特許 7332267 荷役システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】荷役システム

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20230816BHJP

   B60L 53/80 20190101ALI20230816BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230816BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20230816BHJP

【ＦＩ】

B66F9/24 A

B60L53/80

H02J7/00 P

H02J7/02 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021156446

(22)【出願日】2021-09-27

(65)【公開番号】P2023047499

(43)【公開日】2023-04-06

【審査請求日】2022-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000232807

【氏名又は名称】三菱ロジスネクスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒金 佑哉

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 誠也

(72)【発明者】

【氏名】寺尾 良平

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１４２７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２８１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６９０１２２８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／２００２４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１２３２４４９１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｆ ９／２４

Ｂ６０Ｌ ５３／８０

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の無人フォークリフトと、前記複数の無人フォークリフトに搭載される複数のバッテリと、管理装置と、を備えた荷役システムであって、
前記管理装置は、
各荷役作業における、前記無人フォークリフトの識別子、荷役動作および荷の重量を入力データとし荷役消費電力を出力データとする教師データによって、それらの相関を学習させられる第１ニューラルネットワークと、
消費電力予測部と、
荷役車予定出力部と、
前の荷役作業における荷置位置の座標と、次の荷役作業における荷取位置の座標とに基づいて、各荷役作業間における前記無人フォークリフトの走行消費電力を算出する荷役間消費電力算出部と、
第２ニューラルネットワークと、を備え、
前記消費電力予測部は、前記無人フォークリフトの識別子、前記荷役動作、前記荷の重量を前記第１ニューラルネットワークに入力して、各荷役作業における各前記無人フォークリフトの荷役予測消費電力を出力させ、
前記第２ニューラルネットワークは、各前記無人フォークリフトに搭載される前記バッテリのバッテリ容量と、各荷役作業における各前記無人フォークリフトの前記荷役予測消費電力と、各荷役作業の前記荷取位置および前記荷置位置の座標と、各荷役作業間の前記無人フォークリフトの前記走行消費電力とに基づいて、電力効率の順位が上の前記無人フォークリフトが電力効率の順位が下の前記無人フォークリフトよりも多くの荷役作業をすることができる荷役予定を出力するよう学習させられており、
前記荷役車予定出力部は、各前記無人フォークリフトに搭載される前記バッテリのバッテリ容量と、各荷役作業における各前記無人フォークリフトの前記荷役予測消費電力とを前記第２ニューラルネットワークに入力して荷役予定を出力させる
ことを特徴とする荷役システム。

【請求項2】

前記無人フォークリフトの電力効率の順位に基づいて、バッテリ容量の多い前記バッテリを電力効率のよい前記無人フォークリフトに優先的に割り当てるバッテリ割当部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の荷役システム。

【請求項3】

前記複数の無人フォークリフトには、３方向フォークリフトおよび１方向フォークリフトが含まれており、前記３方向フォークリフトは、前記１方向フォークリフトよりも電力効率が高い
ことを特徴とする請求項１または２に記載の荷役システム。

【請求項4】

前記第２ニューラルネットワークは、強化学習によって学習させられている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の荷役システム。

【請求項5】

前記第２ニューラルネットワークに与える報酬を生成する報酬生成部をさらに備え、
前記報酬生成部は、前記第２ニューラルネットワークが出力する前記荷役予定に対して、電力効率のよい前記無人フォークリフトがバッテリ交換までの間により多くの荷役作業を割り当てられれば割り当てられるほど、より多くの報酬を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の荷役システム。

【請求項6】

前記報酬生成部は、前記第２ニューラルネットワークが出力する前記荷役予定に対して、各前記無人フォークリフトの荷役間消費電力が少なければ少ないほど、より多くの報酬を生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の荷役システム。

