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特開2024-150661フレキシブルなシーケンスによるパレット構築システム
(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】P2024150661
(43)【公開日】2024-10-23
(54)【発明の名称】フレキシブルなシーケンスによるパレット構築システム
(51)【国際特許分類】
   B65G 57/03 20060101AFI20241016BHJP
【FI】
B65G57/03 G
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024118680
(22)【出願日】2024-07-24
(62)【分割の表示】P 2022526827の分割
【原出願日】2020-11-09
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-09-27
(31)【優先権主張番号】62/933,833
(32)【優先日】2019-11-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/091,265
(32)【優先日】2020-11-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】513150764
【氏名又は名称】シムボティック エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】フ、ケ
(72)【発明者】
【氏名】サン、ウェンイン
(72)【発明者】
【氏名】ホァン、リック
(57)【要約】      (修正有)
【課題】自動保管および取り出しシステムに関し、自動パレタイザの効率化を図る
【解決手段】混合ケースパレットを構築するための自動パレタイザであって、混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、混合ケースを送入するケースインフィードを含む。パレット構築ロボット14A、Bは、ケースインフィードに通信可能に接続され、混合ケースを受け取り、所定の実質的に一定の配置レートで、混合ケースのインプット配列供給シーケンスに応じて、混合ケースを配置する。制御装置は、ケースインフィードおよびパレット構築ロボット14A、Bに通信可能に接続され、混合ケースパレットの所定の全体部分の全体的および安定的な混合ケース構成プランの各ケースについての所定の立案された位置および姿勢を記述する、全体的および安定的な混合ケース構成プランを生成するように構成される。
【選択図】図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動パレタイザを用いて混合ケースパレットを構築するための方法であって、
前記方法は、
混合ケースを供給し、少なくとも1つのパレット構築ロボットに混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすケースインフィードを提供することであって、前記少なくとも1つのパレット構築ロボットが、前記ケースインフィードに通信可能に接続され、前記インプット配列供給シーケンスの前記混合ケースにアクセスする、ケースインフィードを提供することと、
前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける前記混合ケースを受け取り、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスに応じて、前記混合ケースを配置することにより、所定の実質的に一定の配置レートで、前記混合ケースパレットの構築をもたらすことと、
前記ケースインフィードおよび前記少なくとも1つのパレット構築ロボットに通信可能に接続された制御装置を用いて、少なくとも前記混合ケースパレットの所定の全体部分を完成させる全体的および安定的な混合ケース構成プランであって、前記全体的および安定的な混合ケース構成プランの各ケースについての所定の計画された位置および姿勢を記述する全体的および安定的な混合ケース構成プランを生成することと、
前記制御装置を用いて、前記全体的および安定的な混合ケース構成プランからケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することであって、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットの各シーケンスソリューションは、前記混合ケースパレットを構築する前記混合ケースの配置のためのシーケンスを決定し、前記ソリューションセットは、前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、前記全体的および安定的な混合ケース構成プランに基づいて、前記混合ケースパレットの構築を決定し、前記混合ケース構成プランは、前記混合ケースパレットを構築する前記混合ケースをシーケンスするNP困難問題を提示し、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットは、前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、前記混合ケースパレットを構築する前記混合ケースの配置シーケンスにおけるシーケンスのフレキシビリティを特徴付ける、ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することと、
前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすために、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットからのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部を前記ケースインフィードに伝達することと、
前記パレット構築ロボットのケース配置が前記所定の実質的に一定の配置レートでの前記混合ケースパレットの実質的に連続的な構築となるように、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける誤配列を解消するために、前記少なくとも1つのパレット構築ロボットに前記シーケンスのフレキシビリティを伝達することと
を含む、方法。
【請求項2】
前記シーケンスのフレキシビリティを特徴付けることは、前記全体的および安定的な混合ケース構成プランにおいて、所定の特性を有する前記混合ケースのうちの1つまたは複数を特定し、前記所定の特性は、前記混合ケースのうちの1つまたは複数のうちの少なくとも1つが前記シーケンスソリューションのうちの少なくとも一部に対して独立して配列されることを決定する、
請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記所定の特性は、前記全体的および安定的な混合ケース構成プランにおける、隣接するケースに対する前記混合ケースのうちの1つまたは複数のうちの少なくとも1つのそれぞれの位置的な独立性である、
請求項2記載の方法。
【請求項4】
前記位置的な独立性は、前記混合ケースのうちの1つまたは複数のうちの少なくとも1つに対して生成される前記ケース配置シーケンスのソリューションセットから決定される、
請求項3記載の方法。
【請求項5】
前記ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することは、
前記全体的および安定的な混合ケース構成プランの各ケースに対して、利用可能な配置シーケンスのセットを生成することと、
前記利用可能な配置シーケンスのセットから、所定の基準に基づいて、前記シーケンスソリューションに含まれる各ケースについての最善の配置シーケンスを選択することと
を含む、請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することは、配置シーケンスにおけるケースの前記シーケンスのフレキシビリティを特徴付けるように、前記全体的および安定的な混合ケース構成プランの各ケースに対して、利用可能な配置シーケンスのセットを生成することを含む、
請求項1記載の方法。
【請求項7】
自動パレタイザを用いて混合ケースパレットを構築するための方法であって、
前記方法は、
混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、混合ケースを供給するケースインフィードを提供することと、
前記ケースインフィードに通信可能に接続された少なくとも1つのパレット構築ロボットを提供することと、
前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける前記混合ケースを受け取り、
前記ケースインフィードおよび前記少なくとも1つのパレット構築ロボットに通信可能に接続された制御装置を用いて、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造であって、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記混合ケースの各ケースの位置および姿勢を記述する、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造を生成し、
前記制御装置を用いて、ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することであって、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットは、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造を構築する前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、前記混合ケースのうちの少なくとも1つを配置する、前記混合ケースのうちの少なくとも1つの配置シーケンスを決定し、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記混合ケースの構造を画定する、所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されない前記混合ケースのうちの少なくとも1つによって、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記所定の構成を変更する、ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成するように、
前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスに応じて、前記混合ケースを配置することにより、所定の実質的に一定の配置レートで、前記混合ケースパレットの構築をもたらすことと
を含む、方法。
【請求項8】
前記制御装置は、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットの生成が、パレット構造および前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記混合ケースの構造を画定する、前記所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されないように構成される、
請求項7記載の方法。
【請求項9】
前記制御装置は、前記混合ケースのうちの少なくとも1つを含む前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットからのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部を前記ケースインフィードに伝達するように構成される、
請求項7記載の方法。
【請求項10】
前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記所定の構成は、前記ケース配置シーケンスのソリューションセット内の前記混合ケースのうちの少なくとも1つのシーケンスのフレキシビリティを特徴付けるときに、前記混合ケースのうちの少なくとも1つによって変更される、
請求項7記載の方法。
【請求項11】
前記制御装置は、シーケンスのフレキシビリティを、特徴付けられた前記シーケンスのフレキシビリティに基づいて決定し、前記少なくとも1つのパレット構築ロボットが前記所定の実質的に一定の配置レートで前記混合ケースパレットを構築し続けるように、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける誤配列を解消するために、前記シーケンスのフレキシビリティを前記少なくとも1つのパレット構築ロボットに伝達するように構成される、
請求項10記載の方法。
【請求項12】
前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造は、
前記混合ケースをその上に相互交換可能に配置するための座面を形成するように、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の複数の積み重ねられた混合ケースで覆われるパレットの所定の領域に亘って延在するか、または、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の最上部の境界面を形成する自由で非決定的な表面を形成する、実質的に平坦で決定的な上面
を有する、
請求項7記載の方法。
【請求項13】
自動パレタイザを用いて混合ケースパレットを構築するための方法であって、
前記方法は、
混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすために、混合ケースを供給するケースインフィードを提供することと、
前記ケースインフィードに通信可能に接続された少なくとも1つのパレット構築ロボットを提供することと、
前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける前記混合ケースを受け取り、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスに応じて、前記混合ケースを配置することにより、所定の実質的に一定の配置レートで、前記混合ケースパレットの構築をもたらすことと、
