特開 2024-1571 自動倉庫規模演算装置、及び自動倉庫規模演算方法

(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】P2024001571

(43)【公開日】2024-01-10

(54)【発明の名称】自動倉庫規模演算装置、及び自動倉庫規模演算方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 10/04 20230101AFI20231227BHJP

   B65G 1/04 20060101ALI20231227BHJP

   B65G 1/137 20060101ALI20231227BHJP

   G06Q 10/08 20240101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

G06Q10/04

B65G1/04 561

B65G1/137 A

G06Q10/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022100308

(22)【出願日】2022-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(71)【出願人】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】岡本 和也

(72)【発明者】

【氏名】野田 五十樹

(72)【発明者】

【氏名】小出 幸和

(72)【発明者】

【氏名】小原 生光

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 秀生

【テーマコード（参考）】

3F022

3F522

5L049

【Ｆターム（参考）】

3F022FF01

3F022JJ20

3F022MM01

3F022MM11

3F522BB01

3F522CC20

3F522LL31

5L049AA04

5L049AA16

(57)【要約】

【課題】自動倉庫に求められる規模を速やかに演算することができる自動倉庫規模演算装置、及び自動倉庫規模演算方法を提供する。
【解決手段】入庫数演算部５１は、確率分布を用いて容易に入庫数を演算することができる。また、出庫数演算部５２は、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫から出庫される物品１５０の出庫数を確率分布を用いて演算する。従って、単位時間あたりに出庫される出庫数が一定ではない垂直搬送機２２を用いた場合であっても、出庫数演算部５２は、確率分布を用いて容易に出庫数を演算することができる。また、保管数演算部５３は、演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚１１０で保管される物品１５０の保管数の推移を演算する。この場合、保管数演算部５３の演算結果から、保管棚１１０で保管される物品１５０の保管数が多いときには、どの程度の保管数が必要になるかを容易に把握することができる
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品を保管する保管棚を有し、垂直搬送機に対して設けられる自動倉庫の規模を演算する自動倉庫規模演算装置であって、
所定の入庫条件下において、単位時間あたりに前記自動倉庫へ入庫される前記物品の入庫数を確率分布を用いて演算する入庫数演算部と、
所定の出庫条件下において、単位時間あたりに前記自動倉庫から出庫される前記物品の出庫数を確率分布を用いて演算する出庫数演算部と、
演算された前記入庫数及び前記出庫数に基づいて、前記保管棚で保管される前記物品の保管数の推移を演算する保管数演算部と、を備える、自動倉庫規模演算装置。

【請求項2】

繰り返し実行された前記入庫数演算部、前記出庫数演算部、及び前記保管数演算部による演算結果に基づき、前記保管数の確率的な統計情報を演算する統計情報演算部を更に有する、請求項１に記載の自動倉庫規模演算装置。

【請求項3】

前記垂直搬送機は交互動作式であり、
前記入庫数演算部、及び出庫数演算部の少なくとも一方は、
前記保管棚の階数に基づく単位時間あたりの平均の物品数を前記確率分布としてポアソン分布を用いて演算する、請求項１又は２に記載の自動倉庫規模演算装置。

【請求項4】

物品を保管する保管棚を有し、垂直搬送機に対して設けられる自動倉庫の規模を演算する自動倉庫規模演算方法であって、
所定の入庫条件下において、単位時間あたりに前記自動倉庫へ入庫される前記物品の入庫数を確率分布を用いて演算する入庫数演算ステップと、
所定の出庫条件下において、単位時間あたりに前記自動倉庫から出庫される前記物品の出庫数を確率分布を用いて演算する出庫数演算ステップと、
演算された前記入庫数及び前記出庫数に基づいて、前記保管棚での前記物品の推移を演算する保管数演算ステップと、を備える、自動倉庫規模演算方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動倉庫規模演算装置、及び自動倉庫規模演算方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動倉庫規模を演算する技術として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この技術は、物流センター全体の構成の性能をモデル化した機械パラメータ等を用意し、シミュレーションから最適化設定を決定することで、自動倉庫に必要な規模等を演算している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－５２０５２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、自動倉庫は垂直搬送機を用いて入庫及び出庫を行うが、垂直搬送機を有する自動倉庫のモデルを構築してシミュレーションを行った場合、物品数が多くなるほどシミュレーションに要する時間が増えるという問題がある。従って、自動倉庫に求められる規模を速やかに演算することが求められる。

