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(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】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】仕分け装置
(51)【国際特許分類】
B65G 47/46 20060101AFI20240717BHJP
【ＦＩ】
B65G47/46 G
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021049709
(22)【出願日】2021-03-24
(65)【公開番号】P2022148141
(43)【公開日】2022-10-06
【審査請求日】2023-06-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(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】若林 昭徳
(72)【発明者】
【氏名】橋本 賢司
(72)【発明者】
【氏名】柳澤 秀生
(72)【発明者】
【氏名】小原 生光
【審査官】板澤 敏明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０７５７８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２２８００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０２８０９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２９０８４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－２１３４１０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｇ ４７／３４－４７／５１
Ｂ０７Ｃ １／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬入手段における搬入口と、水平方向移動手段を有する搬送機を少なくとも含む仕分け部と、
搬出手段における搬出口と、
予め準備されたパターンテーブルに基づいて、前記仕分け部に対する搬送物の搬入順序を制御する搬入順序制御部と、を備える仕分け装置であって、
前記パターンテーブルは、所定の基準個数の前記搬送物に関して、それぞれの搬送物の搬送先をリスト化した複数のパターンと、各パターンについての搬入順序の情報とを紐付けたデータであり、
前記搬入順序制御部は、前記基準個数以上の前記搬送物の搬入順序を決定する場合、一グループ当たり前記基準個数以下となるように、各前記搬送物を複数のグループに分割し、前記パターンテーブルに基づいて、前記グループの前記搬送物の搬入順序をそれぞれ決定する、仕分け装置。
【請求項2】
前記搬入順序制御部は、線形計画法を用いて、各前記搬送物を複数の前記グループに分割する、請求項１に記載の仕分け装置。
【請求項3】
前記搬入順序制御部は、一のグループにおいて、同率に評価される複数の搬入順序を取得した場合、搬入順序の端部における順序パターンを抽出し、他のグループの順序パターンと連結させて、当該連結順序パターンと所定のパターンとを比較することで、前記一のグループにおける搬入順序を決定する、請求項１又は２に記載の仕分け装置。
【請求項4】
前記基準個数は、前記仕分け部が処理可能な前記搬送物の個数より大きい値に設定される、請求項１～３の何れか一項に記載の仕分け装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、仕分け装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、搬送物を搬送するシステムとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このシステムは、搬送物を搬入して、所定の階数の棚に仕分ける。仕分けられた搬送物は、各階にて、保管されて、出庫のタイミングになったら、搬送されて出庫される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－８１００８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、搬入コンベアから搬入した搬送物を仕分ける場合、仕分け装置が、搬送機を用いて、複数の搬送物を同時に仕分けることで、作業効率を向上させることがある。しかしながら、このような仕分け装置においては、適切な搬入順序で搬送物を搬入しなくては、仕分け時間が長くなる場合がある。
【0005】
