には、少なくとも１つのダミー箱６を追加して、直方体になるように、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめていく。
【0035】
また、ＣＰＵ３１は、各箱の置き方にコストを設定し、各箱の配置を制御する。具体的には、ＣＰＵ３１は、体積が相対的に大きい箱が、体積が相対的に小さい箱の上に配置される場合、体積が相対的に小さい箱が、体積が相対的に大きい箱の上に配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。また、ＣＰＵ３１は、通い箱がダミー箱６の上に配置される場合、ダミー箱６が通い箱の上に配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。また、ＣＰＵ３１は、箱の中身の情報等が記載されたラベルが設置された面が、直方体の内側に向く向きに配置される場合、ラベルが設置された面が、直方体の外側に向く向きに配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。また、ＣＰＵ３１は、サイズの異なる箱が隣接して配置される場合、サイズが同じ箱が隣接して配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。隣接する位置とは、箱の上面、底面、側面のいずれか一面に接する位置をいう。
【0036】
ＣＰＵ３１は、直方体の底面形状が６マス×６マスの場合と、６マス×７マスの場合と、の２パターンについて、それぞれコストが最小となる直方体を算出する。コストが最小となる直方体は、複数算出されることもある。
【0037】
ＣＰＵ３１は、一例として、数理最適化技術を活用してコストが最小となる直方体を算出する。具体的には、ＣＰＵ３１は、制約条件（１．２）～（１．５）を満たし、目的関数（１．１）が最小となる解を算出する。
【0038】
【数1】
【0039】
ＣＰＵ３１は、図２Ｃに示すようにマスで区切られた通い箱の配置スペースに対して、各通い箱を配置可能な位置を全て列挙し、行列で表現する。当該行列において、配置スペースを示すマスを行で表す。また、当該行列において、１つの通い箱が取り得る配置の仕方を１列で表す。このとき、あるマスに通い箱を配置する場合は１、配置しない場合は０で表す。また、各配置の仕方を表す各列には、コストを設定する。
【0040】
目的関数（１．１）は、集合Ｍの列の組み合わせの中で、通い箱の配置の仕方毎（つまり、行列の列毎）に設定したコストの総和が最小となる組み合わせを求めることを示している。制約条件（１．２）は、１つのマスには必ず１つの通い箱が割り当てられることを示している。つまり、２つ以上の通い箱が同じマスに割り当てられること、及び、１つの通い箱も割り当てられないマスがないことを示している。制約条件（１．３）は、通い箱の種類別に、合計の個数が合っていることを示している。制約条件（１．４）は、ラベルの向きが、最低１つは外側を向くことを示している。式（１．５）は、通い箱の配置の仕方を表す行列から、荷姿として採用する列を１、採用しない列を０とする変数である。
【0041】
仮にＳ２０１で、複数の通い箱及びダミー箱６を直方体に配置できなければ、Ｓ２０２で、ＣＰＵ３１は、直方体の高さを１段ずつ高くしていき、複数の通い箱及びダミー箱６を直方体に配置できるまで、Ｓ２０１と同様に、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめていく。ここで、高さにおける１段とは、規定された通い箱の高さの、最も近い高さの差であって、本実施形態では、５０ｍｍである。
【0042】
続いて、ＣＰＵ３１は、算出された直方体の中から、ダミー箱６が最も少ない直方体を選択する。ダミー箱６が最も少ない直方体が２つ以上あった場合は、ＣＰＵ３１は、直方体の高さが低い方を選択する。
【0043】
［１－２－３．同種高さ違い処理］
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行する同種高さ違い処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。同種高さ違い処理は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の底面のサイズが全て同じ場合に実行される。複数の通い箱の底面のサイズが同じであれば、通い箱の高さは異なっていてもよい。
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行する同種高さ違い処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。同種高さ違い処理は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の底面のサイズが全て同じ場合に実行される。複数の通い箱の底面のサイズが同じであれば、通い箱の高さは異なっていてもよい。
【0044】