前記ケースインフィードおよび前記少なくとも1つのパレット構築ロボットに通信可能に接続された制御装置を用いて、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造を生成することであって、前記所定の構成は、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記混合ケースの各ケースの位置および姿勢を記述する、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造を生成することと、
前記制御装置を用いて、前記混合ケースのうちの少なくとも1つにより、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記所定の構成を変更することによって、前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造を構築するためのケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することであって、前記混合ケースのうちの少なくとも1つが、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記混合ケースの構造を画定する所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されず、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットは、全体的および安定的な混合ケースをパレット構造に構築する前記少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて前記混合ケースのうちの少なくとも1つを配置するように、前記混合ケースのうちの少なくとも1つの配置シーケンスを決定する、ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することと
を含む、方法。
【請求項14】
前記制御装置は、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットの生成が、パレット構造および前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記混合ケースの構造を画定する、前記所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されないように構成される、
請求項13記載の方法。
【請求項15】
前記制御装置は、少なくとも1つの前記混合ケースを含む前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、前記ケース配置シーケンスのソリューションセットからのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部を前記ケースインフィードに伝達するように構成される、
請求項13記載の方法。
【請求項16】
前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の前記所定の構成は、前記ケース配置シーケンスのソリューションセット内の前記混合ケースのうちの少なくとも1つのシーケンスのフレキシビリティを特徴付けるときに、前記混合ケースのうちの少なくとも1つによって変更される、
請求項13記載の方法。
【請求項17】
前記制御装置は、シーケンスのフレキシビリティを、特徴付けられた前記シーケンスのフレキシビリティに基づいて決定し、前記少なくとも1つのパレット構築ロボットが前記所定の実質的に一定の配置レートで前記混合ケースパレットを構築し続けるように、前記混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける誤配列を解消するために、前記シーケンスのフレキシビリティを前記少なくとも1つのパレット構築ロボットに伝達するように構成される、
請求項16記載の方法。
【請求項18】
前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造は、
前記混合ケースをその上に相互交換可能に配置するための座面を形成するように、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の複数の積み重ねられた混合ケースで覆われるパレットの所定の領域に亘って延在するか、または、前記全体的および安定的な混合ケースパレット構造の最上部の境界面を形成する自由で非決定的な表面を形成する、実質的に平坦で決定的な上面
を有する、
請求項13記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[関連出願の相互参照]
本願は、2019年11月11日に出願された米国仮特許出願第62/933,833号の利益を主張し、その開示内容は、その全体を参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
[技術分野]
例示的な実施形態は、概して、自動保管および取り出しシステムに関し、より具体的には、自動パレタイザに関する。
【0003】
[関連技術開発の簡単な説明]
製品(たとえば、ケース、パッケージ、トート等)の高度な混合を効果的に保管および回収する、ランダムアクセスな構成を有する自動保管および取り出しシステムが、幅広い範囲の製品に対する顧客注文を履行するために望まれている。しかし、自動保管および取り出しシステムの履行アウトプット(換言すれば、履行される顧客注文)は、顧客注文を履行する、混合ケースパレットを構築する混合ケース(またはパレット載置された混合ケース)によって、1つの態様に画定される。したがって、自動保管および取り出しシステムのアウトプット(および作業効率)は、混合ケースの達成パレットを構築するパレタイザまたはパレットセルの効率に依存し、当該効率によってその限界が定められる。パレットセルの適切な機械的および構造的の構成、およびパレットセルを供給する自動保管および取り出しエンジン(SRE)へのそのインターフェースは、効率的なパレットセルまたはパレタイザの提供を部分的に達成するだけである。混合ケースパレットがパレットセルによって構造化および構築されるシステムおよび方法は、たとえば、顧客注文を履行する際に、自動保管および取り出しシステム(換言すれば、自動保管および取り出しエンジンおよびパレタイザ)の効率化を図るために、効率的であることも望まれる。
【発明の概要】
【0004】
本開示の上述の態様およびその他の特徴は、添付図面と関連して、以下の記載において説明される。
【図面の簡単な説明】
【0005】
図1A】本開示の態様によるパレット積載物の概略図である。
図1B】本開示の態様による代表的なケース総数内での、ケース寸法の変動を示すグラフである。
図2】ケース保管および取り出しのためのおよび図1Aのパレット積載物を生成するための自動物品操作システム、および本開示の組み込まれる態様の概略図である。
図2A図2の自動物品操作システムのフレキシブルシーケンサーの概略図である。
図3図1Aのパレット積載物の複合的に積み重ねられた層の一部を示す概略的な平面図である。
図3A】例示的なパレット層の少なくとも一部とともに示す、図2のパレタイザの概略図である。
図4】本開示の態様による、図2の自動物品操作システムのパレタイザの概略図である。
図5】本開示の態様による、パレタイザケース配置シーケンスのソリューションセットの決定の大筋の概略図である。
図6】本開示の態様による、図2の自動物品操作システムのオーダー立案および履行プロセスのための例示的なデータフロー図である。
図7】本開示の態様による、図2の自動物品操作システムのフレキシブルシーケンサーの概観的な例示的な図である。
図8】本開示の態様による、図2の自動物品操作システムにおけるケースのフレキシブルなシーケンスの例示的なフロー図である。
図9A】本開示の態様による、図7のフレキシブルシーケンサーによって生成される例示的なフレキシブルなシーケンスのマトリクスである。
図9B】本開示の態様による、図7のフレキシブルシーケンサーによって生成される例示的なフレキシブルなシーケンスのマトリクスである。
図9C】本開示の態様による、図9Aおよび9Bに示されるような、フレキシブルなシーケンスのマトリクスの一部である。
図10A】様々な完了段階における例示的なパレット層とともに示す、本開示の態様による、図2および4のパレタイザの概略図である。
図10B】様々な完了段階における例示的なパレット層とともに示す、本開示の態様による、図2および4のパレタイザの概略図である。
図10C】様々な完了段階における例示的なパレット層とともに示す、本開示の態様による、図2および4のパレタイザの概略図である。
図10D】様々な完了段階における例示的なパレット層とともに示す、本開示の態様による、図2および4のパレタイザの概略図である。
図11】本開示の態様による、図7のフレキシブルシーケンサーによって生成される、代表的なシーケンスのソリューションセット(または、少なくともその一部分)の概略的な例である。
図12】本開示の態様に基づく、図2の自動物品操作システムにおけるケースのフレキシブルなシーケンスについての例示的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
図2は、本開示の態様に基づく例示的な自動保管および取り出しシステム100を示す。本開示の態様は、図を参照して説明されるが、本開示の態様は、多数の形態で実施され得ることが理解されるべきである。また、任意の適切な大きさ、形状または種類の要素または材料が用いられ得る。
【0007】
上述のように、通常の小売店の補充単位はケースであって、本開示の態様によれば、図2の自動保管および取り出しシステム100は、たとえば、ケース、パッケージ、および、または小包(parcel)で配送される補充物品のための、小売店から受け取った注文を達成するために、小売流通センターまたは倉庫に配置され得る。ケース、パッケージおよび小包という用語は、本明細書においては同じように用いられ、上述のように、配送に用いられ得る任意の容器であってもよく、生産者によってケースまたはより多くの製品ユニットを充填されてもよい。本明細書において用いられる場合の1つのケースまたは複数のケースは、トレイ内、トート上などに保管されていない(たとえば、収容されていない)ケースユニット、パッケージユニットまたは小包ユニットを意味する。ケースユニットCU(本明細書においては、混合ケース、ケース、および出荷ユニットとも呼ばれる)は、品目/ユニットのケース(たとえば、スープ缶のケース、シリアルの箱など)またはパレットから降ろしたりまたはパレット上に置いたりするよう適合された個別の品目/ユニットも含んでもよいことに留意されたい(図1A参照)。例示的な実施形態によれば、搬送ケースまたはケースユニット(たとえば、カートン、樽、箱、枠箱(crate)、ジャグ(jug)、シュリンクラップトレイまたはグループ、またはケースユニットを保持するのに適切なあらゆる他のデバイスなど)は、サイズが変更可能であってよく、搬送においてケースユニットを保持するために使用することができ、搬送のためにパレットに載置可能なように構成されていてもよい。たとえば、入ってくる束またはパレット(たとえば、ケースユニットの生産者または供給業者から)が、自動保管および取り出しシステム100の補充のために保管および取り出しシステムに到着する際には、各パレットの内容物は均一であってもよい(たとえば、各パレットが所定の数の同一品目を保持し、1つのパレットがスープを保持し、別のパレットがシリアルを保持する)ことに留意されたい。理解されるように、このようなパレット積載物のケースは、略同様のもの、換言すれば、同種のケース(たとえば、同様の寸法)であってもよく、同一のSKUを有していてもよい(あるいは、上述のように、パレットは同種のケースで形成された層を有する「レインボー」パレットであってもよい)。パレットが、ケースが補充注文を満たした状態で、保管および取り出しシステムを出る際には、パレットは、任意の適切な数および組み合わせの異なるケースユニットを含んでいてもよい(たとえば、各パレットは、異なる種類のケースユニットを保持していてもよく、パレットは、缶入りスープ、シリアル、飲料パック、化粧品および家庭用洗剤の組み合わせを保持する)。単一のパレット上に組み合わせられたケースは、異なる寸法および/または異なるSKUを有していてもよい。
【0008】
図1Aおよび1Bも参照すると、本開示の態様に基づいて構築された一般的な混合ケースパレットの概略的な斜視図が示されている。たとえば、入ってくる束またはパレット(たとえば、ケースユニットの生産者または供給業者から)が、自動保管および取り出しシステム100の補充のために保管および取り出しシステムに到着する際には、各パレットの内容物は均一であってもよい(たとえば、各パレットが所定の数の同一品目を保持し、1つのパレットがスープを保持し、別のパレットがシリアルを保持する)ことに留意されたい。理解されるように、このようなパレット積載物のケースは、略同様のもの、換言すれば、同種のケース(たとえば、同様の寸法)であってもよく、同一のSKUを有していてもよい(あるいは、上述のように、パレットは同種のケースで形成された層を有する「レインボー」パレットであってもよい)。図1Aに示すパレットPALは、水平層パレットと呼ばれる場合もあり、このパレットは、一度に1つのケース層L121-L125、L12Tにケースを配置することによって構築される(この水平層L121-L125、L12Tが完全になり次の水平層L121-L125、L12Tに進むまで、ケースは個別に配置されてもよいし、上述のように部分的または全体の層で配置されてもよい)。パレットPALは、異種のものが多いケース注文であり、この場合、混合ケースパレットを構築する際に生じ得る異種性の程度は、図1Bに示す曲線からよく理解され得る。図1Bは、たとえば、保管および取り出しシステムにおいて見られ、顧客の補充注文に応じて混合ケースを生成するために用いられ得る、代表的なケース総数内での、ケース寸法(たとえば、長さ、高さおよび幅)の変動を示すグラフである。理解され得るように、注文は、図1Bに示される寸法範囲の、異なる部分から、複数の寸法を有する多くのケースを含んだ混合ケースパレットを生じ得る。一態様において、パレットPAL(または、その一部分)は、最大の許容可能なパレット高さまで、ケースが柱状または層状に積み重ねられた状態で、積み上げられ得る。層内のケースは、パレットPAL内のその下にあるケース層の支持面上に載り、反対に、その下のケース層の表面は、その上に配置され得る層内のケースの範囲を制限する。下側のケースの大きさに対する制限の緩和は、パレットの安定性に対して、悪影響および望ましくない影響がある。本開示の態様は、以下にさらに記載するように、安定性の問題を決定する。