従って、本発明は、適切な搬入順序にて、搬送物を搬入することができる仕分け装置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仕分け装置は、搬入手段における搬入口と、水平方向移動手段を有する搬送機を少なくとも含む仕分け部と、搬出手段における搬出口と、予め準備されたパターンテーブルに基づいて、仕分け部に対する搬送物の搬入順序を制御する搬入順序制御部と、を備える仕分け装置であって、パターンテーブルは、所定の基準個数の搬送物に関して、それぞれの搬送物の搬送先をリスト化した複数のパターンと、各パターンについての搬入順序の情報とを紐付けたデータであり、搬入順序制御部は、基準個数以上の搬送物の搬入順序を決定する場合、一グループ当たり基準個数以下となるように、各搬送物を複数のグループに分割し、パターンテーブルに基づいて、グループの搬送物の搬入順序をそれぞれ決定する。
【0007】
仕分け装置において、搬入順序制御部は、予め準備されたパターンテーブルに基づいて、仕分け部に対する搬送物の搬入順序を制御する。パターンテーブルは、所定の基準個数の搬送物に関して、それぞれの搬送物の搬送先をリスト化した複数のパターンと、各パターンについての搬入順序の情報とを紐付けたデータである。そのため、搬入順序制御部は、基準個数以下の搬送物については、予め準備されたパターンテーブルに基づいて、速やかに搬入順序を決定することができる。また、搬入順序制御部は、基準個数以上の搬送物の搬入順序を決定する場合、一グループ当たり基準個数以下となるように、各搬送物を複数のグループに分割し、パターンテーブルに基づいて、グループの搬送物の搬入順序をそれぞれ決定する。各グループの搬送物の個数は基準個数以下であるため、搬入順序制御部は、パターンテーブルに基づいて各グループの搬入順序を速やかに決定することができる。そして、搬入順序制御部は、各グループの搬入順序を連結することで、全体の個数に対する搬入順序を速やかに決定できる。このように、搬入物が多数となる場合でも、予め準備されたパターンテーブルを用いて速やかに搬入順序を決定する事が可能となる。以上より、適切な搬入順序にて、搬送物を搬入することができる。
【0008】
搬入順序制御部は、線形計画法を用いて、各搬送物を複数のグループに分割してよい。このように、搬入順序制御部が、最適化された解を求めるために有効に用いられる線形計画法を用いることで、搬送時間の合計が小さくなるようなグループ分けを行ことが可能となる。
【0009】
搬入順序制御部は、一のグループにおいて、同率に評価される複数の搬入順序を取得した場合、搬入順序の端部における順序パターンを抽出し、他のグループの順序パターンと連結させて、当該連結順序パターンと所定のパターンとを比較することで、一のグループにおける搬入順序を決定してよい。この場合、搬入順序制御部は、グループ間の連結順序パターンが適切なパターンとなるように、複数の搬入順序の中から一つの搬入順序を選択することができる。
【0010】
基準個数は、仕分け部が処理可能な搬送物の個数より大きい値に設定されてよい。この場合、多数の搬送物が連続的に搬入されてきたとしても、搬入順序制御部は、基準個数以下の個数である、仕分け部の処理能力に応じた個数の搬送物の最適順序の決定の繰り返しと仮定することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、適切な搬入順序にて、搬送物を搬入することができる仕分け装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係る仕分け装置が適用される倉庫システムを示す概略側面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る仕分け装置の構成を示す概略構成図である。
【図3】搬送系をモデル化した図である。
【図4】本実施形態に係る仕分け装置のブロック構成図である。
【図5】仕分け部における経路を示す概念図である。
【図6】搬送順序制御部の処理内容を示す概念図である。
【図7】パターンテーブルについて説明する概念図である。
【図8】パターンテーブルの一例を示す図である。
【図9】グループ分けについて説明する概念図である。
【図10】グループ分けについて説明する概念図である。
【図11】パターンテーブルの拡張について説明する概念図である。
【図12】分割後の搬入順序の決定の自由度について説明する概念図である。
【図13】連結順序パターンについて説明する概念図である。
【図14】制御部の処理内容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】
【0013】
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。
【0014】