まず、Ｓ３０１で、ＣＰＵ３１は、１つのパレットの上に積むべき複数の通い箱の高さの合計に基づいて、柱の列の高さの初期値を算出する。本実施形態では、ＣＰＵ３１は、図６Ａのように８つの列のパターンと、図６Ｂのように９つの列のパターンと、の２パターンの配置における高さの初期値を算出する。具体的には、ＣＰＵ３１は、複数の通い箱の高さの合計を、列の数で割った値に基づいて高さの初期値として算出する。
【0045】
次に、Ｓ３０２で、ＣＰＵ３１は、各パターンにおいて必要となる柱の列の数を判定する。本実施形態では、ＣＰＵ３１は、図６Ａのように８つの列のパターンである場合、必要となる柱の数を６つと判定し、図６Ｂのように９つの列のパターンである場合、必要となる柱の数を４つと判定する。
【0046】
柱の列の位置は、箱ユニットの上に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面を形成する位置に配置される。
【0047】
続いて、Ｓ３０３で、ＣＰＵ３１は、各パターンのそれぞれについて、複数の通い箱を、柱の列と、柱以外の列と、に当てはめていく。ＣＰＵ３１は、柱の列については同じ高さになるように複数の通い箱を当てはめて、かつ、柱以外の列については高さが柱の列の高さ以下になるように複数の通い箱を当てはめる。つまり、ＣＰＵ３１は、支持天面が同じ高さになるように、複数の通い箱を当てはめる。このとき、複数の通い箱を全て配置しても上記条件に当てはまる形状にならない場合には、ＣＰＵ３１は、少なくとも１つのダミー箱６を追加して、上記条件に当てはまる形状になるように、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめていく。柱以外の列について、列の高さの差が一定以上の場合には、ＣＰＵ３１は、列の高さの差が所定の差よりも小さくなるまでダミー箱６を低い方の列に積む。所定の差とは、積まれた箱がスライドして荷姿が崩れることを抑制できる程度の差をいう。
【0048】
ＣＰＵ３１は、一例として、数理最適化技術を活用して上記条件に当てはまる形状を算出する。具体的には、ＣＰＵ３１は、制約条件（２．２）～（２．５）を満たし、目的関数（２．１）が最小となる解を算出する。
【0049】
【数2】
【0050】
目的関数（２．１）は、柱の列に割り当てるダミー箱６の数を最小化することを示している。制約条件（２．２）は、各通い箱は、いずれかの柱の列に割り当たるか、又は、いずれの柱の列にも割り当たらないということを示している。制約条件（２．３）は、各ダミー箱６は、いずれかの柱の列に割り当たるか、又は、いずれの柱の列にも割り当たらないということを示している。制約条件（２．４）は、各柱の列の高さは、割り当たった通い箱とダミー箱６との高さの合計であることを示している。制約条件（２．５）は、柱の列の数が、指定の数となっていることを示している。
【0051】
ＣＰＵ３１は、柱の列に通い箱を割り当てた後に、柱の列に割り当てなかった残りの通い箱を、柱以外の列に割り当てる。
ＣＰＵ３１は、仮に上記条件に当てはまる形状になるように、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめられなければ、柱の列の高さを１段ずつ高くしていき、上記条件に当てはまる形状に配置できるまで、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめていく。
ＣＰＵ３１は、仮に上記条件に当てはまる形状になるように、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめられなければ、柱の列の高さを１段ずつ高くしていき、上記条件に当てはまる形状に配置できるまで、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめていく。
【0052】
ＣＰＵ３１は、初めて上記条件に当てはまる形状に配置できた時の柱の列の高さから、さらに柱の列の高さを１段、２段と高くして、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめてみる。
【0053】
また、ＣＰＵ３１は、各箱の置き方にコストを設定し、各箱の配置を制御する。具体的には、ＣＰＵ３１は、体積が相対的に大きい箱が、体積が相対的に小さい箱の上に配置される場合、体積が相対的に小さい箱が、体積が相対的に大きい箱の上に配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。つまり、各箱の底面積は同じであるため、高さが相対的に高い箱が、高さが相対的に低い箱の上に配置される場合、高さが相対的に低い箱が、高さが相対的に高い箱の上に配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。また、ＣＰＵ３１は、通い箱がダミー箱６の上に配置される場合、ダミー箱６が通い箱の上に配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。また、ＣＰＵ３１は、箱の中身の情報等が記載されたラベルが設置された面が、直方体の内側に向く向きに配置される場合、ラベルが設置された面が、直方体の外側に向く向きに配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。また、ＣＰＵ３１は、サイズの異なる箱が隣接して配置される場合、サイズが同じ箱が隣接して配置される場合と比較して、コストを大きく設定する。