【0009】
異種のものが多いパレットPALは、パレット積載物の構造および個々のシーケンサーの構造を立案するように構成されるパレットプランナー装置(その名称が「パレット構築システム(Pallet Building System)」であり、その開示内容がその全体を参照することによって本明細書に組み込まれる、2015年2月24日に発行された米国特許第8,965,559号明細書において記載されるものと類似する)。パレットプランナーは、(これより前に、その全体を参照することによって本明細書に組み込まれた)米国特許第8,965,559号明細書に記載されるものと類似の方法で、立案システムまたはプロセスに応じて、パレットの大きさ、ケースの特徴、取り出し効率によって課される境界条件および制約を含む、立案されたパレット構造(換言すれば、混合ケースプラン)184を生成する。図1Aに示されるように、全体的および安定的な混合ケースパレット構造184における少なくとも1つの層は、混合ケースCUをその上に相互交換可能に配置するための座面を形成するように、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の複数の積み重ねられた混合ケースCUで覆われるパレットの所定の領域に亘って延在する、実質的に平坦で決定的な上面か、または、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の最上部の境界面(層L12T参照)を形成する自由で非決定的な表面を有する。
【0010】
全体的および安定的な混合ケース構成プラン184をどのように構築するかを決定するシーケンスを生成することを混合ケースパレット構成プラン184の生成から切り離すことが実現され得る。混合ケースパレットプランの生成からシーケンスの生成を切り離すことは、(たとえば、混合ケースの履行を、効率的に梱包された、安定的なパレット積載物PALの構成に決定すべき)混合ケースパレット構成プラン184と、(たとえば、本明細書においてさらに記載されるように、パレット積載物PALを構築するパレタイザ162の効率的(換言すれば、時間の最適化、または待ちがないこと)、実質的に連続的なケース配置動作、保管および取り出しエンジン(SRE)190のアウトプットを拡張された一連の取り出し処理において生じ得るシーケンスの異常を実質的にリアルタイムで補償する堅牢性をもたらすべき)パレット積載物PALを混合ケース構成プラン184に構築するパレタイザに対する複数の混合ケースのソリューションシーケンスとの両方を最適化することが可能である。
【0011】
記載されているように、履行パレットは、図1Bに示されるケース分布に示されるように、異種のものが多い。図3もまた、代表的なパレット層プランを示し、ここでは、(これより前に、その全体を参照することによって本明細書に組み込まれた)米国特許第8,965,559号明細書に記載されるものと実質的に類似の方法で、1つまたは複数のケースユニットS1-SNの積層体が、パレット生成装置166、166’によって、それぞれのパレット層L121-L125、L12Tに梱包されている。図3Aは、図3に示される層の1つまたは複数の積層体S、Si+1、Si+2、...Si+nの代表的な立面図を示し、ここでは、Si+1、Si+2、...Si+nは、1つまたは複数のケースユニットS1-SNの複数の積層体のうちの任意の1つまたは複数に対応し得る。図3は、例示的な目的のために2次元で示されているが、当該層は3次元であり得ることが留意され、ここでは、各層における図3Aに示されるような複数のケースユニットの側面は、複数のケースの正面であってよく、複数のケースの裏面であってもよく、または、それらがパレット積載物の端部を画定しない場合には、正面および裏面のどちらであってもよい。各層L121-L125、L12T(および各パレット積載物PAL)は、直線的および垂直に配列される任意の適切な数のケースを有してよい。パレット積載物PALの異種性のさらなる例として、例示的なケースの寸法が、6つのケースを有するパレット層についての表1に提示される(これら6つのケースは、図3Aに示される6つのケースに対応する)。図3Aおよび表1において使用されるケースユニットのID(identification)は、異なる複数の混合ケースを区別するために任意に割り当ておよび使用され、いずれかの図におけるいずれかのシーケンスを表しているものではないことを留意されたい。
【0012】
【表1】
【0013】
表1に提示される情報は、本質的に例示的であり、説明的な目的のためだけのものであることを再度留意されたい。さらに、図3および3Aに示され、および/または、表1に関して記載されている層は、図1Aに示されたパレット積載物PALにおける層に類似する予め決定された代表的な層L121-L125、L12T(または、混合ケース構成プラン184のその一部分)である。
【0014】
配置シーケンスの問題の解決(混合ケース構成プラン184を形成するために、どのケースを配置するかという方法/シーケンスを決定すること)をケースの構成の問題から切り離すことは、(本明細書に記載されているように)ケース構成ソリューションを結び付ける(本明細書で留意されたような)条件および制約から切り離して、シーケンスの課題を解決することを可能にする、さらなる利点がある。これは、パレット載置するシーケンス(palletizing sequence)(換言すれば、(複数の)パレット構築ロボットについてのケース配送シーケンサー)、および(複数の)アームツールの端部の動作(たとえば、パレット構築ロボットの位置/制御、パレット構築ロボットの動作経路/速度、ケースを操作するためのアームツールの端部の制御など)の両方の生成を可能にするシーケンサーシステムへの制約を緩和し、そのような能力を欠く従来のシステムとは対照的に、任意の専用パレットの大きさ、立案されたパレットの構造、ケースの大きさ、(複数の)パレット構築ロボットに対するハードウエアへの制約(たとえば、パレット構築ロボットの数、パレット構築ロボットのモデル/作業空間、ロボットの配置経路、アームツールの端部の設計、取り出しコンベイヤの設計など)に制限されない。さらに、本明細書に記載されているように、本発明のシステムは、パレット構成プランナー(たとえば、混合ケースまたは履行オーダーを提供する倉庫管理システム2500と伝達し、そこから混合ケース構成プラン184を生成するパレットプランナー制御または生成装置166、166’)を、保管および取り出しエンジン190および(本明細書では、パレタイジングステーションまたはパレタイジングセルとも呼ばれる)自動パレタイザ162に、インターフェース接続するように構成され、保管および取り出しエンジン190およびパレタイザ162に伝達され、保管および取り出しエンジン190およびパレタイザ162によってもたらされる、最適で、さらにフレキシブルな混合ケースシーケンスのソリューションを(パレットプランナー/生成装置166、166’の)混合配置ケースプラン184から立案する。
【0015】
図2Aもまた参照すると、本発明のシステムは、本明細書において「フレキシブルシーケンサー297」と呼ばれ、混合ケース構成プラン184のパレット積載物PALを構築するために、パレット積載物PALの少なくとも1つの層L121-L125、L12Tおよび/または各層L121-L125、L12Tにおける少なくとも1つのケースに対して、および/または、各ケースについてのパレット積載物PAL(または、パレットの領域の所定の部分を覆うパレット積載物の一部分。図1Aを参照)の混合ケース構成プラン184を各層L121-L125、L12Tにおける少なくとも1つのケースおよび各ケースについてのシーケンスオーダー(たとえば、複数のシーケンス)を決定するシーケンスに変更(reduce)する反復的(または発見的)解決策を提供する。混合ケース構成プラン184の所定の構成は、ケース配置シーケンスのソリューションセット内で複数の混合ケースCUのうちの少なくとも1つのシーケンスのフレキシビリティを特徴付ける際に、複数の混合ケースCUのうちの少なくとも1つによって変更される。たとえば、本明細書に記載されるケース配置シーケンスのソリューションセットは、混合ケース構成プラン184を構築する少なくとも1つのパレット構築ロボット14を用いて、少なくとも1つの混合ケースを配置するように、パレット積載物PALにおける複数の混合ケースCUのうちの少なくとも1つの配置シーケンスを決定し、パレット構造および混合ケース構成プラン184の混合ケースの構造を画定する所定の特徴のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されない混合ケースのうちの1つまたは複数によって、混合ケース構成プラン184の所定の構成を変更する。本発明において記載されるように、混合ケース構成プラン184は、生成されるシーケンスソリューションについてのケースによって変更される。シーケンスソリューションは、積載物PALを混合ケース構成プラン184にパレット構築することについては決定的であるが、固定的ではなく、説明的な目的のためには、シーケンスの切替(switches of sequence)と見なすことができ、シーケンスの切替と呼ぶことができ、シーケンスの切替は、(一態様による)シーケンスソリューションにおける1つまたは複数の混合ケースに対応して、(一態様による)シーケンスソリューションにおける1つまたは複数の混合ケースに対して許容され(換言すれば、切替を許容する)、シーケンスソリューションにおける1つまたは複数の他の混合ケースに関連する各混合ケースに対して許容される。シーケンスソリューションの混合ケースの1つまたは複数についての、または任意の数についての、またはそれぞれについてのシーケンスのフレキシビリティ(または切替)が決定され、(本明細書において記載されているような)生成されたシーケンスソリューションの一部となり(換言すれば、埋め込まれる)、したがって、シーケンスソリューションを再決定する必要なく(全体においてでもなく、前方の誤配列されたケースからの残余のシーケンスソリューション部分においてでもなく)、実質的にリアルタイムで、パレタイザ162によって(保管および取り出しシステム100によって送られる対応する混合ケースの誤配列などによって)実効化され得る(切替シーケンス)。リアルタイムとの関連は、(シーケンスソリューションの)代表的な混合ケースの保管および検索エンジン190による保管からの取り出しから、代表的な混合ケースのパレット積載物の構築のためのパレタイザへの送り込みまでの処理時間である(シーケンス時間と見なすこともできる)。
【0016】
本開示の態様によれば、システム100は、一般に、インフィードセクション、保管およびソートセクション(たとえば、保管および取り出しエンジン190)、ならびに搬出セクションを含むように構成され得る。以下により詳細に記載するように、たとえば、小売流通センターとして作動するシステム100は、ケースの均一なパレット積載物を受け取り、パレットの物品を分類するか、均一なパレット積載物からケースを切り離して、システムにより個別に操作される独立したケースユニットにし、各注文により求められる異なるケースを取り出して対応するグループにソートし、対応するケースのグループを搬送し、混合ケースパレット積載物と呼ばれ得るものに組み立てるために機能し得る。インフィードセクションは、一般に、均一なパレット積載物を個別のケースに分解することができ、また、保管およびソートセクションへの搬入のために、適切な搬送を介してケースを搬送することができる。保管およびソートセクションは、次に、個別のケースを受け取り、それらを保管エリアに保管し、搬出セクションへの搬送のために倉庫管理システムに入力された注文により生成された命令に応じて、所望のケースを個別に取り出し得る。注文によるケースのソートおよびグループ分けは、保管および取り出しセクションまたは搬出セクションのいずれか、またはその両方によって部分的または全体的に行われてもよく、その間のインターフェースは、説明のための便宜の1つであり、ソートおよびグループ分けは、以下にさらに記載するように、任意の多数の方法で行われることが可能である。意図される結果は、搬出セクションが、ストック維持ユニット(SKU)、寸法などが異なる可能性のある、注文されたケースの適切なグループを、混合ケースパレット積載物MPLに組み立てることである。本開示の態様において、搬出セクションは、混合ケース積層体の体系化された構造と呼ばれ得るもので、パレット積載物を生成する。パレット積載物の体系化された構造は、いくつかの水平なケース層L121-L125(図1A参照)を有し、その少なくとも1つが、複数の混合ケースの、交差せず、自立し安定した積層体により形成されていることに特徴付けられてもよい。所定の層L121-L125、L12Tの混合ケース積層体(図3における積層体S1-SNを参照)は、実質的に同一の高さを有し(図1A参照)、理解されるように、所定の層L121-L125、L12Tの略水平の上面および下面を形成し、パレット面積またはパレット面積の所望の部分を覆うために、充分な数であり得る。
【0017】