【請求項7】

荷役作業に係る施設内情報を記憶している施設記憶部と、
バッテリ容量を含むバッテリ情報を前記バッテリごとに記憶しているバッテリ情報記憶部と、
非荷役時における各前記無人フォークリフトの走行距離当たりの消費電力を記憶している走行消費電力記憶部と、
各荷役作業の前記荷取位置および前記荷置位置の座標ならびに荷の重量を含む荷役情報を記憶している荷役記憶部と、
前記無人フォークリフトの種類、前記施設内情報ならびに前記荷取位置および前記荷置位置の座標に基づいて、各荷役作業における各前記無人フォークリフトの走行距離、荷取時フォーク揚高、荷置時フォーク揚高および車体方向転換回数を含む前記荷役動作を出力する荷役動作出力部と、
前記無人フォークリフトのバッテリ残量に基づいて、各荷役作業における前記無人フォークリフトの荷役消費電力を算出する消費電力算出部と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の荷役システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、荷役システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のように、自律して動作するバッテリ式の無人フォークリフトが知られている。この無人フォークリフトは、施設内外で荷役作業を行う。施設内での荷役作業には、棚に荷置きしたり、棚から荷取りする作業が含まれている。無人フォークリフトは、棚と棚との間の通路に進入し棚に荷置きするとき、通常、一度方向転換しなければならない。フォークリフトの電力は、この方向転換のたびに消費される。一方、特許文献２に記載のように、通路に進入した後、自らは方向転換せずにフォークの方向のみ左右に９０°角度変更することのできる３方向フォークリフトが知られている。このフォークリフトは、進行方向から棚方向に方向転換することなく荷役作業を行うことができるので、電力効率がよい。この３方向フォークリフトのうち、フォークのシフト（左右スライド）とローテート（旋回）の駆動方式を電動式としたフォークリフトが、特に電力効率に優れている。

【0003】

ところで、特許文献３および４に記載のように、無人フォークリフトの稼働率を向上させるために、複数のフォークリフトのバッテリを管理するバッテリ管理システムが知られている。特許文献３に記載のバッテリ交換時期管理システムは、各フォークリフトのバッテリの交換時期を所定時間ずつ互いにずらせて順次指定するバッテリ交換時期指定手段と、このバッテリ交換時期指定手段のバッテリ交換時期の指定に応じてフォークリフトに対してバッテリ交換を指令するバッテリ交換指令手段とを備えている。

【0004】

また、特許文献４に記載の充電システムは、複数のフォークリフトのバッテリの各残量を取り込み、複数のフォークリフトの現在から所定時間後までの予想消費電力を演算し、バッテリの残量と該予想消費電力との差から、複数のフォークリフトのバッテリ交換順位を定めるための指標値を演算し、そして、当該指標値およびバッテリの充電可能な許容量に基づき該当するフォークリフトに対して帰還指令を出力する。また、特許文献４に開示の充電システムは、各フォークリフトの消費電力と電池残量を考慮して、荷役作業の中止やスケジュールの変更をする。

【0005】

しかしながら、上記バッテリ管理システムは、充電池の使用・交換・充電といったものに着目し、フォークリフトの電力効率については考慮されていない。したがって、上記バッテリ管理システムは、荷役車全体における荷役作業の効率化が実現されないことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０２１－５９４３５号公報

【文献】特開２０２０－５２６３０号公報

【文献】特開２００３－７０１０４号公報

【文献】特開２０１１－１４２７０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、無人フォークリフトの電力効率を考慮して荷役車全体における荷役作業の効率化をはかる荷役システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係る荷役システムは、
複数の無人フォークリフトと、複数の無人フォークリフトに搭載される複数のバッテリと、管理装置と、を備えた荷役システムであって、
管理装置は、
各荷役作業における、無人フォークリフトの識別子、荷役動作および荷の重量を入力データとし荷役消費電力を出力データとする教師データによって、それらの相関を学習させられる第１ニューラルネットワークと、
消費電力予測部と、
荷役車予定出力部と、
前の荷役作業における荷置位置の座標と、次の荷役作業における荷取位置の座標とに基づいて、各荷役作業間における無人フォークリフトの走行消費電力を算出する荷役間消費電力算出部と、
第２ニューラルネットワークと、を備え、
消費電力予測部は、無人フォークリフトの識別子、荷役動作、荷の重量を第１ニューラルネットワークに入力して、各荷役作業における各無人フォークリフトの荷役予測消費電力を出力させ、
第２ニューラルネットワークは、各無人フォークリフトに搭載されるバッテリのバッテリ容量と、各荷役作業における各無人フォークリフトの荷役予測消費電力と、各荷役作業の荷取位置および荷置位置の座標と、各荷役作業間の無人フォークリフトの走行消費電力とに基づいて、電力効率の順位が上の無人フォークリフトが電力効率の順位が下の無人フォークリフトよりも多くの荷役作業をすることができる荷役予定を出力するよう学習させられており、
荷役車予定出力部は、各無人フォークリフトに搭載されるバッテリのバッテリ容量と、各荷役作業における各無人フォークリフトの荷役予測消費電力とを第２ニューラルネットワークに入力して荷役予定を出力させる、ことを特徴とする。