図１は、本発明の実施形態に係る仕分け装置１が適用される倉庫システム１００を示す概略側面図である。図１に示すように、倉庫システム１００は、複数の搬送物１５０を入庫して保管し、保管された各搬送物１５０のうち、出庫すべきものを出庫可能なシステムである。倉庫システム１００は、倉庫本体部１０１と、入庫渡り通路１０３と、出庫渡り通路１０２と、入庫エレベータ１０５と、出庫エレベータ１０４と、を備える。倉庫本体部１０１は、複数段の棚１１０を有している。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。棚１１０では、移載装置１１１にて、入庫経路から出庫経路への搬送物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、各段の棚１１０に対して搬送物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、各段の棚１１０から搬送物１５０を出庫する機構である。入庫エレベータ１０５は、搬入コンベア２１から入庫される搬送物１５０を上下させて、所望の棚１１０に対応する段の入庫渡り通路１０３へ搬送物１５０を供給する。出庫エレベータ１０４は、出庫対象となる搬送物１５０を棚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から出庫された搬送物１５０は、搬出コンベア１２１へ搬出される。このうち、入庫エレベータ１０５付近に、本実施形態に係る仕分け装置１が適用される。
【0015】
図２は、本発明の実施形態に係る仕分け装置１の構成を示す概略構成図である。図２に示すように、仕分け装置１は、搬送物１５０を搬送する搬送系２と、搬送系２を制御する制御部１０と、を備える。搬送系２は、搬入コンベア２１（搬入手段）と、搬送機２２と、搬出コンベア２３（搬出手段）と、を備える。このうち、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。搬入コンベア２１は、搬送機２２に搬入される搬送物１５０を当該搬送機２２側へ水平に搬送する装置である。搬入コンベア２１は、搬送機２２の所定の段に対して設けられている。搬出コンベア２３は、搬送機２２から搬出される搬送物１５０を水平に搬送する装置である。搬出コンベア２３は、入庫渡り通路１０３の各階（ここでは四階）に設けられる。
【0016】
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、搬送物１５０を上下方向及び水平方向に移動させる装置である。これにより、搬送機２２は、各搬送物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、「ｎ階」を目的地とした搬送物１５０に対して、「ｎ」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、ｎ階を目的値とした搬送物１５０を「ｎ階への搬送物」と称する場合がある。
【0017】
。搬送機２２は、交互動作式の昇降装置であり、搬入コンベア２１側の搬送棚２２Ａと、搬出コンベア２３側の搬送棚２２Ｂを有している。搬送棚２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ「仕分けの階数＋一階」分の段数の収容可能エリアＣＥを有している。そして、「仕分けの階数」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が下側へ移動し、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。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、搬送物１５０を水平方向に移動させることができ、相互に搬送物１５０の受け渡しと受け取りを行うことができる。
【0018】
本実施形態では、下から二段目の収容可能エリアＣＥに対して搬入コンベア２１が設けられ、下から二段目～五段目の収容可能エリアＣＥに対して四つの搬出コンベア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「Ｌ」「Ｒ」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、搬入コンベア２１、及び搬出コンベア２３との位置関係は特に限定されるものではなく、倉庫システム１００の構成に応じて、適宜設定されてよい。
【0019】
上述のような装置構成により、仕分け装置１の搬送系２は、搬入口３０と、仕分け部３１と、搬出口３２と、を備える。搬入口３０は、搬入コンベア２１のうち、搬送方向の最も下流側の搬送物配置エリアに設定される。搬出口３２は、各階の搬出コンベア２３のうち、搬送方向の最も上流側の搬送物配置エリアに設定される。仕分け部３１は、搬送機２２を少なくとも含む。更に、三階分の搬出コンベア２３のうち、搬送方向の最も上流側の搬送物配置エリアは、搬送物１５０の仕分けに用いることができる。例えば、一階の搬出コンベア２３は、一階への搬送物１５０にとっては目的地であるが、三階への搬送物１５０にとっては目的地ではない。従って、三階の搬送物１５０を一階の搬出コンベア２３に一時的に配置してよい。このようなエリアは、仕分け部３１の一部である一時配置エリア３４となる。なお一時配置エリア３４は、搬入口３０に設けられていてもよい。
【0020】