【0005】

従って、本発明は、自動倉庫に求められる規模を速やかに演算することができる自動倉庫規模演算装置、及び自動倉庫規模演算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】

【0006】

本発明の一態様に係る自動倉庫規模演算装置は、物品を保管する保管棚を有し、垂直搬送機に対して設けられる自動倉庫の規模を演算する自動倉庫規模演算装置であって、所定の入庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫へ入庫される物品の入庫数を確率分布を用いて演算する入庫数演算部と、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫から出庫される物品の出庫数を確率分布を用いて演算する出庫数演算部と、演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚で保管される物品の保管数の推移を演算する保管数演算部と、を備える。

【0007】

自動倉庫規模演算装置において、入庫数演算部は、所定の入庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫へ入庫される物品の入庫数を確率分布を用いて演算する。従って、単位時間あたりに入庫される入庫数が一定ではない垂直搬送機を用いた場合であっても、入庫数演算部は、確率分布を用いて容易に入庫数を演算することができる。また、出庫数演算部は、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫から出庫される物品の出庫数を確率分布を用いて演算する。従って、単位時間あたりに出庫される出庫数が一定ではない垂直搬送機を用いた場合であっても、出庫数演算部は、確率分布を用いて容易に出庫数を演算することができる。また、保管数演算部は、演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚で保管される物品の保管数の推移を演算する。この場合、保管数演算部の演算結果から、保管棚で保管される物品の保管数が多いときには、どの程度の保管数が必要になるかを容易に把握することができる。以上より、自動倉庫規模演算装置は、自動倉庫に求められる規模を速やかに演算することができる。

【0008】

自動倉庫規模演算装置は、繰り返し実行された入庫数演算部、出庫数演算部、及び保管数演算部による演算結果に基づき、保管数の確率的な統計情報を演算する統計情報演算部を更に有してよい。この場合、統計情報演算部は、繰り返しのシミュレーション結果に基づいて、自動倉庫に求められる規模を統計的に把握可能な統計情報を演算することができる。

【0009】

垂直搬送機は交互動作式であり、入庫数演算部、及び出庫数演算部の少なくとも一方は、保管棚の階数に基づく単位時間あたりの平均の物品数を確率分布としてポアソン分布を用いて演算してよい。交互動作式の垂直搬送機が入庫または出庫する単位時間あたりの物品数の上限は保管棚の階数によって決まる。また、ポアソン分布は、小さい数にてピークが出やすい確率分布であるため、垂直搬送機による物品数を演算するのに適した確率分布である。

【0010】

本発明の一形態に係る自動倉庫規模演算方法は、物品を保管する保管棚を有し、垂直搬送機に対して設けられる自動倉庫の規模を演算する自動倉庫規模演算方法であって、所定の入庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫へ入庫される物品の入庫数を確率分布を用いて演算する入庫数演算ステップと、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫から出庫される物品の出庫数を確率分布を用いて演算する出庫数演算ステップと、 演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚での物品の推移を演算する保管数演算ステップと、を備える。

【0011】

この自動倉庫規模演算方法によれば、上述の自動倉庫規模演算装置と同様な作用・効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、自動倉庫に求められる規模を速やかに演算することができる自動倉庫規模演算装置、及び自動倉庫規模演算方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る自動倉庫規模演算装置による演算の対象となる物流倉庫を示す概略側面図である。