【0009】

上記荷役システムは、好ましくは、
無人フォークリフトの電力効率の順位に基づいて、バッテリ容量の多いバッテリを電力効率のよい無人フォークリフトに優先的に割り当てるバッテリ割当部をさらに備える。

【0010】

上記荷役システムは、例えば、
複数の無人フォークリフトには、３方向フォークリフトおよび１方向フォークリフトが含まれており、３方向フォークリフトは、１方向フォークリフトよりも電力効率が高い。

【0011】

上記荷役システムは、好ましくは、
第２ニューラルネットワークが、強化学習によって学習させられている。

【0012】

上記荷役システムは、好ましくは、
第２ニューラルネットワークに与える報酬を生成する報酬生成部をさらに備え、
報酬生成部が、第２ニューラルネットワークが出力する荷役予定に対して、電力効率のよい無人フォークリフトがバッテリ交換までの間により多くの荷役作業を割り当てられれば割り当てられるほど、より多くの報酬を生成する。

【0013】

上記荷役システムは、好ましくは、
報酬生成部が、第２ニューラルネットワークが出力する荷役予定に対して、各無人フォークリフトの荷役間消費電力が少なければ少ないほど、より多くの報酬を生成する。

【0014】

上記荷役システムは、好ましくは、
荷役作業に係る施設内情報を記憶している施設記憶部と、
バッテリ容量を含むバッテリ情報をバッテリごとに記憶しているバッテリ情報記憶部と、
非荷役時における各無人フォークリフトの走行距離当たりの消費電力を記憶している走行消費電力記憶部と、
各荷役作業の荷取位置および荷置位置の座標ならびに荷の重量を含む荷役情報を記憶している荷役記憶部と、
無人フォークリフトの種類、施設内情報ならびに荷取位置および荷置位置の座標に基づいて、各荷役作業における各無人フォークリフトの走行距離、荷取時フォーク揚高、荷置時フォーク揚高および車体方向転換回数を含む荷役動作を出力する荷役動作出力部と、
無人フォークリフトのバッテリ残量に基づいて、荷取位置から荷置位置までの無人フォークリフトの荷役消費電力を算出する消費電力算出部と、をさらに備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明の荷役システムは、無人フォークリフトの電力効率を考慮して荷役車全体における荷役作業の効率化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る荷役システムの全体を示す平面図である。

【図2】図１に示された無人フォークリフトの構成を示す側面図である。

【図3】図１に示された別の無人フォークリフトの構成を示す側面図である。

【図4】図１に示された管理部のブロックである。

【図5】図４に示された荷役動作出力部の機能を示す図である。

【図6】図４に示された第１ニューラルネットワークを示し、Ａは機械学習を示す図であり、Ｂは荷役予測電力を出力する機能を示す図である。

【図7】図４に示された第２ニューラルネットワークの動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照して、本発明の荷役システムに係る一実施形態について説明する。図中において両矢印Ｘは前後方向を示し、両矢印Ｚは上下方向を示している。

【0018】

図１に示すように、荷役システムＳは、複数のバッテリ式無人フォークリフト（以下、単に、「フォークリフト」という）１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３と、複数のバッテリ２０と、管理装置４と、ネットワークＮと、を備えている。以下において、フォークリフト全体における説明の場合、「フォークリフト１」ということがある。管理装置４および複数のフォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３は、ネットワークＮを介して互いに通信可能に構成されている。本実施形態に係る複数のフォークリフト１には、２種類のフォークリフト１ａ、１ｂが含まれているが単なる一例であって、本発明に係る複数のフォークリフト１は、下記フォークリフト１ａ、１ｂ以外のフォークリフトが含まれていてもよい。

