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特許7596699シミュレーションシステム及びピッキングステーションのレイアウト設計方法
(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】2024-12-02
(45)【発行日】2024-12-10
(54)【発明の名称】シミュレーションシステム及びピッキングステーションのレイアウト設計方法
(51)【国際特許分類】
G06F 30/20 20200101AFI20241203BHJP
B65G 1/137 20060101ALI20241203BHJP
G06F 30/10 20200101ALI20241203BHJP
G06T 19/00 20110101ALI20241203BHJP
G06Q 10/08 20240101ALI20241203BHJP
【ＦＩ】
G06F30/20
B65G1/137 E
G06F30/10
G06T19/00 300B
G06Q10/08
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020169226
(22)【出願日】2020-10-06
(65)【公開番号】P2022061305
(43)【公開日】2022-04-18
【審査請求日】2023-07-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000006297
【氏名又は名称】村田機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 富男
【審査官】三沢 岳志
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－１３３８６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１９９５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１０４５１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００６０４６２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２８７３５７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００３－００２４１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２４５０２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／００２６８６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／１３９８１０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００７－２６４８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６０６９６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３０／２０
Ｂ６５Ｇ １／１３７
Ｇ０６Ｆ ３０／１０
Ｇ０６Ｔ １９／００
Ｇ０６Ｑ １０／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピッキングステーションを仮想空間内に３次元で表現する仮想空間作成部と、ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者が、前記仮想空間内の前記ピッキングステーションにおいて、仮想のオーダーに基づいて物品を一の容器から他の容器へピッキングするピッキング作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測する計測部と、
前記ピッキング作業にかかった時間に基づいて、前記ピッキングステーションの処理能力を算出する算出部と、
仮想空間内における、レイアウト、又は／及び、寸法の異なる複数のピッキングステーションについて、前記処理能力を前記算出部が算出した後、各ピッキングステーションの前記処理能力を互いに比較する、レイアウト決定部と
を備え、
前記仮想空間にはピッキング完了スイッチが設けられており、
前記ピッキング作業にかかった時間は、前記物品がピッキング作業位置に到着してから、仮想のオーダーに基づいて前記作業者がピッキングを行い、前記オーダーに含まれる全ての物品のピッキングが完了してから前記作業者が前記ピッキング完了スイッチを操作するまでの時間である、シミュレーションシステム。
【請求項2】
前記ピッキング作業にかかった時間に基づいて、前記作業者のピッキング作業能力を判定する判定部をさらに備えている、請求項１に記載のシミュレーションシステム。
【請求項3】
ピッキングステーションを仮想空間内に３次元で表現するステップと、ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者が、前記仮想空間内の前記ピッキングステーションにおいて、仮想のオーダーに基づいて物品を一の容器から他の容器へピッキングするピッキング作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測するステップと、
前記ピッキング作業にかかった時間に基づいて、前記ピッキングステーションの処理能力を算出するステップと、
仮想空間内における、レイアウト、又は／及び、寸法の異なる複数のピッキングステーションのそれぞれについて、仮想空間内に３次元で表現するステップと、ピッキング作業にかかった時間を計測するステップと、ピッキングステーションの処理能力を算出するステップとを行い、算出された複数のピッキングステーションの処理能力を比較して、前記ピッキングステーションのレイアウトを決定するステップと、
を備えた、ピッキングステーションのレイアウト設計方法であって、
前記仮想空間にはピッキング完了スイッチが設けられており、