【図2】物流倉庫の構成を示す概略構成図である。

【図3】制御装置のブロック構成図である。

【図4】本実施形態に係る自動倉庫規模演算装置のブロック構成図である。

【図5】自動倉庫に対して入庫及び出庫される物品の流れの一例を示す模式図である。

【図6】物品の入庫と出庫の様子を示す模式図である。

【図7】（ａ）は入庫数演算部の処理の一例を示す模式図であり、（ｂ）は出庫数演算部の処理の一例を示す模式図である。

【図8】（ａ）は自動倉庫に保管される保管数の推移を示すグラフであり、（ｂ）は保管数の最大値の確率分布を示すグラフである。

【図9】入力情報及び出力情報の一例である。

【図10】入力情報及び出力情報の一例である。

【図11】入力条件及び出力条件の一例である。

【図12】自動倉庫規模演算装置の処理内容の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0015】

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を備える物流倉庫１を示す概略側面図である。図１に示すように、物流倉庫１は、複数の物品１５０を入庫して保管し、保管された各物品１５０のうち、出庫すべきものを出庫可能なシステムである。物流倉庫１は、自動倉庫１００と、出庫エレベータ１０４（垂直搬送機）と、入庫エレベータ１０５（垂直搬送機）と、出庫レーン１２１（搬送レーン）と、入庫レーン２１（搬送レーン）と、を備える。自動倉庫１００は、物品１５０を保管する倉庫である。自動倉庫１００は、倉庫本体部１０１と、出庫渡り通路１０２と、入庫渡り通路１０３と、を備える。倉庫本体部１０１は、複数段の保管棚１１０を有している。保管棚１１０は、倉庫本体部１０１の一方側の端部から他方側の端部へ延在している。保管棚１１０では、移載装置１１１にて、入庫経路から出庫経路への物品の移載動作が行われる。入庫渡り通路１０３は、倉庫本体部１０１の一方側の端部に設けられ、各段の保管棚１１０に対して物品１５０を入庫する機構である。出庫渡り通路１０２は、倉庫本体部１０１の他方側の端部に設けられ、各段の保管棚１１０から物品１５０を出庫する機構である。入庫エレベータ１０５は、入庫レーン２１から入庫される物品１５０を上下させて、所望の保管棚１１０に対応する段の入庫渡り通路１０３へ物品１５０を供給する。出庫エレベータ１０４は、出庫対象となる物品１５０を保管棚１１０及び出庫渡り通路１０２から受け取り、図示しない出庫口へ昇降させる。出庫エレベータ１０４から出庫された物品１５０は、出庫レーン１２１へ搬出される。

【0016】

図２は、物流倉庫１の構成を示す概略構成図である。以降の説明においては、入庫エレベータ１０５、及び出庫エレベータ１０４を単に「垂直搬送機２２」と称する場合がある。図２は、物流倉庫１のうち、入庫側の構成を示す。なお、物流倉庫１の出庫側は、物品１５０の流れが自動倉庫１００、垂直搬送機２２（出庫エレベータ１０４）、出庫レーン１２１で流れていく点以外は入庫側と同様な構成を有するため、説明を省略する。図２に示すように、物流倉庫１は、物品１５０を搬送する搬送系２と、搬送系２を制御する制御装置１０と、を備える。搬送系２は、入庫レーン２１と、垂直搬送機２２と、自動倉庫１００のコンベア２３と、を備える。このうち、垂直搬送機２２は、前述の入庫エレベータ１０５を構成する機器である。入庫レーン２１は、物品１５０を水平に搬送して垂直搬送機２２へ受け渡す装置である。入庫レーン２１は、垂直搬送機２２の所定の段に対して設けられている。コンベア２３は、自動倉庫１００の各階において、垂直搬送機２２から物品を受け取って水平に搬送する装置である。コンベア２３は、入庫渡り通路１０３の各階（ここでは四階）に設けられる。

【0017】

垂直搬送機２２は、水平方向移動手段（例えばコンベア）と、上下移動手段と、を備え、物品１５０を上下方向及び水平方向に移動させる装置である。入庫される物品１５０のそれぞれには、搬送先である目的階が紐づけされている。これにより、垂直搬送機２２は、各物品１５０を入庫渡り通路１０３における目的階へ移動させる。なお、図では、「ｍ階」を目的地とした物品１５０に対して、「ｍ」の数字が付されている。以降の図においても同様である。また、以降の説明では、ｍ階を目的地とした物品１５０を「ｍ階への物品」と称する場合がある。