【0054】
ＣＰＵ３１は、８つの列のパターンと、９つの列のパターンとの２パターンについて、それぞれコストが最小となる形状を算出する。コストが最小となる形状は、複数算出されることもある。
【0055】
続いて、Ｓ３０４で、ＣＰＵ３１は、Ｓ３０３で算出された形状の中から、ダミー箱６が最も少ない形状を選択する。ダミー箱６が最も少ない形状が２つ以上あった場合は、ＣＰＵ３１は、形状の高さが低い方を選択する。
【0056】
［１－２－４．積み付け順序処理］
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行する積み付け順序処理について、図１１Ａのフローチャートを用いて説明する。積み付け順序処理は、異種混載処理又は同種高さ違い処理にて、荷姿が決定したときに実行される。積み付け順序処理では、まず、荷姿が完成された状態から、荷姿を形成する箱を１つずつデパレタイズした場合を仮定する。そして、デパレタイズした順序を逆にすることによってパレタイズする順序を算出する。デパレタイズとは、パレットの上からパッケージを降ろすことである。なお、一例として、パレタイズはロボットのアーム７で箱を把持し移動することにより実行される。このとき、アーム７が隣接する箱に干渉しないように考慮する必要があるが、図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、箱の上面と、箱の長さ方向に位置する側面のいずれかと、の両方ともに隣接する箱が存在しなければ、パレタイズ可能である。
計算処理システム３のＣＰＵ３１が実行する積み付け順序処理について、図１１Ａのフローチャートを用いて説明する。積み付け順序処理は、異種混載処理又は同種高さ違い処理にて、荷姿が決定したときに実行される。積み付け順序処理では、まず、荷姿が完成された状態から、荷姿を形成する箱を１つずつデパレタイズした場合を仮定する。そして、デパレタイズした順序を逆にすることによってパレタイズする順序を算出する。デパレタイズとは、パレットの上からパッケージを降ろすことである。なお、一例として、パレタイズはロボットのアーム７で箱を把持し移動することにより実行される。このとき、アーム７が隣接する箱に干渉しないように考慮する必要があるが、図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、箱の上面と、箱の長さ方向に位置する側面のいずれかと、の両方ともに隣接する箱が存在しなければ、パレタイズ可能である。
【0057】
まず、Ｓ４０１で、ＣＰＵ３１は、荷姿を形成する、複数の通い箱及びダミー箱６に番号をゼロから順に割り振る。このとき、ＣＰＵ３１は、高い位置に配置された箱ほど若い番号になるように番号を割り振る。ＣＰＵ３１は、箱が同じ高さに配置されている場合、手前に配置された箱ほど若い番号になるように、番号を割り振る。ここで手前とは、パレットの任意の方向を前方としたときの、前方側をいう。ＣＰＵ３１は、箱の前面が同じ位置に配置されている場合、右に配置された箱ほど若い番号になるように、番号を割り振る。ここで右とは、パレットの前方に向かって右のことである。
【0058】
次に、Ｓ４０２で、ＣＰＵ３１は、図１１Ｂに示すように、箱ｉについて、上面、手前、及び右側の三方向ともに隣接する箱が存在しない状態であるか否かを判定する。箱ｉは、パレットの上に残っている箱のうち、番号が最も若い箱を指す。
【0059】
ＣＰＵ３１は、Ｓ４０２で箱ｉについて、上面、手前、及び右側の三方向のいずれかに隣接する箱があると判定した場合、Ｓ４０３に移行する。
一方、ＣＰＵ３１は、Ｓ４０２で箱ｉについて、上面、手前、及び右側の三方向ともに隣接する箱が存在しない状態であると判定した場合、Ｓ４０４に移行する。
一方、ＣＰＵ３１は、Ｓ４０２で箱ｉについて、上面、手前、及び右側の三方向ともに隣接する箱が存在しない状態であると判定した場合、Ｓ４０４に移行する。
【0060】
Ｓ４０３で、ＣＰＵ３１は、図１１Ｃに示すように、箱ｉについて、左右方向よりも前後方向の方が長い状態で配置された場合、上面及び手前の二方向ともに隣接する箱が存在しない状態である箱か、又は、図１１Ｄに示すように、箱ｉについて、前後方向よりも左右方向の方が長い状態で配置された場合、上面及び右側の二方向ともに隣接する箱が存在しない状態である箱を抽出する。
Ｓ４０４で、ＣＰＵ３１は、箱ｉをデパレタイズ候補の箱として、Ｓ４０２及びＳ４０３の候補から除外する。
Ｓ４０４で、ＣＰＵ３１は、箱ｉをデパレタイズ候補の箱として、Ｓ４０２及びＳ４０３の候補から除外する。
【0061】
続いて、Ｓ４０５で、ＣＰＵ３１は、残りの箱が１つであるか否かを判定する。