前記ピッキング作業にかかった時間は、前記物品がピッキング作業位置に到着してから、仮想のオーダーに基づいて前記作業者がピッキングを行い、前記オーダーに含まれる全ての物品のピッキングが完了してから前記作業者が前記ピッキング完了スイッチを操作するまでの時間である、ピッキングステーションのレイアウト設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シミュレーションシステム、特に、ピッキングステーションにおけるピッキング作業をシミュレートできるシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
ピッキングステーションは、作業者が物品の仕分け作業を行う設備である。例えば、自動倉庫のスタッカクレーンによってラックから取り出されてきたバケットは、ピッキングステーションに搬送される。ピッキングステーションでは、作業者がバケット内の収納物を取り出して他の容器に投入することで仕分け作業を行う。
物流設備の概略レイアウトを作成し、性能評価シミュレーションを行う方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
物流設備の概略レイアウトを作成し、性能評価シミュレーションを行う方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００２―１９７１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ピッキングステーションの設備配置は、例えばＣＡＤを用いて作図され決定されている。
しかし、そのような場合、ピッキングステーションの空間のスペースが妥当か、作業者の操作位置が適切かなどを判定することが困難である。
しかし、そのような場合、ピッキングステーションの空間のスペースが妥当か、作業者の操作位置が適切かなどを判定することが困難である。
【0005】
本発明の目的は、シミュレーションシステムにおいて、ピッキングステーションのレイアウトを検証することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【0007】
本発明の一見地に係るシミュレーションシステムは、仮想空間作成部と、計測部と、算出部と、を備えている。
仮想空間作成部は、ピッキングステーションを仮想空間内に３次元で表現する。
計測部は、ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者が、仮想空間内のピッキングステーションにおいて、仮想のオーダーに基づいて物品をピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測する。
算出部は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーションの処理能力を算出する。
仮想空間作成部は、ピッキングステーションを仮想空間内に３次元で表現する。
計測部は、ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者が、仮想空間内のピッキングステーションにおいて、仮想のオーダーに基づいて物品をピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測する。
算出部は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーションの処理能力を算出する。
【0008】
このシミュレーションシステムでは、作業者が仮想空間内のピッキングステーションにおいて仮想のオーダーに基づいてピッキング作業すると、ピッキングステーションの処理能力が得られる。このようにして、実機の試作を必要とせず、ピッキングステーションの特定のレイアウトにおける作業性を検証できる。
その結果、作業者の負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
なお、「ピッキングステーション」とは、作業者が、物品を仕分ける作業を行う設備である。
なお、「仮想空間」とは、例えば、ＶＲ（仮想現実）、ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）又はそれらの組み合わせにおける仮想の空間を意味する。
その結果、作業者の負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
なお、「ピッキングステーション」とは、作業者が、物品を仕分ける作業を行う設備である。
なお、「仮想空間」とは、例えば、ＶＲ（仮想現実）、ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）又はそれらの組み合わせにおける仮想の空間を意味する。
【0009】
仮想空間にはピッキング完了スイッチが設けられていてもよい。
ピッキング作業にかかった時間は、物品がピッキング作業位置に到着してから、仮想のオーダーに基づいて作業者がピッキングを行い、オーダーに含まれる全ての物品のピッキングが完了してから作業者がピッキング完了スイッチを操作するまでの時間であってもよい。
このシミュレーションシステムでは、作業者が実際に作業した時間がピッキング作業にかかった時間として得られる。つまり、搬送機器が要する時間がピッキング作業にかかった時間に算入されず、そのためピッキングステーションにおける作業性が正確に得られる。
ピッキング作業にかかった時間は、物品がピッキング作業位置に到着してから、仮想のオーダーに基づいて作業者がピッキングを行い、オーダーに含まれる全ての物品のピッキングが完了してから作業者がピッキング完了スイッチを操作するまでの時間であってもよい。
このシミュレーションシステムでは、作業者が実際に作業した時間がピッキング作業にかかった時間として得られる。つまり、搬送機器が要する時間がピッキング作業にかかった時間に算入されず、そのためピッキングステーションにおける作業性が正確に得られる。
【0010】
システムは、判定部をさらに備えていてもよい。判定部は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、作業者のピッキング作業能力を判定してもよい。
このシミュレーションシステムでは、作業者のピッキング作業能力を判定できるので、例えば算出部は、作業者のピッキング作業能力を考慮して、ピッキングステーションの処理能力を算出できる。
このシミュレーションシステムでは、作業者のピッキング作業能力を判定できるので、例えば算出部は、作業者のピッキング作業能力を考慮して、ピッキングステーションの処理能力を算出できる。