【0018】

垂直搬送機２２は、隣り合う複数の搬送箱２２ａを交互に昇降しつつ、物品１５０を水平方向（横方向）に移動させることで垂直搬送を行う垂直搬送機である。垂直搬送機２２は、交互動作式の昇降装置であり、入庫レーン２１側の搬送棚２２Ａと、コンベア２３側の搬送棚２２Ｂと、を有している。搬送棚２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ「自動倉庫の階数＋一階」分の段数の収容可能エリアＣＥを有している。そして、「自動倉庫の階数」分の段数（ここでは四段）で連続した搬送箱２２ａを有している。連続した搬送箱２２ａは、同時に上下移動する。連続した搬送箱２２ａが下側へ移動すると、下から順に一段目から四段目の収容可能エリアＣＥに各搬送箱２２ａが配置される。連続した搬送箱２２ａが上側へ移動すると、下から順に二段目から五段目の収容可能エリアＣＥに各搬送箱２２ａが配置される。なお、以降の説明において、単に段数について述べた場合、特に注意が無い限り、下からカウントした段数を示すものとする。また、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａと搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａは、交互に上下移動する。すなわち、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａが上側へ移動すると、搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａが下側へ移動する。これにより、搬送棚２２Ａ中の物品１５０を一段上昇させることができる（動作Ｍ１参照）。また、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａが下側へ移動すると、搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａが上側へ移動する。これにより、搬送棚２２Ｂ中の物品１５０を一段上昇させることができる。また、同じ段数において、搬送棚２２Ａの搬送箱２２ａと搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａとの間にて、物品１５０を水平方向に移動させることができ、相互に物品１５０の受け渡しと受け取りを行うことができる（動作Ｍ２参照）。また、搬送棚２２Ｂの搬送箱２２ａから目的の階数のコンベア２３へ物品１５０を受け渡すことができる（動作Ｍ３参照）。

【0019】

本実施形態では、下から二段目の収容可能エリアＣＥに対して入庫レーン２１が設けられ、下から一段目～四段目の収容可能エリアＣＥに対して四つのコンベア２３が設けられる。なお、図２において収容可能エリアＣＥの中で「Ｓ１」「Ｓ２」と示された箇所は、搬送棚２２Ａ，２２Ｂが昇降動作をするために設けられたスペースである。ただし、収容可能エリアＣＥ、入庫レーン２１、及びコンベア２３との位置関係は特に限定されるものではなく、物流倉庫１の構成に応じて、適宜設定されてよい。

【0020】

次に、図３を参照して、制御装置１０のブロック構成について説明する。図３は、本実施形態に係る制御装置１０のブロック構成図である。制御装置１０は、搬送系２を制御するユニットである。制御装置１０は、物流倉庫１を統括的に管理するＥＣＵ[ElectronicControl Unit]を備えている。ＥＣＵは、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]のほか、ＣＡＮ［Controller Area Network］などの通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵでは、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。制御装置１０は、動作制御部１１、物品情報取得部１２と、経路演算部１３と、を備える。制御装置１０は、記憶部３から各種情報を取得し、搬送系２へ制御信号を送信する。

【0021】

動作制御部１１は、経路演算部１３で演算した搬送経路に基づいて、各物品１５０が搬送されるように、物流倉庫１の搬送動作を制御するユニットである。動作制御部１１は、搬送系２に制御信号を送信することによって搬送動作を制御する。動作制御部１１は、搬送系２の入庫レーン２１、垂直搬送機２２、及びコンベア２３の各駆動部へ制御信号を送信することで、各駆動部を動作させる。

【0022】

物品情報取得部１２は、物品１５０が入庫レーン２１、垂直搬送機２２、及び自動倉庫１００の順で移動するとき、または自動倉庫１００、垂直搬送機２２、及び出庫レーン１２１の順で移動するとき、物品１５０の移動初期状態及び移動完了状態を示す物品情報を取得する。移動初期状態とは、搬送対象となる物品１５０が入庫レーン２１に存在している状態である。また、移動完了状態とは、搬送対象となる物品１５０が自動倉庫１００から全て搬送された状態である。物品情報は、入庫時における、入庫レーン２１に存在する物品１５０の目的地の階数、各階数に対する物品１５０の個数、及び入庫順序などの情報を含む。また、物品情報は、自動倉庫１００からどの階数から何個の物品１５０を出庫するかなどの情報、及びそれらの出庫順序などの情報を含む。