自動保管および取り出しシステムは、概して、パレタイザ162に連結された保管および取り出しエンジン190として記載され得る。より詳細には、さらに図2を参照すると、保管および取り出しシステム100は、たとえば、既存の倉庫構造に導入されるように構成されてもよいし、新たな倉庫構造に適合するようにされてもよい。上述のように、図2に示すシステム100は代表的なものであって、たとえば、それぞれの移送ステーション170、160で終了するインフィードコンベヤおよびアウトフィードコンベヤ、リフトモジュール150A、150B、保管構造130、および多数の自律車両型搬送ロボット110(本明細書においては「ボット」という)を含み得る。保管および取り出しエンジン190は、少なくとも、保管構造130およびボット110によって(ある態様においては、保管構造130、ボット110、およびリフトモジュール150A、150Bによって形成されるが、他の態様においては、リフトモジュール150A、150Bは、以下に留意されるような保管および取り出しエンジン190に加えて、垂直シーケンサーを形成し得る)形成されるということに留意されたい。別の態様においては、保管および取り出しシステムはさらに、ボット110とリフトモジュール150A、150Bとの間にインターフェースを提供し得るロボットまたはボットの移送ステーション(図示せず)を含み得る。保管構造130は、複数のレベルの保管ラックモジュールを含んでいてもよく、各レベルは、それぞれ、取り出し通路130A、および、保管構造130の保管エリアのいずれかと、リフトモジュール150A、150Bの棚との間でケースユニットを移送するための移送デッキ130Bを含んでいる。取り出し通路130Aおよび移送デッキ130Bは、ボット110が、ケースユニットを取り出しストック内に配置し、注文されたケースユニットを取り出すことも可能にする。代替的な態様において、各レベルはさらに、ボット移送ステーション140をそれぞれ含み得る。ボット110は、上述の小売商品などのケースユニットを、保管構造130の1つまたは複数のレベルの取り出しストック内に配置し、その後、注文されたケースユニットを、たとえば、店舗または他の適切な場所に配送するために、注文されたケースユニットを選択的に取り出すように構成され得る。インフィード移送ステーション170およびアウトフィード移送ステーション160は、保管構造130の1つまたは複数のレベルへ、また1つもしくは複数のレベルから、ケースユニットCUを双方向に移送するために、それらそれぞれのリフトモジュール150A、150Bと共に作動し得る。リフトモジュール150A、150Bは、入庫(inbound)専用のリフトモジュール150Aおよび出庫(outbound)専用のリフトモジュール150Bとして説明されているが、代替的な態様において、リフトモジュール150A、150Bのそれぞれは、保管および取り出しシステム100からのケースユニット/ケースユニットの入庫移送および出庫移送の両方に使用されてもよいことに留意されたい。
【0018】
理解され得るように、保管および取り出しシステム100は、収容されていない(たとえば、ケースユニットはトレイに保持されていない)か、または収容された(たとえば、トレイまたはトート内に)1つまたは複数のケースユニットが、リフトモジュール150A、150Bから各レベル上の各保管スペースに、そして各保管スペースから各レベル上のリフトモジュール150A、150Bのいずれかに移送され得るように、たとえば、保管および取り出しシステム100のボット110によりアクセス可能な、複数のインフィードおよびアウトフィードリフトモジュール150A、150Bを含み得る。ボット110は、保管スペースとリフトモジュール150A、150Bとの間でケースユニットを移送するように構成され得る。一般に、リフトモジュール150A、150Bは、インフィードおよびアウトフィード移送ステーション160、170と、ケースユニットが保管され取り出される保管スペースのそれぞれのレベルとの間でケースユニットを移動させ得る、少なくとも1つの可動な積載支持体を含む。リフトモジュールは、たとえば往復リフトなどの適切な構成、または他の適切な構成を有してよい。リフトモジュール150A、150Bは、(制御装置120、または制御装置120、倉庫管理システム2500、および/またはパレタイザ制御装置164に連結された他の適切な制御装置、などの)任意の適切な制御装置を含み、2019年6月18日に出願された、その発明の名称が「製品順序達成のための垂直シーケンサー(Vertical Sequencer for Product Order Fulfillment)」である米国特許出願第16/444,592号明細書(その開示内容がその全体を参照することによって本明細書に組み込まれる)に記載されたものと類似の方法であって、パレタイザ162がパレット積載物PALを構築するために本明細書で記載されているように生成される所定の混合ケースシーケンスのソリューションに応じて、複数の混合ケースCUをシーケンスする方法でシーケンサーまたはソーターを形成し得る。
【0019】
自動保管および取り出しシステムは、適切な通信および制御ネットワーク180を介して、インフィードおよびアウトフィードコンベヤならびに移送ステーション170、160、リフトモジュール150A、150B、およびボット110に通信可能に接続される、たとえば、1つまたは複数の制御サーバ120を備える制御システムを含み得る。通信および制御ネットワーク180は、たとえば、インフィードおよびアウトフィードコンベヤならびに移送ステーション170、160、リフトモジュール150A、150Bの動作を命令するための、様々なプログラム可能な論理制御装置(PLC)、および他の適切なシステム自動化を組み込み得る任意の適切な構成を有し得る。制御サーバ120は、ケースのフローシステムを管理するケース管理システム(CMS)120をもたらす、高レベルのプログラミングを含み得る。ネットワーク180は、さらに、ボット110との双方向のインターフェースをもたらすために、適切な通信を含み得る。たとえば、ボット110は、搭載されるプロセッサ/制御装置1220を含み得る。ネットワーク180は、ボット制御装置1220が、ケースユニットの所望の搬送(たとえば、保管場所への配置または保管場所からの取り出し)をもたらし、所望のボット110情報およびボット110の位置換算表、状態を含むデータ、および他の所望のデータを制御サーバ120に送信するために、制御サーバ180からコマンドを要求するまたは受けることを可能にする適切な双方向の通信パッケージソフトを含み得る。図2からわかるように、制御サーバ120はさらに、たとえば、インベントリ管理、および顧客注文達成の情報をCMS120レベルプログラムに提供するために、倉庫管理システム2500に接続され得る。ケースユニットを保持および保管するために配置される自動保管および取り出しシステムの適切な例は、2015年8月4日に発行された米国特許第9,096,375号明細書に記載されており、この文献の開示内容は、その全体を参照することによって本明細書に組み込まれる。上述のような、あるいは図2に示すようなケースユニットを保管および操作するための、自動保管および取り出しシステム(ASRS)の他の適切な例は、適用可能な範囲まで、Dematic Corp.のMultishuttle(登録商標)、SwisslogのAutostore(商標)およびSSI SchaefferのASRSシステムを含んでいる。
【0020】
さらに図2を参照すると、本開示の態様において、システム100のアウトフィードセクション、より詳細には、アウトフィード移送ステーションおよびそこから延びるコンベヤ160は、保管場所から取り出されたケースユニットをパレタイザ162へ搬送するために機能する。アウトフィードセクションのコンベヤとパレタイザ162との間のインタフェース(図示せず)は、注文されたケースユニットの(システムアウトフィードセクションの搬出に対して)実質的に強制されない到着、および混合ケースパレット積載物PALを形成するための、パレタイザによるケースユニットの制約されない取り出しのための配置を容易にする、任意の所望の構成を有し得る。パレタイザ制御装置164は、パレタイザ162の動作を制御するために設けられる。示される本開示の態様において、パレタイザ制御装置164は、制御サーバ120、より詳細には制御サーバ120のCMSレベルプログラミングとの双方向通信のために、適切なネットワーク(たとえば、ネットワーク180または別のネットワーク)を通じて通信可能にリンクされ得る、分離した制御サーバまたはプロセッサ(たとえば、PC)であり得る。図2はさらに、パレタイザ制御装置164’がシステム制御サーバ120に組み込まれ得る場合を示す。したがって、理解され得るように、(パレタイザ操作のための命令をもたらす)制御レベルのプログラミングは、所望の制御サーバ120または遠隔プラットフォームパレタイザ制御装置164として、共通の処理プラットフォームに常駐し得るパレット積載生成装置166、166’などに対しては、より高いレベルのパレタイザプログラミングでもある。さらに理解され得るように、パレタイザ制御装置164、164’は、それぞれの注文、および、それぞれの注文に対応するパレット積載物を作成する際に、たとえばパレット生成装置によって用いられるケースユニットに関する情報のために、制御サーバ120のCMSプログラムとインターフェース接続し得る。たとえば、CMSプログラムにより求められ、パレタイザ制御装置164、164’に提供される情報は、満たされるべきそれぞれの注文に関する識別情報、注文が完了されるべき順序、それぞれの注文についての対応するケース(たとえば、どのケースがどのくらいか)の識別情報(たとえば、SKU)、パレタイザに対する取り出しおよび搬送のために初期化されたケースの配列情報、およびそれぞれのケースの適用できる範囲までの寸法データの変更、ならびに任意の他の所望の情報を含み得る。
【0021】
システム100のアウトフィードセクションは、1つまたは複数の検査および/または寸法取り(dimensioning)ステーション(図示せず)を含んでいてもよく、ここでは、たとえば、それぞれの注文に対応するケースの識別子が確認されてもよく、ケース寸法(3-D)だけでなく、ケースの統合性(integrity)およびパレット載置に対する安定性も確認され得る。このような検査ステーションは、アウトフィードセクション内に分配されてもよいし、たとえば、アウトフィードセクションの搬送路に沿うか、たとえばパレタイザの近くまたはパレタイザに隣接して配置される、実質的に単一のステーションであってもよい。検査ステーションからの情報は、たとえば、それぞれの注文に関するケースの一致の確認、およびあらゆる不一致の解明のために、CMSプログラムに伝えられてもよい。上述のように、このようなケース情報は、パレット積載生成装置レベルのプログラムだけでなく、パレタイザのモータ制御を管理するプログラムによっても用いられるように、さらにパレタイザ制御装置164に共有されるか、パレタイザ制御装置164に送信される。必要に応じて、フレキシブルシーケンサー297は、所望の情報のインターフェースおよび移送のために、倉庫管理システム2500、または保管および取り出しシステム100の任意の他の部分に通信可能に接続されてもよい。たとえば、一態様において、図5も参照すると、パレタイザ制御装置164、164’は、混合ケースCUのうちの少なくとも1つを含む、混合ケースCUのインプット配列供給シーケンス(input queue feed sequence)444をもたらすように、混合ケースのインプット配列供給シーケンス444を生成し、ケース配置シーケンスのソリューションセット500からケースインフィード183に、シーケンスソリューションのうちの少なくとも一部を伝達するように構成されるフレキシブルシーケンサー297に接続され、この場合、パレタイザ制御装置164、164’は、本明細書においてさらに記載されるように、パレタイザ162の実質的に連続的なケース配置の処置によってパレット積載物PALを構築するために、ケースを取り出しおよび配置するための(複数の)パレット構築ロボット14の動作を命令する。本開示の別の態様において、上述の検査ステーションは、インフィードセクションに設けられてもよいし、任意の他の適切な手段により識別され、それにより生成されたケースユニット情報が、CMSプログラムに提供されてもよい。
【0022】
保管および取り出しエンジン190は、(複数の)リフトモジュール150A、150Bが複数の混合ケースCUを取り出しおよび配送し、混合ケースCUをパレタイザ162に送入するように、混合ケースCUを(複数の)リフトモジュール/(複数の)ソーター150A、150Bに輸送する。図2および図4を参照すると、(「パレタイザセル」または「ステーション」とも呼ばれる)各パレタイザ162は、概して、ケースインフィード183と、フレーム300Fと、少なくとも1つのパレット構築ロボット14と、制御装置164、164’とを含む。一態様において、パレタイザ162は、少なくとも1つの3次元飛行時間型(time of flight)カメラ310C1、310C2、310C3、310C4を有する視覚システムを含む。パレタイザ162の適切な例は、2018年7月13日に出願された、その発明の名称が「パレット積載物を構築するための装置および方法(Apparatus and Method for Building a Pallet Load)」である米国特許出願第16/035,204号明細書に記載され、その開示内容は、その全体を参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【0023】
ケースインフィード183は、複数の混合ケースCUのインプット配列供給シーケンス444をパレタイザ162に供給するように、混合ケースCUを送入する。フレーム300Fは、パレット支持部SPALのためのパレット構築ベース301を画定する。少なくとも1つのパレット構築ロボット14は、フレーム300Fに接続される。少なくとも1つのパレット構築ロボット14は、ケースインフィード183に通信可能に接続されて、混合ケースCUのインプット配列供給シーケンス444における混合ケースCUを受け取り、所定の実質的に一定の配置レートで、混合ケースパレットPALの構築をもたらすように、混合ケースCUのインプット配列供給シーケンス444に応じて、混合ケースCUのインプット配列供給シーケンス444に依存して、複数の混合ケースCUを配置するように構成される。少なくとも1つのパレット構築ロボット14は、パレット構築ベース301上にパレット構築物PAL(図A参照)を構築するように、パレット支持部SPALの上に連続的にパレット積載の物品ユニット(混合ケースとも呼ばれる)を輸送および配置するように構成される。
【0024】
パレタイザ制御装置164、164’は、ケースインフィード183および少なくとも1つのパレット構築ロボット14に操作可能に接続され、パレット構築ベース301に対する多関節ロボットの動作を制御し、それにより、パレット構築物PALのパレット積載構造BPALをもたらすように(任意の適切なハードウエアおよび非一時的なコンピュータプログラムコードによって)構成される。パレタイザ制御装置164、164’は、少なくとも混合ケースパレットPALの所定の全体部分を完成させ、混合ケースパレットPALの当該所定の全体部分の全体的および安定的な混合ケース構成プラン184の各ケースについての所定の立案された位置と姿勢を記述する、全体的および安定的な混合ケース構成プラン184を生成するように構成される。本明細書においてより詳細に記載されるように、パレタイザ制御装置164、164’(または、任意の適切なパレット構築ロボット14A、14Bの制御装置)は、フレキシブルシーケンサー297によって生成されるケース配置シーケンスから、全体的および安定的な混合ケース構成プラン184に対応するパレットPALを構築するように構成され、ここで、各シーケンスソリューションは、全体的および安定的な混合ケース構成プラン184に基づいて、少なくとも1つのパレット構築ロボット14を用いて、混合ケースパレットPALの構築を決定(resolve)する。上記により留意されるように、混合ケース構成プラン184は、混合ケースパレットPALを構築する混合ケースCUの配置をシーケンスするNP困難問題(n-p hard problem)を提示する。一態様において、フレキシブルシーケンサー297は、ケース配置シーケンスのソリューションセットの生成が、パレット構造および全体的および安定的な混合ケースパレット構造の混合ケースの構造を画定する(本明細書に記載されるような)所定の特徴のうちの1つまたは複数によって、実質的に制約されないように構成される。