上述のような搬送系２の動作の一例について説明する。ここでは、搬送棚２２Ａが下がった状態（搬送棚２２Ｂが上がった状態）で、搬送物１５０を四階の搬出コンベア２３へ移動させる場合の動作の一例について説明する。まず、搬送棚２２Ａは、二段目の収容可能エリアＣＥにて、二段目の搬送箱２２ａで搬送物１５０を受容する（Ｍ１）。搬送棚２２Ａは、搬送箱２２ａと共に搬送物１５０を一段上昇させる（Ｍ２）。搬送棚２２Ａの二段目の搬送箱２２ａは、三段目の収容可能エリアＣＥにて搬送棚２２Ｂの三段目の搬送箱２２ａへ搬送物１５０を受け渡す（Ｍ３）。搬送棚２２Ｂは、搬送箱２２ａと共に搬送物１５０を一段上昇させる（Ｍ４）。搬送棚２２Ｂの三段目の搬送箱２２ａは、三段目の一時配置エリア３４へ搬送物１５０を受け渡して（Ｍ５）、一段下がる。三段目の搬出コンベア２３は、搬送棚２２Ｂの四段目の搬送箱２２ａへ搬送物１５０を受け渡す（Ｍ６）。搬送棚２２Ｂは、搬送箱２２ａと共に搬送物１５０を一段上昇させる（Ｍ７）。搬送棚２２Ｂの四段目の搬送箱２２ａは、五段目の収容可能エリアＣＥにて、四階の搬出コンベア２３の搬出口３２へ搬送物１５０を受け渡す（Ｍ８）。これにより、四階の搬送物１５０が目的地に到達する。なお、搬送物１５０を移動させる際に、搬送棚２２Ａ，２２Ｂの状態と搬送物１５０の目的地によっては、一時配置エリア３４へ搬送物１５０を受け渡さず、搬送棚２２Ａ，２２Ｂのやり取りだけで目的地に搬送する場合もある。
【0021】
以降の説明においては、仕分け装置１の搬送系２を図３のようにモデル化して示す場合がある。一つの搬送物１５０を配置可能なエリアが、一つの四角形で示されている。なお、各搬送物１５０は、干渉物がないかぎり、水平方向に同時動作が可能である。垂直動作としては、搬送機２２の搬送棚の垂直動作中は、搬送機２２内の搬送物１５０は動作不可である。搬送機２２の垂直動作中は、搬入コンベア２１及び搬出コンベア２３は水平動作可能である。動作速度は特に限定されないが、水平動作は約１．０秒に設定され、垂直動作は約１．７５秒に設定されてよい。
【0022】
次に、図４を参照して、仕分け装置１のブロック構成について説明する。図４は、本実施形態に係る仕分け装置１のブロック構成図である。制御部１０は、搬送系２を制御するユニットである。制御部１０は、搬入口３０から搬入された搬送物１５０を仕分け部３１で仕分けして搬出口３２から搬出する。制御部１０は、仕分け装置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]、ＣＡＮ［Controller Area Network］、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。制御部１０は、動作制御部１１、経路探索部１２と、搬入順序制御部１３と、パターンテーブル取得部１４と、を備える。
【0023】
動作制御部１１は、経路探索部１２で探索した経路に従って各搬送物１５０が搬送されるように、また、搬入順序制御部１３の制御内容に基づいて各搬送物１５０が搬入されるように、搬送系２の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の搬入コンベア２１、搬送機２２、及び搬出コンベア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。
【0024】
経路探索部１２は、搬送系２の仕分け部３１における、各搬送物１５０の経路を探索するユニットである。ここで、仕分け部３１における経路について図５を参照して説明する。例えば、図５の左上に示す状態をスタート状態とし、図５の右下に示すように、全ての搬送物１５０が状態をゴール状態とする。スタート状態とゴール状態との間では、仕分け装置１は、各搬送物の水平移動、及び垂直移動を同時に行い、各動作を組み合わせることによって、各搬送物１５０の目的地まで搬送する。このとき、仕分け装置１は、複数の搬送物１５０を仕分け部３１によって、搬送機２２の動作的制限下において、互いの搬送物１５０が干渉しないように、且つ、速やかに仕分けできるように、搬送物１５０を移動させる。この際、経路探索部１２は、各搬送物１５０が仕分け部３１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。
【0025】
経路探索部１２は、所定個数の搬送物１５０を仕分け部３１で仕分けをするときに、少なくとも搬入口３０、及び仕分け部３１の各部位を探索ノードとして、最短経路探索手法を用いて各搬送物１５０の経路を探索する。図３のモデルでは、一つ当たりの四角形を、一つの探索ノードとして取り扱うことができる。例えば、経路探索部１２は、最短経路探索手法としてエースターアルゴリズム（Ａ＊アルゴリズム）を用いてよい。
【0026】