【0023】

経路演算部１３は、物品情報から、搬送経路情報を演算するユニットである。経路演算部１３は、搬送系２における、各物品１５０の搬送経路を探索する。経路演算部１３は、各物品１５０が搬送系２内にてどのような経路を通って、目的地まで到達するかを演算する。経路演算部１３は、所定個数の物品１５０を搬送系２の各部位を探索ノードとして、最短経路探索手法などを用いて各物品１５０の経路を探索する。

【0024】

次に、本実施形態に係る自動倉庫規模演算装置５０について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る自動倉庫規模演算装置５０を示すブロック構成図である。自動倉庫規模演算装置５０は、自動倉庫１００の規模を演算する装置である。自動倉庫規模演算装置５０は、前述のような自動倉庫１００を設計する段階にて、自動倉庫１００の規模を見積もるために用いられる装置である。自動倉庫１００の規模とは、自動倉庫１００がどの程度の個数の物品１５０を保管することができるかを示す情報である。すなわち、各階の保管棚１１０で保管することができる物品１５０の保管数の合計である。保管数は、自動倉庫１００に対して入庫された物品１５０の入庫数から、自動倉庫１００から出庫された物品１５０の出庫数を引いた数である。自動倉庫規模演算装置５０は、入庫数演算部５１と、出庫数演算部５２と、保管数演算部５３と、統計情報演算部５４と、を備える。

【0025】

自動倉庫規模演算装置５０の説明を行う前に、自動倉庫１００に対して入庫及び出庫される物品１５０の流れの一例について説明する。図５に示すように、自動倉庫１００には、Ｘ社、Ｙ社、及びＺ社の各社から届いた物品１５０が入庫される。そして、自動倉庫１００は、顧客Ａ、顧客Ｂ、及び顧客Ｃごとに物品１５０を並び替えて、並び替えた物品１５０を出庫する。自動倉庫規模演算装置５０は、このような状況のときに自動倉庫１００に要求される保管規模の見積もりを行う。図６に示すように、顧客Ａに対するものを「１」の物品１５０とし、顧客Ｂに対するものを「２」の物品１５０とし、顧客Ｃに対するものを「３」の物品とする。このとき、「１」「２」「３」の物品１５０は、ランダムな順序で自動倉庫１００に入庫される。自動倉庫１００は、顧客ごとに「１」「２」「３」の順で物品１５０を並び替えた状態で出庫する。

【0026】

入庫数演算部５１は、所定の入庫条件下において、単位時間あたりに垂直搬送機２２（入庫エレベータ１０５）から自動倉庫１００へ入庫される物品１５０の入庫数ｎを確率分布を用いて演算する。入庫数演算部５１は、保管棚１１０の階数に基づく単位時間あたりの平均の物品数（入庫数ｎ）を確率分布としてポアソン分布を用いて演算する。本実施形態では保管棚１１０は４階である。従って、垂直搬送機２２が保管棚１１０に対して同時に入庫できる入庫数ｎは、４個より少ない（ｎ＜４）。単位時間（１サイクル）あたりの入庫数ｎは、０個、１個、２個、または３個となる。ポアソン分布の式は、以下の式（１）となる。式（１）のポアソン分布Ｐ（ｋ）は、単位時間あたり平均λ個の物品１５０が入庫するとして、単位時間にｋ個入庫する確率を示す。「λ＝３」のとき、入庫数が２個または３個の確率はそれぞれ２２％、０個の確率は５％、１個の確率は１５％となる。入庫数演算部５１は、あるサイクルの入庫数ｎを当該確率分布に従って設定する。ここでは、入庫数ｎが１個または２個となる確率が最も高いため、あるサイクルにおける入庫数ｎは１又は２個に設定されることが多く、３個に設定されることが次に多く、０個に設定されることが最も少ない。

【数1】

【0027】

入庫数演算部５１は、単位時間ごとに（サイクルごとに）求めた入庫数ｎに基づき、入庫対象の物品１５０の中から、ランダムにｎ個選択する。例えば、図７（ａ）に示す例では、入庫数演算部５１が、あるサイクルの入庫数ｎを２としたら、「１」「２」「３」の物品１５０の物品群の中から、ランダムに２個の物品１５０を選択する。入庫数演算部５１は、選択した物品１５０を入庫完了状態にする。入庫完了状態とされた物品１５０は、入庫対象となる物品群の中から引かれる。ここでは「１」の物品１５０と「３」の物品１５０が選択されたため、入庫数演算部５１は、物品群の中から「１」の物品１５０を１個引き、「３」の物品１５０を１個引いた状態にて、次のサイクルにおける物品１５０の選択を行う。入庫数演算部５１は、全ての入庫対象の物品１５０が入庫完了状態となるまで、上記処理を繰り返す。