【0025】
ケース配置シーケンスのソリューションセットは、少なくとも1つのパレット構築ロボット14を用いて、混合ケースパレットPALを構築する混合ケースCUの配置シーケンスにおけるシーケンスのフレキシビリティを特徴付ける。本明細書に記載されているように、シーケンスのフレキシビリティを特徴付けることは、混合ケースのうちの1つまたは複数のうちの少なくとも1つがシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部に対して独立して配列されることを決定する所定の特性を有する、全体的および安定的な混合ケース構成プラン184における混合ケースCUのうちの1つまたは複数を特定する。一態様において、所定の特徴は、全体的および安定的な混合ケース構成プラン184における隣接するケースに対する複数の混合ケースの各々の位置的な独立性である。位置的な独立性は、少なくとも1つの混合ケースに対して生成されるケース配置シーケンスのソリューションセットから決定される。
【0026】
本明細書においてより詳細に記載されるように、フレキシブルシーケンサー297は、混合ケースCUのインプット配列供給シーケンス444をもたらすように、ケース配置シーケンスのソリューションセットからのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部を、ケースインフィード183(たとえば、パレタイザ162の上流に位置する保管および取り出しエンジン190の任意の適切な1つまたは複数の部分)に伝達して送入する保管および取り出しエンジン190に伝達するように構成される。フレキシブルシーケンサー297はまた、(少なくとも1つのパレット構築ロボット14を有する)パレタイザ162のパレット構築ロボットのケース配置が、所定の実質的に一定の配置レートで、混合ケースパレットPALの実質的に連続的な構築となるように、混合ケースCUの(所与のパレット構築ロボット14A、14Bに対する)それぞれのインプット配列供給シーケンス444における誤配列を解消するように、少なくとも1つのパレット構築ロボット14のそれぞれの制御装置164、164’にシーケンスのフレキシビリティを伝達するように構成される。
【0027】
さらに図4を参照すると、一態様において、パレタイザ162は、デュアル(換言すれば、2つの)パレット構築ロボット14A(たとえば、ロボット♯1)、14B(たとえば、ロボット♯2)(概して、ロボット14と呼ばれる)を含む。しかし、別の態様においては、任意の適切な数のパレット構築ロボットが存在してもよい。パレット構築ロボット14は、例示的な目的のためだけに、6つの自由度(X、Y、Z、θ、α、μ)のロボットとして示されている。しかし、他の態様においては、パレット構築ロボット14は、自由度が6より大きいまたは小さい多関節アーム、直交座標ロボット、および/またはアームツールの端部を備える選択的コンプライアンス構造のロボットアーム(selective compliant robot arm)など、任意の適切な構成を有してよい。パレット構築ロボット14のそれぞれは、パテライザステーション162のそれぞれの側部から取り出す。たとえば、パレタイザステーション162のそれぞれの各側部は、そこからそれぞれのパレット構築ロボット14A、14Bが混合ケースユニットCUを取り出す、所定の取り出し位置/ステーション477A、477Bを有する(換言すれば、パレット構築ロボット14Aが取り出し位置477Aから取り出し、パレット構築ロボット14Bが取り出し位置477Bから取り出す)。パテライザステーション162は、所定の取り出し位置/ステーション477A、477Bの大きさが(1回の取出しのケース取り出しサイズと実質的に等しいように)最小化されるか、またはコンパクトな大きさを有する。たとえば、所定の取り出し位置/ステーション477A、477Bの大きさ/領域478は、予想される最大のケースCUなどの、所望の大きさの1回の取り出しだけに合致する(ステーションの大きさ/領域は、予想される最大のケースCUよりもわずかに大きいだけであって、取り出しステーション477A、477Bに沿って/取り出しステーション477A、477Bの上を移動するために、ケースCUの最小化されたクリアランスと、それぞれのパレット構築ロボット14A、14BによるケースCUの取り出しとのために提供される)。または、1回の取り出しが複数のケースを有するピックフェースのものであれば、所定の取り出し/ステーションの大きさ/領域が、複数のケースの大きさと一致する(ステーション場所の大きさ/領域は、複数のケースよりもわずかに大きいだけであり、取り出しステーション場所477A、477Bに沿って/取り出しステーション場所477A、477Bの上を移動するために複数のケースの最小化されたクリアランスと、それぞれのパレット構築ロボット14A、14Bによる複数のケースの取り出しとのために提供される)。
【0028】
図2、2A、および4を再度参照すると、本明細書に記載されるフレキシブルシーケンサー297の特徴は、シーケンスソリューションに応じて、パレット積載物PALにおいて、パレット構築ロボット14A、14Bによって、パレットステーションへの送入(たとえば、(複数の)リフトモジュール/(複数の)ソーター150A、150Bによる取り出しおよび配送から)と、シーケンスソリューションに応じたパレット積載物PALにおけるパレット構築ロボット14A、14Bによる混合ケースCUの配置との間において、パレット構築ロボット14を用いて、混合ケースCUをシーケンス/再シーケンスすることを除去する(または、除去することが可能である)。本明細書において留意されるように、本実施形態のフレキシブルシーケンサー(inventive flexible sequencer)297はまた、(たとえば、少なくとも、パレタイザステーション162でのシーケンス/再シーケンスをもたらす目的のための)バッファを除去し得るか、または(シーケンスソリューションによるシーケンスオーダーにおける次の混合ケースを保持するように)最小化して、本発明においてさらに記載されるように、シーケンスソリューション(またはフレキリビリティ)に応じて、現在のケースCU(換言すれば、パレット上に配置するために、パレット構築ロボット14によって能動的に取り出されるケース)の取り出し/配置動作をもたらして構築するパレット構築ロボット14A、14Bに対応する所定の取り出しステーション477A、477Bに送入する。
【0029】
したがって、履行オーダーの混合ケースCUは、所定のシーケンスソリューションのオーダーで、かつ、パレット積載物PALを連続的で最適に構築する最適レートで、パレット構築ロボット14A、14Bの実質的に連続的な取り出し/配置の動作を維持し、最小限/コンパクトな大きさのパレタイザステーション162をもたらすように、ジャストインタイム(just in time)で、所定の取り出しステーション477A、477Bに供給される。以下のさらなる記載から明らかなように、シーケンスソリューションのオーダーでの混合ケースCUの選別が保管および取り出しエンジン190によって行われることで、選別は、保管および取り出しエンジン190および供給されるケース(混合ケースは、(複数の)リフトモジュール/(複数の)ソーター150A、150Bによる取り出しによってパレタイザステーション162に移送される)によって実質的に完了し、実質的に連続的なパレット構築と一致するシーケンス時間において、シーケンスソリューションに応じてシーケンスされる。そのため、バッファからの切り離し、および(従来の(複数の)パレタイザのうちの)パレタイザでのシーケンス/再シーケンスは、有利には、保管および取り出しエンジン190によってシーケンスされる混合ケースの異常/誤配列のシーケンスへのリアルタイムでの応答を可能にし、シーケンスのフレキシビリティは、連続的で最適レートでの実質的に一定のパレット構築を維持する役割を果たし、コンパクトなパレタイザステーション162をもたらす。本実施形態のフレキシブルシーケンサーの態様はさらに、パレット構築中に、(ロボット14A、14Bのうちの1つが利用不能になった場合などの2つのロボット14A、14Bから1つのロボットへの遷移などの)パレット構築ロボット14の数の一時的な減少に順応する。
【0030】
図1A、2、および2Aを再度参照すると、十分な(たとえば、顧客の)注文が、倉庫管理システム2500によって受け取られる。パレット生成装置166、166’は、倉庫管理システム2500によって提供される混合ケースの特徴、条件、およびパレットおよび/または顧客の制約(たとえば、パレットの大きさ、履行条件によるケースのシーケンスの位置、ケースの階層化(stratification of cases)など)に基づいて、パレット構成プラン184(たとえば、パレット積載構造)を生成する。パレット構成プラン184は、(これより前に、その全体を参照することによって本明細書に組み込まれた)米国特許第8,965,559号明細書に記載されているものなどの、任意の適切なプランであってよい。しかし、任意の適切なパレット構成プラン184が使用されてもよい。パレット構成プラン184は、パレット積載物PALにおける各混合ケースCUの妥当な位置および姿勢を記述し、各ケースCUは、パレット構成プラン184の混合ケース層L121-L125、L12T上で妥当な位置および姿勢を取ることに留意されたい。パレット構成プラン184は、本明細書において留意したように、異種のものが多い複数の混合ケースCUのためのものであり、フレキシブルシーケンサー297によってパレット構成プラン184から決定された、パレット構築ロボット14における複数のケースCUのシーケンスと同じものではない。一態様において、保管および取り出しエンジン190を用いた複数のケースCUのシーケンスは、2019年8月13日に発行された、発明の名称が「保管および取り出しシステム輸送車両(Storage and Retrieval System Transport Vehicle)」である米国特許第10,377,585号明細書に記載されているもの、2018年2月6日に発行された、発明の名称が「保管および取り出しシステム(Storage and Retrieval System)」である米国特許第9,884,719号明細書に記載されているもの、2016年1月18日に出願された、発明の名称が「保管および取り出しシステム(Storage and Retrieval System)」である米国特許出願第14/997,892号明細書に記載されているもの、2019年2月26日に発行された、発明の名称が「保管および取り出しシステム(Storage and Retrieval System)」である米国特許第10,214,355号明細書に記載されているもの、2018年10月16日に発行された、発明の名称が「保管および取り出しシステム(Storage and Retrieval System)」である米国特許第10,102,496号明細書に記載されているもの、および/または2109年6月18日に出願された、発明の名称が「製品オーダー達成のための垂直シーケンサー(Vertical Sequencer for Product Order Fulfillment)」である米国特許出願第16/444,592号明細書に記載されているものに類似してもよい。これら文献の開示内容は、その全体を参照することによって本明細書に組み込まれる。
【0031】
図2、2A、5、および6を参照すると、本明細書において留意されるように、パレット構成プラン184は、層L121-L125、L12Tにおいて、パレット積載物PALを配置し(図1Aおよび5参照)、フレキシブルシーケンサー297は、一態様において、各層L121-L125、L12Tに対して別々に((複数の)層の構成は、パレット構造において重畳されるものであり、上位の層の上部を支持するように、所与の層の混合ケース配置から形成される実質的に平坦な座面を有し得る)、シーケンスソリューションを決定する(および、シーケンスソリューションセット500をもたらし、ここで、図5において1~8として特定されるケースユニットCUは、ソリューションセットにおけるケースを示し、数字のIDは、任意に割り振られており(図3におけるケースの数字のIDに必ずしも対応せず)、いずれの図に対しても、例示的なシーケンスソリューションの例示的なシーケンスを示す種々の混合ケースを区別するために用いられていないことを留意されたい)ように機能し、そのため、そのような各層L121-L125のケースのシーケンスは、上方および/または下方の層L121-L125、L12Tから独立して決定され得る。他の態様においては、フレキシブルシーケンサーは、所与の層L121-L125、L12Tのシーケンスソリューションについて以下に記載されるプロセスと実質的に類似の方法で、パレット積載物PALの頂部(または、ある所望の中間のパレット高さ)から底部までを1つの単位として、全体的なパレット構成プラン184についてシーケンスを決定し得る。
【0032】
図2図2A、および図7に概略的に示されるフレキシブルシーケンサー297は、本明細書において記載されるように、シーケンスソリューションを生成するために、任意の適切なプロセッサおよびプログラミングを含み、フレキシブルシーケンサー297は、一方では倉庫管理システム2500およびパレット生成装置166、166’とインターフェース接続し、他方で(たとえば、ボット制御装置1220、リフト制御装置、などの)保管および取り出しエンジン190の任意の適切な制御装置制御システムおよび/または(たとえば、パレタイザ制御装置164、164’などの)自動パレタイザ162の任意の適切な制御装置制御システムとインターフェース接続する自動保管および取り出しシステム100の任意の適切なより高次の制御装置に組み込まれる、1つまたは複数の独立したモジュールであるか、または、別の態様においては、生成されたシーケンスソリューションをそれぞれの制御装置に通知し、シーケンスの異常(たとえば、誤配列、ケースの傷/紛失、または誤取り出しのケースなど)またはハードウエア/構成要素の利用可能性に関するフィードバック情報を受け取るように、たとえば、制御サーバ120および/または倉庫管理システム2500と、保管および取り出しエンジン190の構成要素の制御装置およびパレタイザ162の構成要素(たとえば、取り出しステーション、パレット構築ボット110など)の制御装置とに、(たとえば、有線または無線接続を通じてなどの任意の適切な方法で)通信可能に連結される、1つまたは複数の独立したモジュールであり得る。