搬入順序制御部１３は、仕分け部３１に対する搬送物１５０の搬入順序を制御するユニットである。まず、搬入順序制御部１３は、上位のシステムなどからの情報に基づいて、搬入コンベア２１によって仕分け部３１に搬入される搬送物１５０の個数を決定する。また、搬入順序制御部１３は、倉庫本体部１０１の各階に対して、何個の搬送物１５０を搬送するかの情報を取得する。すなわち、搬入順序制御部１３は、仕分け部３１によって各階の搬出コンベア２３へ何個の搬送物１５０が仕分けられるかの状態を予め取得する。搬入順序制御部１３は、各階に対する搬送物１５０の個数の情報に基づいて、複数の搬送物１５０の搬送順序を決定する。例えば、図６に示すように、四個の搬送物１５０について、各階に一個ずつ搬送物１５０を搬送するものとする。図６の左側の状態では、搬入コンベア２１上の四個の搬送物１５０が、それぞれ何階に搬送されるかは決定されていない。従って、搬入順序制御部１３は、四個の搬送物１５０のそれぞれに対して、搬送先の階数を決定することによって、搬入順序を決定する。このとき、図６の右側に示すように、搬入順序の組み合わせは複数パターン存在している。ここで、経路探索部１２が、各パターンについて、図５に示すような経路探索を行った場合、最適経路、及びゴール状態までの搬送時間を決定することができる。このような搬送時間は、パターンによって異なっており、複数パターンの中には、搬送時間を最短にできるようなパターンが存在する。従って、搬入順序制御部１３は、このような搬送時間を最短にできるパターンを、搬入順序として採用する。
【0027】
ここで、搬入順序のパターンの数は、搬送物１５０の数が増えると膨大となる。それらの全てのパターンについて、最適経路を演算すると処理時間が膨大となる。従って、搬入順序制御部１３は、予め準備したパターンテーブルに基づいて、搬入順序を決定する。パターンテーブル取得部１４は、このようなパターンテーブルを取得するユニットである。パターンテーブルは、記憶部３に記憶されている。従って、パターンテーブル取得部１４は、記憶部３からパターンテーブルを読み出して取得する。このようなパターンテーブルは、仕分け装置１によって実際のパターンを仕分けすることにより、事前に取得された結果に基づくデータを記憶部３に保存することによって作成される。従って、パターンテーブルは、予め準備されたデータである。
【0028】
次に、図７及び図８を参照して、パターンテーブルについて説明する。パターンテーブルは、所定の基準個数の搬送物１５０に関して、それぞれの搬送物の搬送先をリスト化した複数のパターンと、各パターンについての搬入順序の情報とを紐付けたデータである。リスト化した複数のパターンとして、搬送先（階数）を総当たりで組み合わせた複数のパターンが採用される。ここで、基準個数は、特に限定されないが、仕分け部３１が処理可能な搬送物１５０の個数より大きい値に設定されることが好ましい。すなわち、本実施形態における仕分け部３１が同時に搬送することができる搬送物１５０は最大でも８個である。すなわち、仕分け部３１が受け入れ可能な搬送物１５０の個数と考える事ができる。従って、本実施形態における基準個数として、８個よりも大きい個数を設定しておけば、多数の搬送物１５０が連続的に搬入されてきたとしても、基準個数以下の搬送物１５０の最適順序の決定の繰り返しと仮定することができる。例えば、基準個数は、「１０個」に設定されてよい。
【0029】
「基準個数＝１０個」とした場合、図７の左上の「搬入のパターン」の図に示すように、パターン作成の対象となる搬送物１５０の個数は、１～１０個となる。また、所定個数の搬送物１５０が、それぞれどの階数を目的階として搬送されるかについても、複数の組み合わせが存在する。このような「個数」と「目的階」の組み合わせを総当たりで計算すると、合計１３９８１００パターンの搬送順序の組み合わせが得られる。これらのパターンを階数で分類すると、図７の左下の「階数分布の分類結果」に示すような階数分布が得られる。階数分布は、合計１０００個に分類される。ここで、経路探索部１２は、合計１３９８１００パターンの搬入順序の全てについて、ゴール状態となるまでの最適な経路、及び搬送時間を事前に演算する。また、搬入順序制御部１３は、各階数分布において、経路探索部１２の演算結果の中から、搬送時間を最短とすることができるような搬入順序を抽出する。なお、搬入順序の決め方は、搬送時間を最短とすることを目的とすることに限られず、例えば、単位時間あたりの出庫能力（搬送能力）を最大にできるような搬入順序を抽出してもよい。その場合は、ゴール状態となるまでの最適な経路、及び搬送能力に関する指標を事前に演算し、線形計画法で最大化する解を求める構成をとる。
【0030】
以上によって、例えば、図８に示すようなパターンテーブルを作成することができる。パターンテーブルには、入力情報としての各階数分布と、各階数分布に紐付けられた出力情報が保存されている。出力情報として、能力、搬送時間、最適搬入順序の情報が保存される。なお、ある階数分布に対する最適搬入順序は、一つとは限らない。例えば、「Ｎｏ８９９」の階数分布では、最短の搬送時間である２１．５秒でゴール状態となるような最適搬送順序が二つ以上存在している。なお、図８では最適搬送順序の欄は三つしか示されていないが、十個以上の最適搬送順序が保存される場合もある。例えば、図１２では、１１個、５個、１４個の最適搬送順序が羅列されている。以上より、例えば、図７の右側の「入力・出力」で示すように、搬入順序制御部１３が「１階：３個、２階：２個、３階：２個、４階：３個」という階数分布について最適な搬入順序を決定する場合、当該階数分布をパターンテーブルに入力する。すると、搬入順序制御部１３は、パターンテーブルから、最適搬入順序と、最短搬送時間を出力情報として取得する。これにより、搬入順序制御部１３は、パターンテーブルから取得した最適搬入順序を搬入順序として決定する。