ＣＰＵ３１は、Ｓ４０５で残りの箱が１つでないと判定した場合、Ｓ４０２に戻り、処理を繰り返す。
ＣＰＵ３１は、Ｓ４０５で残りの箱が１つでないと判定した場合、Ｓ４０２に戻り、処理を繰り返す。
【0062】
一方、ＣＰＵ３１は、Ｓ４０５で残りの箱が１つであると判定した場合、Ｓ４０６に移行する。
Ｓ４０６で、ＣＰＵ３１は、Ｓ４０４でデパレタイズ候補の箱として除外した順序を逆にした順序をパレタイズ順序として確定する。
Ｓ４０６で、ＣＰＵ３１は、Ｓ４０４でデパレタイズ候補の箱として除外した順序を逆にした順序をパレタイズ順序として確定する。
【0063】
［１－３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）上記実施形態では、異種混載処理において、荷姿が直方体形状になるように、複数の通い箱を当てはめる構成を例示した。また、複数の通い箱を全て配置しても荷姿が直方体形状にならない場合、ダミー箱６を追加して、荷姿が直方体形状になるように、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめる構成を例示した。このような構成によれば、直方体の天面が平らであることから、直方体の箱ユニットの上に別の箱ユニットを積んだときに、別の箱ユニットが傾くことを抑制できる。よって、安定したパレットの段積みが可能になる。
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）上記実施形態では、異種混載処理において、荷姿が直方体形状になるように、複数の通い箱を当てはめる構成を例示した。また、複数の通い箱を全て配置しても荷姿が直方体形状にならない場合、ダミー箱６を追加して、荷姿が直方体形状になるように、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめる構成を例示した。このような構成によれば、直方体の天面が平らであることから、直方体の箱ユニットの上に別の箱ユニットを積んだときに、別の箱ユニットが傾くことを抑制できる。よって、安定したパレットの段積みが可能になる。
【0064】
また、通い箱のサイズや個数がいつも決まっている場合には、あらかじめデータベース等に通い箱のサイズや個数に応じた荷姿を登録しておくこともできるが、通い箱のサイズや個数がその都度異なる場合には、荷姿のパターンが膨大になるため、あらかじめ荷姿を登録しておくことが難しい。しかし、上記実施形態によれば、通い箱のサイズや個数がその都度変わったとしても、計算により荷姿を作出することができる。よって、どんな通い箱のサイズや個数に対しても、臨機応変に荷姿を作出することができる。
【0065】
（１ｂ）上記実施形態では、同種高さ違い処理において、柱の列が同じ高さになるように複数の通い箱を当てはめる構成を例示した。また、複数の通い箱を全て配置しても柱の列が同じ高さにならない場合、ダミー箱６を追加して、柱の列が同じ高さになるように、複数の通い箱及びダミー箱６を当てはめる構成を例示した。このような構成によれば、柱の列の上に別の箱ユニットを積んだときに、別の箱ユニットが傾くことを抑制できる。よって、安定したパレットの段積みが可能になる。
【0066】
（１ｃ）上記実施形態では、積み付け順序処理において、複数の通い箱及びダミー箱６をパレタイズする際の順序を算出する構成を例示した。このような構成によれば、算出された順序に従ってパレタイズすることで、容易に所望の荷姿を作ることができる。
【0067】
（１ｄ）上記実施形態では、積み付け順序処理において、パレットの上から各箱をデパレタイズするときの順序を基準にして、各箱をパレタイズする順序を算出する構成を例示した。このような構成によれば、パレタイズ時にデパレタイズの順序を考慮することで、パレタイズ時に、パレタイズできる箱がないといった状況に陥るなど、パレタイズの効率が悪くなることを抑制できる。
【0068】
（１ｅ）上記実施形態では、複数の通い箱の底面のサイズが全て同じ場合と、複数の通い箱の中に底面のサイズが異なる箱が含まれる場合と、では異なる計算処理を実行する構成を例示した。このような構成によれば、通い箱の種類に適した計算処理を実行することができる。
【0069】
（１ｆ）上記実施形態では、複数の通い箱の底面のサイズが全て同じ場合、柱の列の配置と、その他の列の配置と、が予め設定され、柱の列の高さが可変である複数のパターンに複数の通い箱を当てはめるように計算し、最適なパターンを選択する構成を例示した。このような構成によれば、柱の列の配置と、その他の列の配置と、が予め設定されておらず、全てのパターンを計算する場合と比較して、短時間で荷姿を算出することができる。
【0070】
（１ｇ）上記実施形態では、ダミー箱６が最も少なく、かつ、荷姿の高さが最も低いパターンを選択する構成を例示した。このような構成によれば、余分なダミー箱が少なく、コンパクトに形成された箱ユニットが選択されるため、トラックの荷台等に積載した際に、積載効率がよくなる。
【0071】