【0011】
本発明の他の見地に係るピッキングステーションのレイアウト設計方法は、下記のステップを備えている。
◎ピッキングステーションを仮想空間内に３次元で表現するステップ。
◎ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者が、仮想空間内のピッキングステーションにおいて、仮想のオーダーに基づいて物品をピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測するステップ。
◎ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーションの処理能力を算出するステップ。
◎ピッキングステーションの処理能力に基づいて、ピッキングステーションのレイアウトを決定するステップ。
この方法では、作業者が仮想空間内のピッキングステーションにおいて仮想のオーダーに基づいてピッキング作業すると、ピッキングステーションの処理能力が得られる。このようにして、実機の試作を必要とせず、ピッキングステーションの特定のレイアウトにおける作業性を検証できる。
その結果、作業者の負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
◎ピッキングステーションを仮想空間内に３次元で表現するステップ。
◎ヘッドマウントディスプレイを装着した作業者が、仮想空間内のピッキングステーションにおいて、仮想のオーダーに基づいて物品をピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測するステップ。
◎ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーションの処理能力を算出するステップ。
◎ピッキングステーションの処理能力に基づいて、ピッキングステーションのレイアウトを決定するステップ。
この方法では、作業者が仮想空間内のピッキングステーションにおいて仮想のオーダーに基づいてピッキング作業すると、ピッキングステーションの処理能力が得られる。このようにして、実機の試作を必要とせず、ピッキングステーションの特定のレイアウトにおける作業性を検証できる。
その結果、作業者の負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係るシミュレーションシステムでは、ピッキングステーションのレイアウトが検証される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１実施形態に係るシミュレーションシステムの概略構成を示す模式図。
【図2】情報処理装置及び周辺機器の構成を示すブロック図。
【図3】仮想空間の概略斜視図。
【図4】作業者オブジェクトの視点としての仮想空間内の映像を示す図。
【図5】レイアウトの能力算出制御動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0014】
１．第１実施形態
（１）シミュレーションシステム
図１及び図２を用いて、シミュレーションシステム１を説明する。図１は、第１実施形態に係るシミュレーションシステムの概略構成を示す模式図である。図２は、情報処理装置及び周辺機器の構成を示すブロック図である。
シミュレーションシステム１は、ピッキングステーションを設計するために、仮想空間ＶＳにおいて作業者の動作をシミュレートすることで、ピッキングステーションの設計を行うシステムである。仮想空間ＶＳは、仮想現実技術（ＶＲ）を用いられて作成された実寸大の空間である。仮想空間ＶＳは、３ＤＣＡＤのデータに基づいて作成される。
シミュレーションシステム１では、ヘッドマウントディスプレイ２１を装着した作業者６１が、仮想空間ＶＳ内でピッキング作業を行う。
（１）シミュレーションシステム
図１及び図２を用いて、シミュレーションシステム１を説明する。図１は、第１実施形態に係るシミュレーションシステムの概略構成を示す模式図である。図２は、情報処理装置及び周辺機器の構成を示すブロック図である。
シミュレーションシステム１は、ピッキングステーションを設計するために、仮想空間ＶＳにおいて作業者の動作をシミュレートすることで、ピッキングステーションの設計を行うシステムである。仮想空間ＶＳは、仮想現実技術（ＶＲ）を用いられて作成された実寸大の空間である。仮想空間ＶＳは、３ＤＣＡＤのデータに基づいて作成される。
シミュレーションシステム１では、ヘッドマウントディスプレイ２１を装着した作業者６１が、仮想空間ＶＳ内でピッキング作業を行う。
【0015】
（２）情報処理装置
シミュレーションシステム１は、情報処理装置３によって実行される。つまり、情報処理装置３は、作業者６１がヘッドマウントディスプレイ２１を介して体験している仮想現実ＶＲにおいて、作業者インターフェースを提供する。
シミュレーションシステム１は、情報処理装置３によって実行される。つまり、情報処理装置３は、作業者６１がヘッドマウントディスプレイ２１を介して体験している仮想現実ＶＲにおいて、作業者インターフェースを提供する。
【0016】
情報処理装置３は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。情報処理装置３は、記憶部１９（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
情報処理装置３は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
情報処理装置３の各要素の機能は、一部又は全てが、制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、情報処理装置３の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
情報処理装置３は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
情報処理装置３の各要素の機能は、一部又は全てが、制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、情報処理装置３の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
【0017】