【0031】
次に、搬入順序制御部１３が、基準個数以上の搬送物１５０の搬入順序を決定する場合の制御内容について説明する。この場合、搬入順序制御部１３は、一グループ当たり基準個数以下となるように、各搬送物１５０を複数のグループに分割する。そして、搬入順序制御部１３は、パターンテーブルに基づいて、グループの搬送物１５０の搬入順序をそれぞれ決定する。搬入順序制御部１３は、線形計画法を用いて、各搬送物１５０を複数のグループに分割する。線形計画法とは、いくつかの一次式で表わされる制約条件を満たし、かつ一次式で表わされる目的関数を最適化（最大化・最小化）する解を求める数学的手法のことである。線形計画法は、限られた資源を最大限に利用したい場合、あるいは最小の費用で目的を達成したいような場合、すなわち最適資源を配分する際に用いられる手法である。搬入順序制御部１３は、搬入する階数分布が与えられたとき、搬送時間の合計が最小となるようにグループ分けを行う。
【0032】
図９及び図１０を参照して、グループへの分割の手順の一例について説明する。ここでは、「１階：８個、２階：４個、３階：８個、４階：８個」という階数分布を分割対象とする。当該階層分布の搬送物１５０の合計は、基準個数である１０個よりも多い。当該階数分布は、パターンテーブルには保存されていない。搬入順序制御部１３は、パターンテーブルに基づいて条件表を作成し、当該条件表を定式化して演算することで、最適なグループ分けを行う。
【0033】
具体的に、図９の左側の図に示すように、搬入順序制御部１３は、パターンテーブルを参照して、条件表を読み出すと共に、今回の分割対象となる階数分布を読み込む。条件表では、パターンテーブルで「０～１０００」でナンバリングされた階数分布（１０個以下の階数分布）の各階数の搬送物１５０の個数と、分割対象となる階数分布の各階数の搬送物１５０の個数とが、同じ列に配置される。また、パターンテーブルの「０～１０００」の階数分布（１０個以下の階数分布）の搬送時間が同じ列に配置される。搬入順序制御部１３は、条件表を定式化することで、図９の右側の図のような式を作成する。当該式では、ナンバリングされた階数分布の分布を「ｘｎ」と置く。なお、ここでのｎには、各階数分布のナンバーが入る。「制約」の欄の一段目の式は四階の式であり、二段目は三階の式であり、三段目は二階の式であり、四段目は一階の式である。「目的」の欄の式は、搬送時間の式である。搬入順序制御部１３は、「目的」の式が最小となるように、計算を行う。
【0034】
搬入順序制御部１３は、図９の右側の式を、所定のプログラミングを用いて計算する。採用するプログラミングは、特に限定されず公知のものを用いればよいが、例えば線形計画法ソルバーとして、「ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）スクリプト」などが採用されてよい。これにより、搬入順序制御部１３は、グループ分けの最適解を取得することができる。例えば、図１０に示すように、「１階：８個、２階：４個、３階：８個、４階：８個」のグループ分けの最適解として、「グループ１：Ｎｏ．Ｘ」、「グループ２：Ｎｏ．Ｙ」、「グループ３：Ｎｏ．Ｚ」が得られる。次に、搬入順序制御部１３は、パターンテーブルから、「０～１０００」でナンバリングされた階数分布の中から、「Ｎｏ．Ｘ」、「Ｎｏ．Ｙ」、「Ｎｏ．Ｚ」の最適搬入順序を読み出す。搬入順序制御部１３は、読み出した三つの最適搬入順序を「グループ１、グループ２、グループ３の順で接続する。以上により、搬入順序制御部１３は、最適搬入順序を決定する。
【0035】
図１１に示すように、仕分け装置１は、基準個数以上の個数についても、各階数分布に対して図９及び図１０で説明したようなグループ分けを用いて、最適搬入順序を計算しておき、パターンテーブルとして保存してよい。例えば、３２個の階数分布まで、パターンテーブル化してよい。この場合、搬入順序制御部１３は、３２個以下の搬送物１５０であれば、拡張パターンテーブルを用いて、直ちに最適搬入順序を決定することができる。なお、拡張パターンテーブルして、階数分布の搬送物１５０の個数を増やした場合、拡張後の個数が基準個数となる。ここでは、基準個数が３２個となる。
【0036】
なお、前述のようなグループ分けを行って基準個数以上の階数分布について最適搬入順序を求める場合、グループ分け以降も自由度が残る。例えば、図１２に示すように、分割後のグループ１は最適搬入順序を１１個有しており、グループ２は最適搬入順序を５個有しており、グループ３は最適搬入順序を１４個有している。また、グループ１、グループ２、グループ３の三つのグループに分割した場合、順序の組み合わせとして六個の組み合わせが存在する。これらの組み合わせを掛け合わせると、グループ分けを行った後も、合計４６２０通りの組み合わせが残存する。従って、拡張パターンテーブルを作成する際は、これらの組み合わせの中から最適解を予め計算した上で、パターンテーブルに保存する。