【0033】
これより前で留意されているように、パレット構成プラン184は、境界での制約(boundary constraints)(たとえば、パレット積載物の頂部、側部など)の範囲内で、各パレット積載層における各混合ケースについての妥当な位置と姿勢とを提示する(たとえば、記述する)。フレキシブルシーケンサー297は、図8に概略的に示されるように、シーケンスソリューションを決定する。たとえば、図1A、2A、7、および8を参照すると、フレキシブルシーケンサー297は、倉庫管理システム2500、制御サーバ1200、ボット制御装置1200、リフト150A、150Bの制御装置、およびパレタイザ制御装置164を含むが、これに限定されない、自動保管および取り出しシステム100の任意の適切な制御装置から、物流インプットを受け取る。フレキシブルシーケンサー297は、(図7に示されているように)パレット積載シーケンスを最適化し、ここでは、フレキシブルシーケンサー297は、パレット積載物PALの所与の層L121-L125、L12TにケースユニットCUを配置するための全てのソリューションを(たとえば、タイムアウトの範囲内で、N個のソリューション)見出す(図8、ブロック800)。全てのソリューションが見出される場合には、フレキシブルシーケンサー267は、(本発明に記載されているような)最善のソリューションを選択する(図8、ブロック810)。全てのソリューションが見出されない場合には、フレキシブルシーケンサー297は、全てのソリューションまたはN個のソリューション(一例では、単に例示的な目的として約300個のソリューション)が見出す(図8、ブロック820)まで、ソリューションを見出し続ける。N個のソリューションが見出されない場合には、フレキシブルシーケンサー297は、全てのソリューションが見つかるまでソリューションを見つけることを続け(図8、ブロック830)、その後に、最善のソリューションを選択する(図8、ブロック810)。
【0034】
概して、NP困難問題を決定するための方法に応じて、フレキシブルシーケンサー297は、パレット構成プラン層L121-L125、L12T(たとえば、図3B、9A、および9Bを参照)の混合ケースの相互依存性(および逆にそのようなケースの独立性)を発見法的(heuristically)に調査してマッピングするようにプログラムされる。パレット構成プラン184の各層L121-L125、L12Tは、パレット構成プラン184、ハードウエア構成および制約に応じて、マトリクスのノード(ケースを表示するものであり、たとえば、図9Aおよび9Bを再度参照)として取り扱われてよく、グラフ探索(たとえば、深さ優先探索)法で発見法的に調査されてよい。フレキシブルシーケンサー297は、シーケンスのソリューションセット(ソリューションのセットの一例は、図11に示され、以下で記載される)を表示およびマップ出力する、各ケースについての相互依存(リンク)パスLP(たとえば、図9A、9B、および9Cを参照、パスLPを表示するノード間の矢印)を生成する。一態様において、ケース配置ソリューションセットを生成することは、全体的および安定的な混合ケース構成プラン184の各ケースCUについての利用可能な配置シーケンスのセットを生成することと、所定の基準に基づいて、利用可能な配置シーケンスのセットから、ケース配置シーケンスのソリューションセットのうちのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部を決定するケースCUのシーケンスを解決する最善の配置シーケンスを選択することとを含む。別の態様においては、ケース配置ソリューションセットを生成することは、配置シーケンスにおけるケースのシーケンスのフレキシビリティを特徴付けるように全体的および安定的な混合ケース構成プラン184の各ケースCUに対して利用可能な配置シーケンスのセットを生成することを含む。ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することは、配置シーケンスにおけるケースのシーケンスのフレキシビリティを特徴付けるように、全体的および安定的な混合ケース構成プラン184の各ケースCUに対して、利用可能な配置シーケンスのセットを生成することを含む。
【0035】
一例として、シーケンスのソリューションセットを生成するために、フレキシブルシーケンサー297は、パレット構成プラン184の通りに配置された層の(独立した)空いている端部/側部(free edge/side)(たとえば、頂部、側部など)上の(複数の)ノード(たとえば、ケースCU)から開始して、対応する相互依存または従属ノード(ケース)および従属パス(またはリンク)を特定するために、各ノードについて、マトリクスを展開方向(progression direction)で生成(traverse)する(これより前に記載しているように、ケースの2次元の代表的な層1001(これは、L121-L125、L12Tの任意の1つまたは複数の層、またはその一部を表す)を示す図3A、およびパレット構成プラン184に応じた図3Aのケースのマトリクス表示を示す図9Aおよび図9B参照、これらは、図9Cに示される展開方向と類似する展開方向を含む)。展開方向は、パレット構築エリア1000におけるパレット構築ロボット14のケース把持ツール(たとえば、ケースユニットを握るためのアームツールの端部)の自由度(たとえば、3つの直線自由度)に対応するか、またはそうでなければ、一致し得る。したがって、マトリクスは、各パレット構築ロボットに対応する方向において調査されるか、またはそうでなければ、探索され(図9Aにおけるマトリクス999Aは、パレット構築ロボット14Aに対応し、図9Bにおけるマトリクス999Bは、パレット構築ロボット14Bに対応することに留意されたい)、シーケンスのソリューションセット(例示的なシーケンスのソリューションセットを示す図11を参照)は、各ケースユニットCUおよび各対応するパレット構築ロボット14に対して設定(develop)される。一例として、展開方向におけるマトリクスのそれぞれのノード(たとえば、プラン層におけるケース)の間の相互依存性または従属性(換言すれば、ケースの干渉)を概略的に示す図9Cを参照されたい。ここでは、説明的な目的のため、ケースのインエッジとして呼ばれるものに向かう展開パス/リンクLPがあり、これは、それを妨げる1つのケース(ノード1)があることを意味する(たとえば、ノード2は、ノード1に対して相互依存/従属し、逆に、ノード1は、パスLPに沿うノード2から独立している)。図9Aおよび図9Bも参照すると、ケース5のインエッジがないので、ケースまたはノード5は、(一方では、ロボット♯1について図9Aによって示されるマトリクスソリューションにおいて)パレット構築ロボット14A(たとえば、ロボット♯1)の側においては、他のケースから独立している。同様に、ケース3のインエッジがないので、ケース3は、(他方では、ロボット♯2について図9Bによって表されたマトリクスソリューションにおいて)パレット構築ロボット14B(たとえば、ロボット♯2)の側において、他のケースから独立している。それゆえ、図9Aおよび8Bによって示されるソリューションは、ロボット♯1およびロボット♯2を用いて、図9A図9Bにおけるマトリクス999A、999Bによって示されるパレット構成プラン層を構築するために、シーケンスされたケースに対して、ソリューションセットを形成すると考えられ得る。当該ソリューションセットにおいて、ケース3およびケース5はともに、利用可能な独立ケースであり、他のケースCUの配置オーダーに関係なく、割り当てられたパレット構築ロボット14A、14Bによって配置し得る。このように、理解され得るように、(この例における)ロボット♯1およびロボット♯2のいずれに対しても共通のシーケンスソリューションに変更されたシーケンスのソリューションセットにおいて、ケース3およびケース5の独立性は、それらが互いに対する配置オーダーで再配置され得るように、互いに対する配置の自由さを許容する。(シーケンスソリューションセットの設定中に決定されるケースの独立性によって顕在化される)この配置の自由さは、シーケンスソリューションにおいて確定されるフレキリビリティである。
【0036】
展開パスLPは、シーケンスソリューションセットの基礎を形成する(示されているように、展開中の各パスLPは、可能なソリューションセットの代表である。少なくとも反対の意味で考えられる場合は、図11を参照)。各ケースCUについて、(1つまたは複数の可能なパスLPがあるときに)1つまたは複数の可能なシーケンスソリューションセットがあることに留意されたい。したがって、フレキシブルシーケンサー297は、実行時間を制限するために、確定されたケースCUの決定的なシーケンスソリューションおよび決定的なフレキシビリティ(たとえば、層L1001における他のケースCUに対するシーケンス独立性/非従属)をもたらすのに適切な、各パレット構築ロボット14A、14B(ここでは2つのロボットであるが、別の態様においては、1つまたは複数のロボットが存在し得る)に対して、各ケースCUに対する所望の数の利用可能なシーケンスソリューションセットを設定するために、図11に示されるような層L1001を発見法的に調査する。ソリューションの制限は、ソリューションツリーを下方にシーケンスソリューションの探索の反復を制限するシーケンスソリューションの決定に加えられる。グラフ探索法におけるにおける無限ループの可能性は、この際に取り除かれる。シーケンスソリューションの探索は、複雑性、およびフレキシブルなシーケンスのための要因としての分岐を考慮して、たとえば、300個のソリューションに制限して、探索を効率的に終了させ得る。3000個のソリューションの探索の制限は、例示的な目的のためだけに使用され、他の態様においては、探索の制限は、3000個のソリューションよりも多くてよいし、または少なくてもよいことに留意されたい。
【0037】
図3A、11、および12を参照すると、本掲載において留意されるように、フレキシブルなシーケンスは、グラフ探索法を用いて設定される。フレキシブルシーケンサー297は、初期状態1100(図12、ブロック1200)で開始し、所望の数のフレキシブルなシーケンスが見出される(たとえば、全てのソリューションが、現在のパレット層に対して探索されるか、または、どれが最初に来るかによって、現在のパレット層についての(実行時間の限度ごとに)所定の数のソリューションが探索される)まで、たとえば、各ケース/ロボットのアクセスに対する各探索(case by case traversal)についての深さ優先探索を実行し続ける(図12における「ループ」を参照)。上述のように、各ケースは、ノードとして見なされ、ノード/ケース間のパスLPは、ケースの干渉のチェックから導き出される(図9C参照)。各ステップ(たとえば、図11参照、ステップ900A、900AR1、900AR2、... 900ARi、およびステップ900B、900BR1、900BR2、... 900BRi)において、フレキシブルシーケンサーは、ケースの干渉のチェックを用いて、パレット構築ロボットによって到達し得る、現在の層におけるケースを見出す。再度、各ケースに対して、フレキシブルシーケンサーは、(パレット構築ロボット14A、14Bの所与の参照フレームに対して)最も外側において、ケースの従属性の関連付けを開始し、相互依存(リンク)パスLPを生成する。(従属性が関係付けられた従属リンクから形成された)相互依存(リンク)パスのセットは、各ケース(および対応するパレット構築ロボット14A、14B。各異なるステップ900A、900AR1、900AR2、... 900ARi、ステップ900B、900BR1、900BR2、... 900BRiであり、したがって、各ケースに対応する図11における異なるマトリクスおよびそれぞれのリンクパスを参照。「ロボ1」はロボット1であり、「ロボ2」はロボット2であることに留意されたい)に対して生成される。その結果は、可能な(利用可能な)各生成方向に対してマッピングされた1つまたは複数の相互依存パスLPとなる(換言すれば、各ノードから、パスの生成は、各自由度で(X、Y、Z-2次元の描像のみが例示的な目的のために、図面に示されることに留意されたい)展開し得る)。一例として、フレキシブルシーケンサーは、空シーケンス1100による初期状態で開始し、パレット構築ロボット14A、14Bによって到達し得る、現在の層L1001における全ての利用可能なケースCU(この例においては、ケース/ノード1~6)を見出すことを試行する(図12、ブロック1210)(換言すれば、他のケースからのインエッジなし(姿勢が独立したもの))。このように、独立(非従属)ケース(換言すれば、対応するパレット構築ロボット14A、14Bによって到達できるケース)は、(所与のケースについてのパスLPのセットの各々において)利用可能であると特定され、フレキシブルシーケンサー297に登録されたパレット安定性の最適化基準およびスループットの最適化基準に応じて、(個別での、およびソリューションのセットのうちのソリューションのオーダー(サブオーダー)でのいずれでも)利用可能なケースのランク付け(図12、ブロック1220)に基づいて、対応するパレット構築ロボット14A(ロボット#1)、14B(ロボット♯2)についてのシーケンスソリューション(図12におけるシーケンスソリューションA、B、…、Nを参照。ここで、Nは、シーケンスソリューションの数の上限を表す任意の適切な整数である。)に分解される。たとえば、フレキシブルシーケンサー297は、安定性スコアおよびバランススコアに基づいて、これらの利用可能なケースをランク付けする。そして、フレキシブルシーケンサー297は、より高いランク付け(たとえば、最善のソリューション)のケース(または、換言すると、ケースシーケンスソリューション)を選択する(図12、ブロック1230)。安定性の最適化基準の要素は、不安定な積層の構築/最小限のケースの突出を低減するための送別(layer-based)のパレット積載シーケンス、不安定なケースの「支持」を無理に行うことによって立案されたパレットにおける不安定なケースを取り扱うこと、最適な出力に対する安定性の測定基準を算出すること、ケースの寸法の変化を取り扱うこと(たとえば、寸法の変化が大きければ大きいほど、シーケンスの順番でより大きく(より後に)なる)、ロボットの配置精度を向上させる、ロボットの高速動作中にアームツールの端部の内側でケースを固定するためのアームツール/ロボットの端部の制御、または任意の他の適切な安定性の最適化基準の要素を含み得る。スループットの最適化基準の要素は、パレット構築ロボットが1回の取り出し・配置サイクルにおいて(たとえば、同じストック保管ユニットの)複数のケースを取り出す/配置することを可能にすること、複数のロボットによるパレット載置について、パレット構築ロボットに対して代替のパレット積載シーケンスを強制的に行わせる(たとえば、ロボットの間で配置動作を交互に行うためのシーケンスが選択される)こと(たとえば、ロボット1に対してはシーケンスID1、ロボット2に対してはシーケンスID2、ロボット1に対してはシーケンスID3、ロボット2に対してはシーケンスID4など)によってロボットの待機時間が最小化されることと、複数のロボットによるパレット載置に対して、複数のロボットが同じパレットに複数のケースを同時に配置することを可能にするためにロボット作業区域を分けるシーケンス/パスが生成されること、または任意の他の適切なスループットの最適化基準の要素を含み得る。