【0019】

＜フォークリフト＞
図２に示すように、フォークリフト１ａは、前後の車輪１０と、車体１１と、車体１１の上方に配置されたレーザスキャナ１２と、バッテリ２０と、バッテリ残量検出部１３と、を備えている。レーザスキャナ１２は、回転しながら水平方向にレーザを照射し、施設内の所定箇所に配置された反射板からの反射光を受信することによりフォークリフト１ａの現在位置を検出する。

【0020】

バッテリ残量検出部１３は、バッテリ２０の残量を検出する。検出されたバッテリ２０の残量は、管理装置４に送信される。

【0021】

フォークリフト１ａは、さらに、上下に延びる左右一対のマスト１４と、左右のマスト１４に連結され上下に昇降させられるリフトブラケット１５と、リフトブラケット１５に設けられ左右方向に延びる上下一対のサイドレール１６と、サイドレール１６に沿って左右方向にシフトするシフトキャリッジ１７と、を備えている。シフトキャリッジ１７には、フィンガーバー１８が設けられ、フィンガーバー１８には、左右一対のフォーク１９が設けられている。フィンガーバー１８は、シフトキャリッジ１７に旋回可能に設けられている。フォークリフト１ａは、これら構成を備えていることにより、車体１１の向きを変えずにフォーク１９の向きを３方向に変更することができる。

【0022】

図３に示すように、フォークリフト１ｂは、前後の車輪１０と、車体１１と、車体１１の上方に配置されたレーザスキャナ１２と、を備えており、上述のように、レーザスキャナ１２によって現在位置を取得する。また、フォークリフト１ｂは、フォークリフト１ａと同様に、バッテリ２０の残量を検出するバッテリ残量検出部１３を備えている。さらに、フォークリフト１ｂは、上下に延びる左右一対のマスト１４と、マスト１４に連結され上下に昇降させられるリフトブラケット１５と、リフトブラケット１５に連結された左右一対のフォーク１９と、を備えている。このフォークリフト１ｂは、車体１１の向きを変更することによりフォーク１９の向きを変更する。

【0023】

本実施形態における３方向フォークリフト１ａは、荷役作業において車体１１を変更せずにフォーク１９の向きだけを変更して荷役作業をすることができるので、１方向フォークリフト１ｂに比して電力効率がよい。また、フォークリフト１ｂは、同じ１方向フォークリフト１ｂでも、型式、年式、経年劣化により電力効率が同じではない。本実施形態では、１方向フォークリフト１ｂは、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３の順に電力効率がよい、としている。

【0024】

＜管理装置＞
図４に示すように、管理装置４は、施設記憶部４０と、バッテリ情報記憶部４１と、走行消費電力記憶部４２と、荷役記憶部４３と、荷役動作出力部４６と、消費電力算出部４７と、第１ニューラルネットワーク４８と、消費電力予測部４９と、荷役間消費電力算出部５１と、バッテリ割当部５２と、第２ニューラルネットワーク５３と、報酬生成部５４と、荷役車予定出力部５５と、荷役指令部５６と、帰還指令部５７と、を備えている。

【0025】

施設記憶部４０は、荷役作業に係る施設内の棚、通路およびバッテリ交換場所の座標を記憶している。

【0026】

バッテリ情報記憶部４１は、バッテリ容量および充電時間を含むバッテリ２０の情報をバッテリ２０ごとに記憶している。

【0027】

走行消費電力記憶部４２は、非荷役時における各フォークリフト１の走行距離当たりの消費電力を記憶している。非荷役時の走行とは、フォークリフト１が荷を積載していないときの走行のことである。すなわち、前の荷役作業の荷置位置から次の荷役作業の荷取位置に向かうとき、バッテリ交換場所から次の荷取り位置に向かうとき、および前の荷置位置からバッテリ交換場所に向かうときの走行が非荷役時の走行となる。この非荷役時の走行距離当たりの走行消費電力は、各フォークリフト１の仕様から取得してもよいし、または走行時におけるフォークリフト１の実消費電力から取得してもよい。なお、以下において、先の荷役作業における荷取位置から次の荷役作業における荷置位置まで、バッテリ交換場所から次の荷取り位置まで、および前の荷置位置からバッテリ交換場所までのこと、またはそのいずれかを「荷役作業間」ということがある。