（１ｈ）上記実施形態では、通い箱がダミー箱６の上に配置される場合、ダミー箱６が通い箱の上に配置される場合と比較して、コストを大きく設定する構成を例示した。つまり、ダミー箱６の上には、複数の通い箱を配置することを抑制するように各箱の位置を計算する構成を例示した。このような構成によれば、ダミー箱６と通い箱とが混在し、箱ユニットを受け取った作業者が、中身の入った通い箱をダミー箱６と間違えてしまうことを抑制できる。
【0072】
（１ｉ）上記実施形態では、体積が相対的に大きい箱が、体積が相対的に小さい箱の上に配置される場合、体積が相対的に小さい箱が、体積が相対的に大きい箱の上に配置される場合と比較して、コストを大きく設定する構成を例示した。つまり、所定の底面積の第１箱が、第１箱よりも底面積の大きい第２箱よりも上に配置されるように各箱の位置を計算する構成を例示した。このような構成によれば、各箱を安定してパレットの上に積むことができる。
【0073】
（１ｊ）上記実施形態では、サイズの異なる箱が隣接して配置される場合、サイズが同じ箱が隣接して配置される場合と比較して、コストを大きく設定する構成を例示した。つまり、複数の通い箱のうち、同じサイズの通い箱は、隣接して配置されやすいように各箱の位置を計算する構成を例示した。このような構成によれば、箱ユニットを受け取った作業者が、デパレタイズする際に、通い箱の種類ごとに数を数えやすくなり、作業効率が向上する。
【0074】
（１ｋ）上記実施形態では、箱の中身の情報等が記載されたラベルが設置された面が、直方体の内側に向く向きに配置される場合、ラベルが設置された面が、直方体の外側に向く向きに配置される場合と比較して、コストを大きく設定する構成を例示した。つまり、複数の通い箱の向きを加味して各箱の位置を計算する構成を例示した。このような構成によれば、箱ユニットを受け取った作業者が、一目でどこにどの箱が配置されているかを把握することができ、作業効率が向上する。
【0075】
（１ｌ）上記実施形態では、柱以外の列について、列の高さの差が一定以上の場合には、ダミー箱６を低い方の列に積む構成を例示した。このような構成によれば、各列の高さの差が小さくなることにより、通い箱がスライドして荷姿が崩れることを抑制できる。
【0076】
［１－４．対応関係］
荷姿計算指示受信部３３が取得部に相当し、荷姿計算器３４、箱種判定器３７、同種限定荷姿計算器３８、最適解選択器３９、ダミー箱位置制御器４０、箱位置制御器４１、同サイズ箱位置制御器４２、箱向き制御器４３、及び荷姿安定性判定器４４が、位置計算部に相当し、積付順序計算器３５が順序計算部に相当し、積み順・位置送信部５４が指示送信部に相当し、計算処理システム３が計算処理装置に相当する。
荷姿計算指示受信部３３が取得部に相当し、荷姿計算器３４、箱種判定器３７、同種限定荷姿計算器３８、最適解選択器３９、ダミー箱位置制御器４０、箱位置制御器４１、同サイズ箱位置制御器４２、箱向き制御器４３、及び荷姿安定性判定器４４が、位置計算部に相当し、積付順序計算器３５が順序計算部に相当し、積み順・位置送信部５４が指示送信部に相当し、計算処理システム３が計算処理装置に相当する。
【0077】
［２．第２実施形態］
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成及び処理は第１実施形態と同様であるため、共通する構成及び処理については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成及び処理は第１実施形態と同様であるため、共通する構成及び処理については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【0078】
第１実施形態では、荷姿計算結果処理システム５は、積み順・位置送信部５４を備えており、パレタイズロボットが複数の通い箱を１つのパレットの上に積み付けるシステムを例示した。一方、第２実施形態では、図１３に示すように、パレタイズシステム１００が備える荷姿計算結果処理システム１０５は、積み順・位置送信部５４に代えて、荷姿・積付順表示部１５４を備える。
【0079】
荷姿・積付順表示部１５４は、荷姿・積付順序結果受信部５３が受信した、荷姿の情報と、順序の情報と、表示するモニタである。
作業者は、荷姿・積付順表示部１５４に表示された指示に従って、通い箱を取りに行き、パレットの上に配置する。
作業者は、荷姿・積付順表示部１５４に表示された指示に従って、通い箱を取りに行き、パレットの上に配置する。
【0080】
［２－２．効果］
第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
（２ａ）上記実施形態によれば、複数の通い箱を１つのパレットの上に積み付ける位置及び順序を可視化することができる。よって、作業者は容易にパレタイズすることができ、作業効率が向上する。
第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
（２ａ）上記実施形態によれば、複数の通い箱を１つのパレットの上に積み付ける位置及び順序を可視化することができる。よって、作業者は容易にパレタイズすることができ、作業効率が向上する。