【0038】
各利用可能なケースが展開において特定される(更に記載されるように、ランク付けされてシーケンスソリューションに分解される)と、図11における部分展開ステップ900A、900AR1、900AR2、... 900Ari、およびステップ900B、900BR1、900BR2、... 900BRi(ここで、iは、ステップの数おける上限を示す任意の適切な整数である)において示されるように、マトリクス999A、999Bが、更新および縮小される(図12、ブロック1240)(換言すれば、シーケンスされたケースは取り除かれることで、事実上、「取り除かれた」ケースの従属ケースであったものが、順に、非従属およびアクセス可能/独立となる)。たとえば、マトリクス999Aのケース5は、フレキシブルシーケンサー297によってロボット1に対してシーケンスされ、マトリクス999Aは、縮小されたマトリクス999ARを形成するように、ケース5を取り除くことによって縮小される。部分展開ステップ900Bにおけるフレキシブルシーケンサー297は、ロボット14B(ロボット♯2)に対してはケース3を、ロボット14A(ロット♯1)に対してはケース6を、フレキシブルにシーケンスし、ここで、これまでの従属ケース3および6は、非従属となる。ケース3がロボット14B(ロボット♯2)に対してシーケンスされるマトリクス999ARによる部分展開ステップ900ARを続けると、マトリクス999ARは、ケース3を取り除くことによってマトリクス999AR1に縮小される。同様に、部分展開ステップ900BRにおいて、マトリクス999BRのケース6は、ロボット14Aに対してシーケンスされ、マトリクス999BRは、さらなる展開のために本明細書に記載されている方法で縮小される。部分展開ステップ900AR1および900B1を続けると、マトリクス999ARは、マトリクス999AR1、999BR1に縮小され、ここで、フレキシブルシーケンサー297は、ロボット14A(ロボット♯1)、またはロボット14B(ロボット♯2)のいずれかによって取り出すために、ケース6をシーケンスし、ロボット14Bに対して従属ケースであったケース6は、ここでは非従属なケースとなる。部分展開ステップ900AR2および900BR2をさらに続けると、マトリクス999AR1は、ケース6を取り除くことによってマトリクス999AR2、999BR2にさらに縮小され、フレキシブルシーケンサー297は、ロボット14A(ロボット♯1)、またはロボット14B(ロボット♯2)のいずれかによって取り出すために、ケース4をシーケンスし、ロボット14Aおよび14Bのいずれに対しても従属ケースであったケース4は、ここでは非従属なケースとなる。図12のシーケンスソリューションステップ1210を示すシーケンスソリューション(たとえば、図12に示されたソリューションA、ソリューションB、ソリューションN)を生成するために、図11に示される展開ステップの一部分の展開が続けられる。
【0039】
図12のシーケンスソリューションステップ1210を示すシーケンスソリューション(たとえば、図12に示されたソリューションA、ソリューションB、...、ソリューションN)を生成するために、図11に示される展開ステップの一部分の展開は続けられ、現在の層L1001に対するソリューションセットのうちの少なくとも1つまたは複数の利用可能なソリューションにおいて、全てのケースが配列される(図12、ブロック1250)まで、利用可能なケースが特定される(さらに記載されるように、ランク付けされてシーケンスソリューションに分解される)と、マトリクスは、更新および縮小され続ける。各ステップ1210の最後に、フレキシブルシーケンサーは、ケースごとにシーケンスソリューションを解決するによって、グラフを縮減するように、パレット構造および当該層モデルにおける隣接ケースを更新する。これは、マトリクスにおけるすべてのノード(換言すれば、層における、またはその一部分におけるケース)がシーケンスされてシーケンスソリューション(たとえば、ソリューションA、ソリューションB、...、ソリューションN)となるまで繰り返され、上述されるような設定されたソリューションセット(たとえば、ソリューションA、ソリューションB、...、ソリューションN)を生成するソリューション設定の反復を続ける。
【0040】
生成されたシーケンスソリューションセット(たとえば、ソリューションA、ソリューションB、...、ソリューションN)のうちの利用可能なケースのうちの各利用可能なシーケンスソリューションは、パレット安定性の最適化基準およびスループットの最適化基準を適用してランク付けされる。たとえば、図10A図10Dを参照すると、ソリューションシーケンスに応じて、パレット積載物PALを生成する(シーケンスソリューションセットのうちの)シーケンスソリューションAおよびシーケンスソリューションBの描写が示されている。パレット層L1001においてケースを配置するためのシーケンスソリューションセットの2つの例示的なソリューション(ソリューションAおよびソリューションB-他の態様においては、3以上であり得る)が記載されている。ソリューションAおよびソリューションBのそれぞれには、バランススコアおよび安定性スコアが与えられる。バランススコアは、1つの単一ロボットがどのくらいの頻度で複数のケースを列に連続的に配置するかを計算する。フレキシブルシーケンサー297は、複数のパレット構築ロボット14に対して、代替のパレット積載ルーティンを行わせる。代替のパレット積載のルーティンは、ロボット(アームツールの端部)の配置待機時間を最小化するのに役立ち得る。フレキシブルシーケンサー297は、フレキシブルなシーケンスを探索する各ステップにおいて最善の選択を行うために、欲張り法(greedy method)を採用する。欲張り法は、ソリューションに制限が課されるときも、(すでに見出されたソリューションに比べて)より良好な性能を有するソリューションの検討を容易にする。ここで、ソリューションAについてのバランススコアはゼロであり、ソリューションBについてのバランススコアは4である。ソリューションAは、ロボット配置(アームツールの端部)の待機時間を最小化するのに役立ち得る、より良好なバランススコアを有することに留意されたい。
【0041】
安定性スコアは、状況に応じて(on a case-by-case basis)適用されてよい。フレキシブルシーケンサー297は、フレキシブルなシーケンスを探索し、ここで、いくつかのソリューションは、それらを通じて評価された安定性がパレット構築の履行を満たすことができないために、無視される(または除外される)。他のソリューションについて、フレキシブルシーケンサー297は、各ステップにおいて、安定性の最善の選択を行うために、欲張り法を採用する。一例としてケース3を参照すると、安定性スコアは、ケースの幅に対する高さの比率である。ここで、(表1を参照すると)ケース3は、約418mmの高さと約175mmの幅を有するので、ケース3の安定性スコアは、約2.39である。フレキシブルシーケンサー297は、不安定なケースを特定する任意の適切な安定性スコアの公差でプログラムされる。例示的な目的のために、安定性スコアの公差は、約1.6(または任意の他の適切な公差)に設定されてよく、ケース3は、安定性スコアの公差よりも大きい安定性スコアを有するので、フレキシブルシーケンサー297は、ケース3を不安定なケースとして特定する。ソリューションBを考えてみると(図10A参照)、フレキシブルシーケンサー297は、側部の支持がない状態でケース3を配置する(図10D参照)ように、ケースをシーケンスしてもよく、したがって、ソリューションBは、安定したケース配置シーケンスではない。ソリューションAを考えてみると(図10Bおよび図10Cを参照)、フレキシブルシーケンサーは、ケース3に側部の支持を与えるケース2とともに(ケース2の後に)ケース3を配置するように、ケース配置をシーケンスしてもよい(上述の図11に関して決定されるように、ケース6、ならびにケース5および6が互いから独立して配置され得る前後に、ケース3を配置し得るソリューションAにおけるケース配置のフレキキシビリティに留意されたい)。フレキシブルシーケンサー297によって算出された(任意の適切な方法で決定され得る)全体的な安定性スコアに基づき、ソリューションAは、より良好な安定性スコアを有する。
【0042】
利用可能なソリューションのセットからシーケンスソリューションを決定するために、一例としてソリューションAを用いると、シーケンスソリューションの生成はまた、シーケンスソリューションにおけるそれぞれのケースに対する各ケースについての(シーケンスにおける)フレキシビリティを特定する。図9A、9B、および11を再度参照すると、ケース(ケース/ノード2)のインエッジは、それを妨げる1つのケース(ケース/ノード1)があることを意味する(たとえば、ノード2は、ノード1に関して相互依存的/従属的であり、逆に、ノード1はノード2から独立している)。ケースまたはノード5は、ケース5のインエッジがないので、パレット構築ロボット14A(ロボット♯1)の側では、他のケースから独立している。同様に、ケース3は、ケース3のインエッジがないので、パレット構築ロボット14B(ロボット♯2)の側では、他のケースから独立している。ケース3およびケース5のいずれも、利用可能なケースであり、他のケースの配置オーダーに関係なく、割り当てられたパレット構築ロボット14a、14bによって配置され得る。ここで、ケース3およびケース5は、対応するパレット構築ロボット14a、14bに対して独立/利用可能であり、オーダーに関係なく、配置され得る(たとえば、ソリューションAのシーケンスのフレキシビリティ(図12参照)は、ケース3および5に関して特定されるので、これらケースは、ソリューションAについてと同様に、誤配列の場合には、類似のフレキシビリティが当該シーケンスにおける他のケースに対して生成され得る(たとえば、ケース6に対するケース3など-図11および図12参照)ことに留意されたい)。この配置のフレキシビリティは、連続的で最適な方法で、パレット積載物を構築するために最適レートで、パレット構築ロボット14の実質的に連続的な取り出し/配置動作を維持する。
【0043】
一態様において、フレキシブルシーケンサー297は、決定されたシーケンスソリューションを検証するように構成される。たとえば、シーケンスソリューションが決定されるかまたは行き詰った(ソリューションがない)後に、フレキシブルシーケンサー297は、当該シーケンスを後戻り(back track)する(たとえば、フレキシブルシーケンサー297は、生成されたシーケンスソリューションに応じて、パレット構築モデルを再構築し、図10A図10Dに示されるようなパレット構築物PALの制約を表すものであり、換言すれば、再構築である(たとえば、図10Dに示されているものは、図3Aに示されるパレット構築モデルプランと一致するべきである))。その後に、フレキシブルシーケンサー297は、次の利用可能なシーケンスソリューションを検索する。たとえば、フレキシブルシーケンサー297は、決定されたシーケンスソリューションを適用して、その結果を(図1Aに示されているような)初期のパレット構築モデルと比較し得る。
【0044】
ハードウエアの異常(たとえば、パレット構築ロボット14のうちの1つが利用不能である)の場合には、フレキシブルシーケンサー297は、操作可能なパレット構築ロボット(パレット構築ロボット14Aまたはパレット構築ロボット14Bのいずれか)を用いて、パレット構築のための上述される方法と類似の方法で、パレットシーケンスソリューションを再生成するように構成される。たとえば、例示的な目的のために、パレット構築ロボット14Bが利用不能になるとすると、利用不能なパレット構築ロボット14Bが位置するパレタイザ162の側に付託されたケースが、操作可能なパレット構築ロボット14Aについてのシーケンスソリューションに含まれ、好ましい相対的な配置シーケンスが、パレタイザ162に挿入される混合ケースの構造から混合ケースの位置によって決定されるように、フレキシブルシーケンサー297は、利用可能なパレット構築ロボット14Aについてのパレットシーケンスソリューションを再生成する。
【0045】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、混合ケースパレットを構築するための自動パレタイザが提供される。当該自動パレタイザは、
混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、混合ケースを送入するケースインフィードと、
ケースインフィードに通信可能に接続され、混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける混合ケースを受け取り、所定の実質的に一定の配置レートで、混合ケースパレットの構築をもたらすように、混合ケースのインプット配列供給シーケンスに応じて、混合ケースのインプット配列供給シーケンスに依存して、混合ケースを配置する、少なくとも1つのパレット構築ロボットと、