【0037】
拡張パターンテーブルを作成する場合であっても、個数が増えすぎると予め全パターンについて計算して保存することが難しい場合がある。例えば、搬入順序制御部１３は、３２個より多い搬送物１５０に対しては、拡張パターンテーブルを用いて、３２個以下のグループに分割してよい。このとき、分割した各グループが、最適搬入順序を複数有しているので、それらの中のどの最適搬入順序を採用するかを決定する必要がある。
【0038】
これに対して、搬入順序制御部１３は、一のグループにおいて、同率に評価される複数の搬入順序（すなわち、複数の最適搬入順序）を取得した場合、搬入順序の端部における順序パターンを抽出し、他のグループの順序パターンと連結させて連結順序パターンを作成する。また、搬入順序制御部１３は、連結順序パターンとパターンテーブルのデータとを比較することで、一のグループにおける搬入順序を決定する。なお、以降の説明においては、同率解の個数は、データテーブルに登録されている最適搬入順序の数を意味する。当該連結順序パターンとパターンテーブルのデータとのマッチ度を評価する。なお、理想的な順序リストなどを保持しておき、連結順序パターンを理想的な順序リストと比較してもよい。
【0039】
例えば、図１３の上側の図に示すように、搬入順序制御部１３は、階数分布をグループＡ（同率解４４個）、グループＢ（同率解４４個）、グループＣ（同率解５個）、及びグループＤ（同率解２０個）に分割する。ここでは、グループＡ、グループＢ、グループＣ、グループＤの順で最適搬入順序を連結するものとする。
【0040】
搬入順序制御部１３が、どのようにして各グループの複数の最適搬入順序の中から、一つの最適搬入順序を決定するかについて説明する。まず、搬入順序制御部１３は、一番目のグループＡの一列目の最適搬入順序ＬＡを選択し、当該最適搬入順序ＬＡの後端部の四つ分の順序パターンを抽出する。次に、搬入順序制御部１３は、二番目のグループＢの一列目の最適搬入順序ＬＢを選択し、当該最適搬入順序ＬＢの前端部の四つ分の順序パターンを抽出する。そして、搬入順序制御部１３は、最適搬入順序ＬＡの後端部の順序パターンと、最適搬入順序ＬＢの前端部の順序パターンとを連結させて、連結順序パターンＰＡＢを作成する。搬入順序制御部１３は、連結順序パターンＰＡＢをグループＡの４４個の最適搬入順序に照会させ、同じ順序パターンが存在しているかを検索する。搬入順序制御部１３は、連結順序パターンＰＡＢと同じ順序パターンを最適搬入順序中で発見したため、一列目の最適搬入順序ＬＡをグループＡの搬入順序として決定し、一列目の最適搬入順序ＬＢをグループＢの搬入順序として決定している。
【0041】
次に、搬入順序制御部１３は、二番目のグループＢについて、決定された一列目の最適搬入順序ＬＢの後端部の四つ分の順序パターンを抽出する。搬入順序制御部１３は、三番目のグループＣの一列目の最適搬入順序ＬＣを選択し、当該最適搬入順序ＬＣの前端部の四つ分の順序パターンを抽出する。そして、搬入順序制御部１３は、前述と同趣旨の連結順序パターンＰＢＣを作成し、グループＡの４４個の最適搬入順序に照会する。ここで、搬入順序制御部１３は、連結順序パターンＰＢＣを発見できなかったら、グループＣの最適搬入順序ＬＣを一列切り替え、一列目の最適搬入順序ＬＢ及び二列目の最適搬入順序ＬＣの連結順序パターンＰＢＣを検索する。これでも連結順序パターンＰＢＣを発見できなかったら、搬入順序制御部１３は、グループＣの最適搬入順序ＬＣを一列切り替え、一列目の最適搬入順序ＬＢ及び三列目の最適搬入順序ＬＣの連結順序パターンＰＢＣを検索する。図１３の例では、ここで連結順序パターンＰＢＣを発見したため、搬入順序制御部１３は、三列目の最適搬入順序ＬＣをグループＣの搬入順序として決定する。
【0042】
次に、搬入順序制御部１３は、三番目のグループＣについて、決定された三列目の最適搬入順序ＬＣの後端部の四つ分の順序パターンを抽出する。搬入順序制御部１３は、四番目のグループＤの一列目の最適搬入順序ＬＤを選択し、当該最適搬入順序ＬＤの前端部の四つ分の順序パターンを抽出する。そして、搬入順序制御部１３は、前述と同趣旨の連結順序パターンＰＣＤを作成し、グループＡの４４個の最適搬入順序に照会する。ここで、搬入順序制御部１３は、グループＤの最適搬入順序ＬＤを全て切り替えても連結順序パターンＰＣＤを発見できなかった場合、端部の順序パターンの数を一つ減らして、連結順序パターン中の数を八個から六個とし、検索条件を緩和する。搬入順序制御部１３は、緩和した連結順序パターンＰＣＤにて検索を行う。搬入順序制御部１３は、検索条件を緩和してグループＤの最適搬入順序ＬＤを全て切り替えても連結順序パターンＰＣＤを発見できなかった場合、端部の順序パターンの数を更に一つ減らして、連結順序パターン中の数を六個から四個とし、検索条件を更に緩和する。搬入順序制御部１３は、更に緩和した連結順序パターンＰＣＤにて検索を行う。図１３の例では、搬入順序制御部１３は、連結順序パターンＰＣＤを四個とすることで、六列目の最適搬入順序ＬＤにて、発見できている。従って、搬入順序制御部１３は、六列目の最適搬入順序ＬＤをグループＤの搬入順序として決定する。