【0081】
［２－３．対応関係］
荷姿・積付順表示部１５４が表示送信部に相当する。
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
荷姿・積付順表示部１５４が表示送信部に相当する。
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【0082】
（３ａ）上記実施形態では、異種混載処理において、ＣＰＵ３１は、荷姿が直方体形状になるように、複数の通い箱を当てはめる構成を例示した。しかし、荷姿の形状は直方体形状に限定されるものではない。箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、支持天面が同じ高さになればよく、例えば、荷姿を前方から見た時に、凹形状であってもよい。また例えば、荷姿を上方から見たときに凸形状であってもよい。なお、荷姿が直方体形状の場合、直方体の天面の全域が支持天面に相当する。
【0083】
（３ｂ）上記実施形態では、ダミー箱６が最も少ない形状を選択し、ダミー箱６が最も少ない形状が２つ以上あった場合は、形状の高さが低い方を選択する構成を例示した。しかし、ＣＰＵ３１が荷姿を選択するときの優先順位は、これに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ３１は、高さが最も低い形状を選択し、高さが最も低い形状が２つ以上あった場合は、ダミー箱６が少ない方の形状を選択することとしてもよい。
【0084】
（３ｃ）上記実施形態では、ロボットのアーム７で箱を把持し移動することにより実行することによりパレタイズする構成を例示した。しかし、パレタイズする方法はこれに限定されるものではない。例えば、箱の上面を吸着しながら移動させてパレタイズする構成であってもよい。この場合、積み付け順序処理においてデパレタイズ順序を決定する際には、例えば、最も高い位置に配置されている箱のうちの任意のいずれかをデパレタイズ候補として除外していってもよい。
【0085】
（３ｄ）上記実施形態では、積み付け順序処理において、高い位置に配置された箱、手前に配置された箱、右に配置された箱に対して若い番号になるように、番号を割り振る構成を例示した。つまり、デパレタイズ候補の箱は、高い位置、手前の位置、右の位置、が優先度が高く設定されていた。しかし、箱に番号を割り振る方法はこれに限定されるものではない。例えば、高い位置、奥側の位置、左の位置に配置された箱に対して若い番号になるように、番号を割り振る構成であってもよい。このように、デパレタイズ候補の箱の優先度は、任意に決定してもよい。
【0086】
（３ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。
【0087】
（３ｆ）本開示は、前述したパレタイズシステム１の他、当該パレタイズシステム１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、パレタイズシステム１を実行する方法など、種々の形態で実現することができる。
【0088】
［本明細書が開示する技術思想］
［項目１］
パレットの上に積むべき複数の箱についての数及びサイズの情報である箱情報を取得するように構成された取得部（３３）と、
前記パレットの上に前記複数の箱の全てを複数の列に分散して各列に積み上げて配置したユニットを箱ユニットとして、前記箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、前記箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面が同じ高さになるように、前記取得部により取得された前記箱情報を用いて、前記箱ユニットにおける各箱の位置を計算するように構成された位置計算部（３４，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４）と、
を備える、計算処理装置。
［項目１］
パレットの上に積むべき複数の箱についての数及びサイズの情報である箱情報を取得するように構成された取得部（３３）と、
前記パレットの上に前記複数の箱の全てを複数の列に分散して各列に積み上げて配置したユニットを箱ユニットとして、前記箱ユニットの上面に別のパレットを傾かないように積んだと仮定したときに、前記箱ユニットの上面のうちの荷重がかかる部位である支持天面が同じ高さになるように、前記取得部により取得された前記箱情報を用いて、前記箱ユニットにおける各箱の位置を計算するように構成された位置計算部（３４，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４）と、
を備える、計算処理装置。
【0089】
［項目２］
項目１に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部により計算された前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された順序計算部（３５）をさらに備える、計算処理装置。