【0028】

荷役記憶部４３は、荷役情報を記憶している。荷役情報は、各荷役作業の荷取位置および荷置位置の座標ならびに荷の重量を含む。荷取位置および荷置位置の座標は、水平方向の座標と高さ方向の座標とを含んでいる。

【0029】

図５に示すように、荷役動作出力部４６は、フォークリフト１の種類、施設内情報ならびに荷取位置および荷置位置の座標に基づいて、各荷役作業における各フォークリフト１の走行距離、荷取時フォーク揚高、荷置時フォーク揚高および車体方向転換回数を含む荷役動作を出力する。なお、荷役動作出力部４６は、「過去の荷役作業」におけるフォークリフト１の荷役動作だけでなく、まだ行われていない「先の荷役作業」におけるフォークリフト１の荷役動作も出力する。

【0030】

「各フォークリフト１の走行距離」とは、荷取位置から荷置位置までの走行距離のことである。荷役動作出力部４６は、施設内情報および荷取位置および荷置位置の座標からそのルートを取得し、次いで、そのルートの距離に基づいて荷役時の走行距離を出力する。

【0031】

「荷取時および荷置時フォーク揚高」とは、荷取作業および荷置作業の際のフォーク１９の揚高のことである。荷役動作出力部４６は、荷取位置および荷置位置の高さ座標とフォークリフト１の仕様とに基づいて荷取時および荷置時におけるフォークリフト１のフォーク１９の揚高を出力する。

【0032】

「車体方向転換回数」とは、荷取位置から荷置位置までに行われるフォークリフト１の車体１１の方向転換のことである。荷役動作出力部４６は、フォークリフト１の種類、施設内情報ならびに荷取位置および荷置位置の座標からフォークリフト１が荷取位置から荷置位置まで何回方向転換が必要かを出力する。当然ながら、フォークリフト１ａの方向転換回数は、フォークリフト１ｂの方向転換回数よりも少なく出力される。

【0033】

消費電力算出部４７は、通信によってバッテリ残量検出部１３からフォークリフト１のバッテリ２０の残量を受信する。消費電力算出部４７は、荷役作業開始時のバッテリ２０の残量と荷役作業完了時のバッテリ２０の残量とに基づいて、各荷役作業におけるフォークリフト１の荷役消費電力を算出する。

【0034】

図６Ａに示すように、第１ニューラルネットワーク４８は、過去に行われた各荷役作業における、フォークリフト１の識別子、各フォークリフト１の荷役動作および荷の重量を入力データとし、荷役消費電力を出力データとする教師データによって、ディープラーニングによる教師あり学習をさせられる。これにより、第１ニューラルネットワーク４８は、各フォークリフト１、各フォークリフト１の荷役動作および荷の重量と、荷役消費電力との相関を学習する。第１ニューラルネットワーク４８は、随時または定期的に、過去に行われた各荷役作業に基づく教師データから機械学習を行う。

【0035】

図６Ｂに示すように、消費電力予測部４９は、各荷役作業における各フォークリフト１の荷役予測消費電力を出力するために、先の各荷役作業における、フォークリフト１の識別子、各フォークリフト１の荷役動作および荷の重量を第１ニューラルネットワーク４８に入力して、先の各荷役作業における各フォークリフト１の荷役予測消費電力を出力させる。第１ニューラルネットワーク４８は、機械学習によって得られた相関に基づいて、荷役予測消費電力を出力する。

【0036】

荷役間消費電力算出部５１は、前の荷役作業における荷置位置の座標と、次の荷役作業における荷取位置の座標と、施設内情報とに基づいて、各荷役作業間におけるフォークリフト１の走行消費電力ＲＣＰを算出する。例えば、荷役間消費電力算出部５１は、前の荷役作業における荷置位置の座標と、次の荷役作業における荷取位置の座標と、施設内情報とから、荷役作業間の走行ルートを割り出すとともに、当該走行ルートの走行距離（すなわち荷役作業間の走行距離）を算出する。次いで、荷役間消費電力算出部５１は、非荷役時における各フォークリフト１の走行距離当たりの消費電力を荷役作業間の走行距離に積算して各荷役作業間におけるフォークリフト１の走行消費電力ＲＣＰを算出する。