【0043】
図１４を参照して、仕分け装置１の制御部１０の処理内容の一例について説明する。図１４に示すように、搬入順序制御部１３は、搬入されてくる搬送物１５０の階数分布を取得する（ステップＳ１０）。次に、搬入順序制御部１３は、ステップＳ１０で取得した階数分布の搬送物１５０の合計の個数が基準個数より多いか否かを判定する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において、基準個数より多いと判定された場合、搬入順序制御部１３は、階数分布を複数のグループに分割する（ステップＳ３０）。そして、搬入順序制御部１３は、分割された各グループについて、パターンテーブルに基づいて搬入順序を決定する（ステップＳ４０）。これにより、搬入される搬送物１５０に対しての搬入順序が決定される。なお、ステップＳ２０において、基準個数以下であると判定された場合、搬入順序制御部１３は、グループ分けを行うことなく、搬入順序を決定する。ステップＳ４０の後、経路探索部１２は、決定された搬送物の搬入順序に基づいて、各搬送物１５０の経路探索を行うと共に、探索した経路にて仕分けを行う（ステップＳ５０）。以上により、図１４の処理が終了する。なお、次の搬送物１５０が搬入されたら、再び図１４の処理が実行される。
【0044】
次に、本実施形態に係る仕分け装置１の作用・効果について説明する。
【0045】
仕分け装置１において、搬入順序制御部１３は、予め準備されたパターンテーブルに基づいて、仕分け部３１に対する搬送物の搬入順序を制御する。パターンテーブルは、所定の基準個数の搬送物に関して、それぞれの搬送物の搬送先をリスト化した複数のパターンと、各パターンについての搬入順序の情報とを紐付けたデータである。そのため、搬入順序制御部１３は、基準個数以下の搬送物については、予め準備されたパターンテーブルに基づいて、速やかに搬入順序を決定することができる。また、搬入順序制御部１３は、基準個数以上の搬送物の搬入順序を決定する場合、一グループ当たり基準個数以下となるように、各搬送物を複数のグループに分割し、パターンテーブルに基づいて、グループの搬送物の搬入順序をそれぞれ決定する。各グループの搬送物の個数は基準個数以下であるため、搬入順序制御部１３は、パターンテーブルに基づいて各グループの搬入順序を速やかに決定することができる。そして、搬入順序制御部１３は、各グループの搬入順序を連結することで、全体の個数に対する搬入順序を速やかに決定できる。このように、搬入物が多数となる場合でも、予め準備されたパターンテーブルを用いて速やかに搬入順序を決定する事が可能となる。以上より、適切な搬入順序にて、搬送物を搬入することができる。
【0046】
搬入順序制御部１３は、線形計画法を用いて、各搬送物を複数のグループに分割してよい。このように、搬入順序制御部１３が、最適化された解を求めるために有効に用いられる線形計画法を用いることで、搬送時間の合計が小さくなったり、搬送能力が最大化となるようなグループ分けを行うことが可能となる。
【0047】
搬入順序制御部１３は、一のグループにおいて、同率に評価される複数の搬入順序を取得した場合、搬入順序の端部における順序パターンを抽出し、他のグループの順序パターンと連結させて、当該連結順序パターンと所定のパターン（パターンテーブルや、理想的な順序リストなど）とを比較することで、一のグループにおける搬入順序を決定してよい。この場合、搬入順序制御部１３は、グループ間の連結順序パターンが適切なパターンとなるように、複数の搬入順序の中から一つの搬入順序を選択することができる。
【0048】
基準個数は、仕分け部が処理可能な搬送物の個数より大きい値に設定されてよい。この場合、多数の搬送物が連続的に搬入されてきたとしても、搬入順序制御部１３は、基準個数以下の個数である、仕分け部の処理能力に応じた個数の搬送物の最適順序の決定の繰り返しと仮定することができる。
【0049】
本発明は、上述の実施形態に限定されない。
【0050】
例えば、仕分け装置が適用されるシステムは、図１に示す倉庫システムに限定されない。また、仕分け部の搬送機は、図２に示すような交互に上下動するような一対の収容棚を有するタイプのものでなくてよい。例えば、ロータリー式の搬送機（収容棚が一段ずつ一定方向に周回移動するとともに、収容棚が周回移動しない際には、搬送物が収容棚間で移動可能な搬送機）を採用してよい。
【0051】
また、グループに分割するための演算方法として線形計画法を用いたが、手法は限定されず、例えば、分割ルールを予め設定し、ルールベースにより分割などの手法を用いてよい。その際は、経験的や統計的に良いルールを構築しておくのが好ましい。
【符号の説明】
【0052】
１…仕分け装置、１０…制御部、１３…搬入順序制御部、２１…搬入コンベア（搬入手段）、２２…搬送機、２３…搬出コンベア（搬出手段）、３０…搬入口、３１・・仕分け部、３２…搬出口。
【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】
【図14】