ケースインフィードおよび少なくとも1つのパレット構築ロボットに通信可能に接続され、少なくとも混合ケースパレットの所定の全体部分を完成させる全体的および安定的な混合ケース構成プランであって、混合ケースパレットの所定の全体部分の全体的および安定的な混合ケース構成プランの各ケースについての所定の立案された位置および姿勢を記述する、全体的および安定的な混合ケース構成プランを生成するように構成される制御装置と
を備え、
制御装置は、全体的および安定的な混合ケース構成プランからケース配置シーケンスのソリューションセットを生成するように構成され、各シーケンスソリューションは、混合ケースパレットを構築する混合ケースの配置をシーケンスし、ソリューションセットは、少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、混合ケースパレットを構築する混合ケースをシーケンスするNP困難問題を提示する全体的および安定的な混合ケース構成プランに基づいて、混合ケースパレットの構築を決定し、ケース配置シーケンスのソリューションセットは、少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、混合ケースパレットを構築する混合ケースの配置シーケンスにおけるシーケンスのフレキシビリティを特徴付け、
制御装置は、混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、ケース配置シーケンスのソリューションセットからのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部をケースインフィードに伝達し、パレット構築ロボットのケース配置が所定の実質的に一定の配置レートでの混合ケースパレットの実質的に連続的な構築となるように、混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける誤配列を解消するために、少なくとも1つのパレット構築ロボットにシーケンスのフレキシビリティを伝達するように構成される。
【0046】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、シーケンスのフレキシビリティを特徴付けることは、全体的および安定的な混合ケース構成プランにおいて、混合ケースのうちの1つまたは複数であって、混合ケースのうちの1つまたは複数のうちの少なくとも1つがシーケンスソリューションに対して独立して配列されることを決定する所定の特性を有する、混合ケースのうちの1つまたは複数を特定する。
【0047】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、所定の特性は、全体的および安定的な混合ケース構成プランにおける、隣接するケースに対する混合ケースのうちの1つまたは複数のうちの少なくとも1つのそれぞれの位置的な独立性である。
【0048】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、位置的な独立性は、混合ケースのうちの1つまたは複数のうちの少なくとも1つに対して生成されるケース配置シーケンスのソリューションセットから決定される。
【0049】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することは、全体的および安定的な混合ケース構成プランの各ケースに対して、利用可能な配置シーケンスのセットを生成することと、利用可能な配置シーケンスのセットから、所定の基準に基づいて、ケース配置シーケンスのソリューションセットのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部を画定するケースのシーケンスを決定する最善の配置シーケンスを選択することとを含む。
【0050】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成することは、配置シーケンスにおけるケースのシーケンスのフレキシビリティを特徴付けるように、全体的および安定的な混合ケース構成プランの各ケースに対して、利用可能な配置シーケンスのセットを生成することを含む。
【0051】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、混合ケースパレットを構築するための自動パレタイザが提供される。当該自動パレタイザは、
混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、混合ケースを供給するケースインフィードと、
ケースインフィードに通信可能に接続され、混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける混合ケースを受け取り、所定の実質的に一定の配置レートで、混合ケースパレットの構築をもたらすように、混合ケースのインプット配列供給シーケンスに応じて、混合ケースのインプット配列供給シーケンスに依存して、混合ケースを配置する、少なくとも1つのパレット構築ロボットと、
ケースインフィードおよび少なくとも1つのパレット構築ロボットに通信可能に接続され、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造であって、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の混合ケースの各ケースの位置および姿勢を記述する、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造を生成するように構成される制御装置と
を備え、
制御装置は、混合ケースのうちの少なくとも1つであって、少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、全体的および安定的な混合ケースパレット構造を構築する、混合ケースのうちの少なくとも1つを配置するように、混合ケースのうちの少なくとも1つの配置シーケンスを決定し、パレット構造および全体的および安定的な混合ケースパレット構造の混合ケースの構造を画定する、所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されない混合ケースのうちの少なくとも1つによって、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の所定の構成を変更する、ケース配置シーケンスのソリューションセットを生成するように構成される。
【0052】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、制御装置は、ケース配置シーケンスのソリューションセットの生成が、パレット構造および全体的および安定的な混合ケースパレット構造の混合ケースの構造を画定する、所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されないように構成される。
【0053】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、制御装置は、混合ケースのうちの少なくとも1つを含む混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、ケース配置シーケンスのソリューションセットからのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部をケースインフィードに伝達するように構成される。
【0054】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の所定の構成は、ケース配置シーケンスのソリューションセット内の混合ケースのうちの少なくとも1つのシーケンスのフレキシビリティを特徴付けるときに、混合ケースのうちの少なくとも1つによって変更される。
【0055】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、制御装置は、シーケンスのフレキシビリティを、特徴付けられたシーケンスのフレキシビリティに基づいて決定し、少なくとも1つのパレット構築ロボットが所定の実質的に一定の配置レートで混合ケースパレットを構築し続けるように、混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける誤配列を解消するために、シーケンスのフレキシビリティを少なくとも1つのパレット構築ロボットに伝達するように構成される。
【0056】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、全体的および安定的な混合ケースパレット構造は、混合ケースをその上に相互交換可能に配置するための座面を形成するように、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の複数の積み重ねられた混合ケースで覆われるパレットの所定の領域に亘って延在する、実質的に平坦で決定的な上面か、または、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の最上部の境界面を形成する自由で非決定的な表面を有する。
【0057】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、混合ケースパレットを構築するための自動パレタイザが提供される。当該自動パレタイザは、
混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、混合ケースを送入するケースインフィードと、
ケースインフィードに通信可能に接続され、混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける混合ケースを受け取り、所定の実質的に一定の配置レートで、混合ケースパレットの構築をもたらすように、混合ケースのインプット配列供給シーケンスに応じて、混合ケースのインプット配列供給シーケンスに依存して、混合ケースを配置する、少なくとも1つのパレット構築ロボットと、
ケースインフィードおよび少なくとも1つのパレット構築ロボットに通信可能に接続され、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造であって、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の混合ケースの各ケースの位置および姿勢を記述する、所定の構成における全体的および安定的な混合ケースパレット構造を生成するように構成される制御装置と
を備え、
制御装置は、パレット構造および全体的および安定的な混合ケースパレット構造の混合ケースの構造を画定する、所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されない混合ケースのうちの少なくとも1つによる、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の所定の構成の変更を通して、少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、全体的および安定的な混合ケースパレット構造を構築するためのケース配置シーケンスのソリューションセットを生成するように構成され、
ケース配置シーケンスのソリューションセットは、少なくとも1つのパレット構築ロボットを用いて、全体的および安定的な混合ケースパレット構造を構築する混合ケースのうちの少なくとも1つの配置シーケンスを決定する。
【0058】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、制御装置は、ケース配置シーケンスのソリューションセットの生成が、パレット構造および全体的および安定的な混合ケースパレット構造の混合ケースの構造を画定する、所定の特性のうちの1つまたは複数によって実質的に制約されないように構成される。
【0059】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、制御装置は、混合ケースのうちの少なくとも1つを含む混合ケースのインプット配列供給シーケンスをもたらすように、ケース配置シーケンスのソリューションセットからのシーケンスソリューションのうちの少なくとも一部をケースインフィードに伝達するように構成される。
【0060】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の所定の構成は、ケース配置シーケンスのソリューションセット内の混合ケースのうちの少なくとも1つのシーケンスのフレキシビリティを特徴付けるときに、混合ケースのうちの少なくとも1つによって変更される。
【0061】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、制御装置は、シーケンスのフレキシビリティを、特徴付けられたシーケンスのフレキシビリティに基づいて決定し、少なくとも1つのパレット構築ロボットが所定の実質的に一定の配置レートで混合ケースパレットを構築し続けるように、混合ケースのインプット配列供給シーケンスにおける誤配列を解消するために、シーケンスのフレキシビリティを少なくとも1つのパレット構築ロボットに伝達するように構成される。
【0062】
本開示の1つまたは複数の態様によれば、全体的および安定的な混合ケースパレット構造は、混合ケースをその上に相互交換可能に配置するための座面を形成するように、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の複数の積み重ねられた混合ケースで覆われるパレットの所定の領域に亘って延在する、実質的に平坦で決定的な上面か、または、全体的および安定的な混合ケースパレット構造の最上部の境界面を形成する自由で非決定的な表面を有する。
【0063】
上述の記載は、本開示の態様の例を示しているにすぎないことが理解されるべきである。様々な代替例および改良例が、本開示の態様から逸脱することなく当業者によって導き出され得る。したがって、本開示の態様は、本明細書に添付した任意の請求項の請求の範囲内に含まれるそのような全ての代替例、改良例、および変形例を含むように意図される。さらに、異なる特徴が相互に異なる従属請求項または独立請求項に記載されているという単なる事実が、これら特徴の組み合わせを好適に使用することができないということを示してはおらず、そのような組み合わせは、本開示の態様の範囲内に留まる。
図1A
図1B
図2
図2A
図3
図3A
図4
図5
図6
図7
図8
図9A
図9B
図9C
図10A
図10B
図10C
図10D
図11
図12
【外国語明細書】