【0037】

バッテリ割当部５２は、バッテリ容量の多いバッテリ２０を電力効率のよいフォークリフト１ａに優先的に割り当てる。これにより、荷役システムＳ全体の電力効率が上昇する。

【0038】

第２ニューラルネットワーク５３は、各フォークリフト１に搭載されるバッテリ２０のバッテリ容量と、各荷役作業における各フォークリフト１の荷役予測消費電力と、各荷役作業の荷取位置および荷置位置の座標と、各荷役作業間のフォークリフト１の走行消費電力とに基づいて、電力効率の順位が上のフォークリフト１が電力効率の順位が下のフォークリフト１よりも多くの荷役作業をすることができる荷役予定を出力するよう、ディープラーニングによって強化学習させられている。なお、第２ニューラルネットワーク５３は、本実施形態では、強化学習を採用しているが、第２ニューラルネットワーク５３の機械学習は、電力効率の順位が上のフォークリフト１が電力効率の順位が下のフォークリフト１よりも多くの荷役作業をすることができる荷役予定を出力するよう機械学習されるのであれば、これに限定されない。

【0039】

報酬生成部５４は、第２ニューラルネットワーク５３に割り当てる報酬を生成する。報酬生成部５４は、第２ニューラルネットワーク５３が出力する荷役予定において、電力効率のよいフォークリフト１がバッテリ交換までの間により多くの荷役作業を割り当てられれば割り当てられるほどより多くの報酬を生成する。さらに、報酬生成部５４は、第２ニューラルネットワーク５３が出力する荷役予定に対して、荷役作業間の走行距離が短ければ短いほどより多くの報酬を生成する。

【0040】

図７を参照して、第２ニューラルネットワーク５３の動作を説明する。図７は、第２ニューラルネットワーク５３の動作をビジュアル化したものである。図７中における「ｊｎ」は各荷役作業の消費電力を示しており、「ｊｎ」を囲む四角部の面積が消費電力をビジュアル的に示している。四角部の高さはどれも同じなので、四角部の横幅の差が、各荷役作業における各フォークリフト１の消費電力の差を示している。つまり四角部の横幅が短いほどその荷役作業によるフォークリフト１の消費電力が少ないことを示している。例えば、各フォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３の参照番号段に示されているように、荷役作業ｊ３の場合、フォークリフト１ａの方が他のフォークリフト１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３よりも消費電力が少ないことを示している。

【0041】

図７の上段の各右向き矢印において、各フォークリフト１のバッテリ２０のバッテリ容量を示している。「ＣＣ」は、各バッテリ２０の満バッテリ容量を示しており、「ＲＴ」は、バッテリ交換を示している。各ＣＣの長さの違いは、バッテリ容量の差を示している。図７に示されるように、フォークリフト１ａは、バッテリ容量の多いバッテリ２０を配分されているので、他のフォークリフト１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３よりも、バッテリ交換回数が少ない。これにより、フォークリフト１ａは、他のフォークリフト１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３よりも稼働時間が長くなり、その結果、より多くの荷役作業をすることができる。

【0042】

第２ニューラルネットワーク５３は、バッテリ２０の満バッテリ容量ＣＣ上に荷役作業ｊｎ（四角部）を配置していく。配置された荷役作業ｊｎと荷役作業ｊｎとの間には、荷役作業間の走行消費電力ＲＣＰが加算配置されていく。また、最初の荷役作業ｊｎの前およびバッテリ交換の直前の荷役作業ｊｎの後にも荷役間消費電力ＲＣＰが加算配置される。

【0043】

なお、第２ニューラルネットワーク５３は、同じ荷役作業ｊｎを図７における上段に配置することはできない。そして、第２ニューラルネットワーク５３は、バッテリ容量ＣＣに、各荷役作業ｊｎおよび各荷役間消費電力ＲＣＰが収まるように、各荷役作業ｊｎを配置しなければならない。第２ニューラルネットワーク５３は、これら環境のもと順々にこの作業を行っていく。これにより、各荷役作業ｊｎが、各フォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に割り振られるとともに、各フォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３の荷役作業の順序もそれぞれ決定されていく。その結果、第２ニューラルネットワーク５３は、フォークリフト１全体の荷役予定を出力することができる。