【0028】

なお、図７（ａ）の左側の物品群では、図６の入庫側の物品１５０の順序に縛られない状態で物品１５０が並べられている。図６のような順序で入庫されても垂直搬送機２２で順序が入れ替わるため、「１」「２」「３」のどの物品１５０が入庫されるかはランダムになる。

【0029】

出庫数演算部５２は、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫１００から垂直搬送機２２（出庫エレベータ１０４）へ出庫される物品１５０の出庫数ｎを確率分布を用いて演算する。出庫数演算部５２は、保管棚１１０の階数に基づく単位時間あたりの平均の物品数（出庫数ｎ）を確率分布としてポアソン分布を用いて演算する。本実施形態では保管棚１１０は４階である。従って、垂直搬送機２２が保管棚１１０に対して同時に出庫できる出庫数ｎは、４個より少ない（ｎ＜４）。単位時間（１サイクル）あたりの出庫数ｎは、０個、１個、２個、または３個となる。ポアソン分布の式は、上述の式（１）と同じである。式（１）のポアソン分布Ｐ（ｋ）は、単位時間あたり平均λ個の物品１５０が出庫するとして、単位時間にｋ個出庫する確率を示す。「λ＝３」のとき、出庫数が２個または３個の確率はそれぞれ２２％、０個の確率は５％、１個の確率は１５％となる。出庫数演算部５２は、あるサイクルの出庫数ｎを当該確率分布に従って設定する。

【0030】

出庫数演算部５２は、単位時間ごとに（サイクルごとに）求めた出庫数ｎに基づき、自動倉庫１００に入庫済みの物品１５０の中から、出庫対象となる顧客の物品１５０をｎ個選択する。例えば、図７（ｂ）に示す例では、出庫数演算部５２が、顧客Ａの物品１５０を出庫すべきあるサイクルの出庫数ｎを２としたら、自動倉庫１００に入庫された「１」の物品１５０の物品群の中から、２個の「１」の物品１５０を選択する。出庫数演算部５２は、選択した物品１５０を出庫完了状態にする。出庫完了状態とされた物品１５０は、自動倉庫１００の物品群の中から引かれる。ここでは２個の「１」の物品１５０が選択されたため、出庫数演算部５２は、自動倉庫１００の物品群の中から「１」の物品１５０を２個引いた状態にて、次のサイクルにおける物品１５０の選択を行う。出庫数演算部５２は、全ての物品１５０が出庫完了状態となるまで、上記処理を繰り返す。

【0031】

保管数演算部５３は、演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚１１０で保管される物品１５０の保管数の推移を演算する。保管数は、自動倉庫１００内の物品数であり、入庫完了状態の物品数と出庫完了状態の物品数の差で定義される。保管数演算部５３は、自動倉庫１００への入庫開始から全物品１５０の出庫完了に至るまでをシミュレーションすることで、保管数の推移を演算する。例えば、保管数演算部５３は、例えば図８（ａ）に示すような保管数推移を取得する。入庫開始直後のサイクルでは、自動倉庫１００内の物品１５０の数が少ない状態であるため、あまり出庫することができない。そのため、保管数の増加率が大きくなる（サイクル１～５０付近）。自動倉庫１００に入庫された物品１５０が所定量になると顧客ごとの物品１５０の出庫がなされる。そのため、保管数は増加したり減少したりする（サイクル５０～１５０付近）。入庫対象となる物品１５０の入庫が全て完了すると、自動倉庫１００からの出庫だけがなされる。そのため、保管数の減少率が大きくなる（サイクル１５０～２１０付近）。保管数演算部５３は、上記推移における保管数の最大値を自動倉庫１００に要求される保管数として取得する。