項目１に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部により計算された前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された順序計算部（３５）をさらに備える、計算処理装置。
【0090】
［項目３］
項目２に記載の計算処理装置であって、
前記順序計算部は、前記パレットの上から前記複数の箱を降ろすときの順序を基準にして、前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された、計算処理装置。
項目２に記載の計算処理装置であって、
前記順序計算部は、前記パレットの上から前記複数の箱を降ろすときの順序を基準にして、前記位置に前記複数の箱を配置するときの順序を計算するように構成された、計算処理装置。
【0091】
［項目４］
項目２又は項目３に記載の計算処理装置であって、
前記パレットの上に前記複数の箱を積み付けるパレタイズロボットに対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された指示送信部（５４）を更に備える、計算処理装置。
項目２又は項目３に記載の計算処理装置であって、
前記パレットの上に前記複数の箱を積み付けるパレタイズロボットに対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された指示送信部（５４）を更に備える、計算処理装置。
【0092】
［項目５］
項目２から項目４までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
作業者への指示を表示する表示部に対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された表示送信部（１５４）を更に備える、計算処理装置。
項目２から項目４までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
作業者への指示を表示する表示部に対して、前記複数の箱を積み付ける順序及び位置の情報を送信するように構成された表示送信部（１５４）を更に備える、計算処理装置。
【0093】
［項目６］
項目１から項目５までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱を全て配置しても前記支持天面が同じ高さにならない場合、前記複数の箱とは別の箱である少なくとも１つのダミー箱を前記箱ユニットに追加し、前記支持天面が同じ高さになるように、前記複数の箱と、前記少なくとも１つのダミー箱と、の各位置を計算するように構成された、計算処理装置。
項目１から項目５までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱を全て配置しても前記支持天面が同じ高さにならない場合、前記複数の箱とは別の箱である少なくとも１つのダミー箱を前記箱ユニットに追加し、前記支持天面が同じ高さになるように、前記複数の箱と、前記少なくとも１つのダミー箱と、の各位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【0094】
［項目７］
項目６に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記箱ユニットの候補として複数のパターンを計算し、前記ダミー箱の数が最も少なく、前記ダミー箱の数が同じ場合には、前記箱ユニットの高さが最も低いパターンを前記箱ユニットの候補のなかから１つの前記箱ユニットとして選択するように構成された、計算処理装置。
項目６に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記箱ユニットの候補として複数のパターンを計算し、前記ダミー箱の数が最も少なく、前記ダミー箱の数が同じ場合には、前記箱ユニットの高さが最も低いパターンを前記箱ユニットの候補のなかから１つの前記箱ユニットとして選択するように構成された、計算処理装置。
【0095】
［項目８］
項目６又は項目７に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、ダミー箱が存在する場合には、前記ダミー箱の上には、前記複数の箱を配置しないように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
項目６又は項目７に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、ダミー箱が存在する場合には、前記ダミー箱の上には、前記複数の箱を配置しないように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【0096】
［項目９］