【0044】

報酬生成部５４は、第２ニューラルネットワーク５３が荷役作業ｊｎを配置した結果に対して、報酬を生成する。すなわち、報酬生成部５４は、上述したように、電力効率のよいフォークリフト１がバッテリ交換までの間により多くの荷役作業を割り当てられれば割り当てられるほど、より多くの報酬を生成する。第２ニューラルネットワーク５３は、報酬が最大化するように上記作業を繰り返す。第２ニューラルネットワーク５３は、報酬が最大化するように、荷取位置および荷置位置の座標を参照して、荷役作業間の距離を短く配置することができるように何度も繰り返し学習していく。報酬生成部５４は、この荷役作業間の走行距離を短くすることに対する報酬を強化学習のＱ学習における「Ｑ値」としてもよい。

【0045】

第２ニューラルネットワーク５３は、上記強化学習により、各フォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に搭載されるバッテリ２０の容量と、各荷役作業におけるフォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３の荷役予測消費電力とを入力されるとフォークリフト１の最適な荷役予定を出力可能になる。本実施形態における第２ニューラルネットワーク５３の強化学習は単なる一例であって、本発明における第２ニューラルネットワーク５３の強化学習は、これに限定されるものではない。

【0046】

荷役車予定出力部５５は、各フォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に搭載されるバッテリ２０の容量と、各荷役作業における各フォークリフト１ａ、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３の荷役予測消費電力と、を第２ニューラルネットワーク５３に入力して、第２ニューラルネットワーク５３に荷役予定を出力させる。

【0047】

荷役指令部５６は、荷役車予定出力部５５によって出力させられた荷役予定に基づいて、各フォークリフト１に荷役作業を指令する。

【0048】

帰還指令部５７は、出力された荷役予定に基づいて、現時点で搭載されているバッテリ２０に設定された全ての荷役作業を完了したフォークリフト１にバッテリ交換場所への帰還を指令する。これにより、フォークリフト１は、バッテリ２０の残量によって帰還させられるのではなく、荷役予定どおりに帰還することになる。そのため、管理装置４は、フォークリフト１が次の荷役位置に向かう途中で電力不足になり帰還させられることを防止しフォークリフト１を適切なタイミングで帰還させるので、荷役システムＳ全体の電力効率を上昇させることができる。

【0049】

しかも、管理装置４は、以上の構成を備えていることにより、電力効率のよいフォークリフト１ａにバッテリ容量の多いバッテリ２０を優先的に配分し、かつ、電力効率のよいフォークリフト１ａにより多くの荷役作業をさせることにより、荷役システムＳ全体の電力効率を上昇させることができる。したがって、荷役システムＳ全体の電力効率がよくなることにより、フォークリフト１全体におけるバッテリ交換回数が減少しバッテリ交換にともなう時間を節約できるので、荷役システム全体の荷役作業の効率化が実現する。

【0050】

以上、本発明の一実施形態に係る荷役システムＳについて説明してきたが、本発明に係る荷役システムは、上記実施形態に限定されるものではない。本発明に係る荷役システムは、公知の技術と組み合わせて実施されてもよい。

【符号の説明】

【0051】

Ｓ 荷役システム
Ｎ ネットワーク
１ａ、１ｂ バッテリ式無人フォークリフト
１０ 車輪
１１ 車体
１２ レーザスキャナ
１３ バッテリ残量検出部
１４ マスト
１５ リフトブラケット
１６ サイドレール
１７ シフトキャリッジ
１８ フィンガーバー
１９ フォーク
２０ バッテリ
４ 管理装置
４０ 施設記憶部
４１ バッテリ情報記憶部
４２ 走行消費電力記憶部
４３ 荷役記憶部
４６ 荷役動作出力部
４７ 消費電力算出部
４８ 第１ニューラルネットワーク
４９ 消費電力予測部
５１ 荷役間消費電力算出部
５２ バッテリ割当部
５３ 第２ニューラルネットワーク
５４ 報酬生成部
５５ 荷役車予定出力部
５６ 荷役指令部
５７ 帰還指令部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】