【0032】

統計情報演算部５４は、繰り返し実行された入庫数演算部５１、出庫数演算部５２、及び保管数演算部５３による演算結果に基づき、保管数の確率的な統計情報を演算する。入庫数演算部５１、出庫数演算部５２、及び保管数演算部５３は、１回のシミュレーションを行うことで、当該シミュレーションにおける保管数の最大値を取得する。入庫数演算部５１、出庫数演算部５２、及び保管数演算部５３は、このようなシミュレーションを指定された回数、繰り返し行う。統計情報演算部５４は、図８（ｂ）に示すように、複数の保管数の最大値をプロットすることで確率的な統計情報を演算する。図８（ｂ）に示す例では、統計情報演算部５４は、ある最大値が得られたら、当該最大値の度数を１増加する。これにより、最大値が１１０あたりをピークとする確率分布が得られる。統計情報演算部５４は、演算した統計情報を自動倉庫１００の保管規模として出力する。例えば、ピークとなる最大値を保管規模として採用してもよいし、所定の度数以上の最大値を保管規模として採用してもよい。

【0033】

次に、自動倉庫規模演算装置５０の演算において、どのような入力情報が入力され、どのような情報が出力されるかの一例について説明する。例えば、自動倉庫規模演算装置５０に対する入力情報として、図９（ａ）に示すような顧客ごとの物品数を指定した情報が入力される。また、入力情報として、図９（ｂ）に示すような入庫数演算部５１が用いる確率分布と、出庫数演算部５２が用いる確率分布を指定した情報が入力される。また、入力情報として、図９（ｃ）に示すように、保管規模を出力するためのシミュレーション回数を指定した情報が入力される。

【0034】

自動倉庫規模演算装置５０が出力する出力情報として、図１０（ａ）に示すようなサイクルごとの保管数推移データが出力される。図１０（ａ）の表は、各サイクルにおける自動倉庫内の保管数を示したものであり、図８（ａ）に示すグラフを表の形式に書き出したものである。出力情報として、図１０（ｂ）に示すように、各シミュレーションにおける保管数の最大値のデータが出力される。図１０（ｂ）に示す表に基づいて、図８（ｂ）に示すような確率分布のグラフを作成することが可能となる。

【0035】

出庫数演算部５２が用いる出庫条件として、例えば、図１１（ａ）に示すように、顧客間の出庫時間のインターバル時間を指定する情報が入力されてよい。例えば、顧客Ａ向けの「１」の物品１５０の出庫が完了し、次に顧客Ｂ向けの「２」の物品１５０を出庫するときに、所定回数分のサイクルだけ、インターバル時間として待機する。また、出庫条件として、トラックの出荷時刻に合わせた出庫開始サイクルの指定がなされてよい。例えば、１台のトラックに対する積み込みが完了したら、次のトラックへの積み込み準備が完了するまでの間のサイクル分、出庫を待機してよい。

【0036】

入庫数演算部５１が用いる入庫条件として、入庫する物品１５０の順番を指定してよい。例えば、図７（ａ）に示す例では、入庫数演算部５１は、顧客の物品１５０をランダムに選択して入庫した。これに代えて、入庫数演算部５１は、顧客の物品１５０を確率分布で選択して入庫してよい。あるいは、入庫数演算部５１は、図１１（ｂ）に示すような顧客データに基づいて物品を選択して入庫してよい。図１１（ｂ）では、サイクル１において、顧客Ａの物品１５０が２個選択され、顧客Ｂの物品１５０が１個選択されている。

【0037】

出庫数演算部５２が用いる出庫条件として、図１１（ｃ）に示すように、指定した顧客の順序で出庫がなされてよい。図１１（ｃ）では、まず顧客Ａの物品１５０が４０個出庫され、次に顧客Ｂの物品１５０が１２個出庫され、次に顧客Ｃの物品１５０が１６個出庫されている。あるいは、指定の物品数が揃った顧客から出庫することを出庫条件としてもよい。