項目６から項目８までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記箱ユニットを形成する各列の高さの差が一定以上の場合、各列の高さの差が所定の差よりも小さくなるまで、前記少なくとも１つのダミー箱を低い方の列に配置するように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
項目６から項目８までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記箱ユニットを形成する各列の高さの差が一定以上の場合、各列の高さの差が所定の差よりも小さくなるまで、前記少なくとも１つのダミー箱を低い方の列に配置するように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【0097】
［項目１０］
項目１から項目９までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合と、前記複数の箱の中に底面のサイズが異なる箱が含まれる場合と、では異なる計算処理を実行するように構成された、計算処理装置。
項目１から項目９までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合と、前記複数の箱の中に底面のサイズが異なる箱が含まれる場合と、では異なる計算処理を実行するように構成された、計算処理装置。
【0098】
［項目１１］
項目１から項目１０までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合、前記支持天面を形成する列の配置と、その他の列の配置と、が予め設定され、列の高さが可変である複数のパターンに当てはめるように計算し、前記複数のパターンに応じた前記箱ユニットの候補のなかから１つの前記箱ユニットを選択するように構成された、計算処理装置。
項目１から項目１０までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の底面のサイズが全て同じ場合、前記支持天面を形成する列の配置と、その他の列の配置と、が予め設定され、列の高さが可変である複数のパターンに当てはめるように計算し、前記複数のパターンに応じた前記箱ユニットの候補のなかから１つの前記箱ユニットを選択するように構成された、計算処理装置。
【0099】
［項目１２］
項目１から項目１１までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、所定の底面積の第１箱が、前記第１箱よりも底面積の大きい第２箱よりも上に配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
項目１から項目１１までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、所定の底面積の第１箱が、前記第１箱よりも底面積の大きい第２箱よりも上に配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【0100】
［項目１３］
項目１から項目１２までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱のうち、同じサイズの箱は、隣接して配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
項目１から項目１２までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱のうち、同じサイズの箱は、隣接して配置されるように前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【0101】
［項目１４］
項目１から項目１３までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の向きを加味して前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
項目１から項目１３までのいずれか１項に記載の計算処理装置であって、
前記位置計算部は、前記複数の箱の向きを加味して前記位置を計算するように構成された、計算処理装置。
【符号の説明】
【0102】
１，１００…パレタイズシステム、２…荷姿計算指示システム、３…計算処理システム、５，１０５…荷姿計算結果処理システム、６…ダミー箱、７…アーム、２１，３１，５１…ＣＰＵ、２２，３２，５２…メモリ、２３…パレタイズ計算指示送信部、３３…荷姿計算指示受信部、３４…荷姿計算器、３５…積付順序計算器、３６…荷姿・積付順序送信部、３７…箱種判定器、３８…同種限定荷姿計算器、３９…最適解選択器、４０…ダミー箱位置制御器、４１…箱位置制御器、４２…同サイズ箱位置制御器、４３…箱向き制御器、４４…荷姿安定性判定器、５３…荷姿・積付順序結果受信部、５４…積み順・位置送信部、１５４…荷姿・積付順表示部、ｉ…箱。
【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】