【0038】

次に、図１２を参照して、自動倉庫規模演算装置５０の処理内容の流れについて説明する。まず、入庫数演算部５１は、所定の入庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫１００へ入庫される物品１５０の入庫数を確率分布を用いて演算する入庫数演算ステップを実行する（ステップＳ１０）。次に、出庫数演算部５２は、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫１００から出庫される物品１５０の出庫数を確率分布を用いて演算する出庫数演算ステップを実行する（ステップＳ２０）。次に、保管数演算部５３は、演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚１１０での物品１５０の推移を演算する保管数演算ステップを実行する（ステップＳ３０）。次に、統計情報演算部５４は、指定回数のシミュレーションが完了したか否かを判定する（ステップＳ４０）。ステップＳ４０において完了していないと判定された場合、再び入庫数演算ステップＳ１０から処理が繰り返される。ステップＳ４０において完了したと判定されたら、統計情報演算部５４は、繰り返し実行された入庫数演算部５１、出庫数演算部５２、及び保管数演算部５３による演算結果に基づき、保管数の確率的な統計情報を演算する統計情報演算ステップを実行して統計情報を出力する（ステップＳ５０）。以上により、図１２に示す処理が完了する。

【0039】

本実施形態に係る自動倉庫規模演算装置５０、及び自動倉庫規模演算方法の作用・効果について説明する。

【0040】

自動倉庫規模演算装置５０において、入庫数演算部５１は、所定の入庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫１００へ入庫される物品１５０の入庫数を確率分布を用いて演算する。従って、単位時間あたりに入庫される入庫数が一定ではない垂直搬送機２２を用いた場合であっても、入庫数演算部５１は、確率分布を用いて容易に入庫数を演算することができる。また、出庫数演算部５２は、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫から出庫される物品１５０の出庫数を確率分布を用いて演算する。従って、単位時間あたりに出庫される出庫数が一定ではない垂直搬送機２２を用いた場合であっても、出庫数演算部５２は、確率分布を用いて容易に出庫数を演算することができる。また、保管数演算部５３は、演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚１１０で保管される物品１５０の保管数の推移を演算する。この場合、保管数演算部５３の演算結果から、保管棚１１０で保管される物品１５０の保管数が多いときには、どの程度の保管数が必要になるかを容易に把握することができる。以上より、自動倉庫規模演算装置５０は、自動倉庫１００に求められる規模を速やかに演算することができる。

【0041】

自動倉庫規模演算装置５０は、繰り返し実行された入庫数演算部５１、出庫数演算部５２、及び保管数演算部５３による演算結果に基づき、保管数の確率的な統計情報を演算する統計情報演算部５４を更に有してよい。この場合、統計情報演算部５４は、繰り返しのシミュレーション結果に基づいて、自動倉庫１００に求められる規模を統計的に把握可能な統計情報を演算することができる。

【0042】

垂直搬送機２２は交互動作式であり、入庫数演算部５１、及び出庫数演算部５２の少なくとも一方は、保管棚１１０の階数に基づく単位時間あたりの平均の物品数を確率分布としてポアソン分布を用いて演算してよい。交互動作式の垂直搬送機２２が入庫または出庫する単位時間あたりの物品数の上限は保管棚１１０の階数によって決まる。また、ポアソン分布は、小さい数にてピークが出やすい確率分布であるため、垂直搬送機２２による物品数を演算するのに適した確率分布である。

【0043】

本実施形態に係る自動倉庫規模演算方法は、物品１５０を保管する保管棚１１０を有し、垂直搬送機２２に対して設けられる自動倉庫１００の規模を演算する自動倉庫規模演算方法であって、所定の入庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫１００へ入庫される物品１５０の入庫数を確率分布を用いて演算する入庫数演算ステップＳ１０と、所定の出庫条件下において、単位時間あたりに自動倉庫１００から出庫される物品１５０の出庫数を確率分布を用いて演算する出庫数演算ステップＳ２０と、演算された入庫数及び出庫数に基づいて、保管棚１１０での物品の推移を演算する保管数演算ステップＳ３０と、を備える。

【0044】

この自動倉庫規模演算方法によれば、上述の自動倉庫規模演算装置５０と同様な作用・効果を得ることができる。

【0045】

本発明は、上述の実施形態に限定されない。

【0046】

入庫数演算部５１及び出庫数演算部５２は、確率分布としてポアソン分布を用いたが、他の確率分布を用いてもよく、対象とする搬送機に応じて適したものを用いてよい。

【符号の説明】

【0047】

１…物流倉庫、２２…垂直搬送機、５０…自動倉庫規模演算装置、５１…入庫数演算部、５２…出庫数演算部、５３…保管数演算部、５４…統計情報演算部、１００…自動倉庫、１５０…物品。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】