情報処理装置３は、オブジェクト管理部５を有している。
オブジェクト管理部５は、情報を保持する複数のオブジェクトそれぞれを、それぞれが保持する情報に基づいて、互いに関連付けて管理する。
オブジェクト管理部５は、オブジェクトデータベースを備えている。オブジェクトデータベースは、仮想空間内に配置される全てのオブジェクトを登録している。
この実施形態では、オブジェクトは、図３に示すように、ピッキングステーション４１を構成する作業ステーション４３、第１コンベヤ４５、第２コンベヤ４７、第１バケット４９、第２バケット５１、物品Ｗ、表示器５３（図４）、ピッキング完了スイッチ５５（図４）である。なお、図３は、仮想空間の概略斜視図である。
オブジェクト管理部５は、情報を保持する複数のオブジェクトそれぞれを、それぞれが保持する情報に基づいて、互いに関連付けて管理する。
オブジェクト管理部５は、オブジェクトデータベースを備えている。オブジェクトデータベースは、仮想空間内に配置される全てのオブジェクトを登録している。
この実施形態では、オブジェクトは、図３に示すように、ピッキングステーション４１を構成する作業ステーション４３、第１コンベヤ４５、第２コンベヤ４７、第１バケット４９、第２バケット５１、物品Ｗ、表示器５３（図４）、ピッキング完了スイッチ５５（図４）である。なお、図３は、仮想空間の概略斜視図である。
【0018】
情報処理装置３は、仮想空間作成部７を有している。
仮想空間作成部７は、オブジェクトデータベースに登録されているオブジェクトを用いて、情報処理装置３が備えるメモリのメモリ区間内に仮想空間ＶＳを構築する。仮想空間ＶＳ内には、前述のピッキングステーション４１が３次元で表現される。
仮想空間作成部７は、構築した仮想空間ＶＳ内に、作業者６１を表す作業者オブジェクト６３も配置し、ヘッドマウントディスプレイ２１のディスプレイ（後述）に、作業者オブジェクト６３を視点とした仮想空間ＶＳ内の映像を表示する。
仮想空間作成部７は、作業者６１の実空間での姿勢、手の動き、及び位置を、作業者オブジェクト６３に反映する（後述）。また、仮想空間作成部７は、反映の結果から、仮想空間ＶＳ内における作業者オブジェクト６３の動作を検出する（後述）。
仮想空間作成部７は、オブジェクトデータベースに登録されているオブジェクトを用いて、情報処理装置３が備えるメモリのメモリ区間内に仮想空間ＶＳを構築する。仮想空間ＶＳ内には、前述のピッキングステーション４１が３次元で表現される。
仮想空間作成部７は、構築した仮想空間ＶＳ内に、作業者６１を表す作業者オブジェクト６３も配置し、ヘッドマウントディスプレイ２１のディスプレイ（後述）に、作業者オブジェクト６３を視点とした仮想空間ＶＳ内の映像を表示する。
仮想空間作成部７は、作業者６１の実空間での姿勢、手の動き、及び位置を、作業者オブジェクト６３に反映する（後述）。また、仮想空間作成部７は、反映の結果から、仮想空間ＶＳ内における作業者オブジェクト６３の動作を検出する（後述）。
【0019】
情報処理装置３には、ヘッドマウントディスプレイ２１と、作業者６１の位置を検出するための位置検出装置２３とが接続されている。
ヘッドマウントディスプレイ２１は、それ自体の動きを検出するモーションセンサ２７と、それを装着している作業者６１の手の動きを検出する赤外線センサ２９とを搭載している。
ヘッドマウントディスプレイ２１は、それ自体の動きを検出するモーションセンサ２７と、それを装着している作業者６１の手の動きを検出する赤外線センサ２９とを搭載している。
【0020】
モーションセンサ２７は、加速度センサ（図示せず）及び角速度センサ（図示せず）を備え、ヘッドマウントディスプレイ２１自体の動きを特定する信号を出力する。
赤外線センサ２９は、赤外線を出力する光源（図示せず）と、作業者６１の手で反射された赤外線を受光する撮像素子とを備え、信号として、赤外線画像を出力する。
なお、ヘッドマウントディスプレイ２１及びそれに用いられるセンサは、特に限定されるものではない。本実施の形態では、将来開発される種々のヘッドマウントディスプレイ及びセンサを用いることができる。
赤外線センサ２９は、赤外線を出力する光源（図示せず）と、作業者６１の手で反射された赤外線を受光する撮像素子とを備え、信号として、赤外線画像を出力する。
なお、ヘッドマウントディスプレイ２１及びそれに用いられるセンサは、特に限定されるものではない。本実施の形態では、将来開発される種々のヘッドマウントディスプレイ及びセンサを用いることができる。
【0021】
ヘッドマウントディスプレイ２１は、ディスプレイ２５を有している。ディスプレイ２５には、仮想空間ＶＳにおける作業者オブジェクト６３からの視界が表示される（後述）。
【0022】
情報処理装置３は、作業者動作検出部９を有している。
作業者動作検出部９は、作業者６１の仮想空間ＶＳ内での動作を検出する。具体的には、作業者動作検出部９は、モーションセンサ２７からの信号と、赤外線センサ２９からの信号と、位置検出装置２３からの信号とに基づいて、作業者６１の実空間での姿勢と手の動きとを検出する。
作業者動作検出部９は、作業者６１の仮想空間ＶＳ内での動作を検出する。具体的には、作業者動作検出部９は、モーションセンサ２７からの信号と、赤外線センサ２９からの信号と、位置検出装置２３からの信号とに基づいて、作業者６１の実空間での姿勢と手の動きとを検出する。
【0023】
情報処理装置３は、計測部１１を有している。
計測部１１は、ヘッドマウントディスプレイ２１を装着した作業者６１が、仮想空間ＶＳ内のピッキングステーション４１において、仮想のオーダーに基づいて物品Ｗをピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測する。上記オーダーは、情報処理装置３の記憶部１９にあらかじめ記憶しておき、発生するバケットに紐づけされて順番に使用される。
なお、「仮想のオーダー」は、ランダムに生成することも可能であり、又は実際に使用した実績データを利用することも可能である。
計測部１１は、ヘッドマウントディスプレイ２１を装着した作業者６１が、仮想空間ＶＳ内のピッキングステーション４１において、仮想のオーダーに基づいて物品Ｗをピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測する。上記オーダーは、情報処理装置３の記憶部１９にあらかじめ記憶しておき、発生するバケットに紐づけされて順番に使用される。
なお、「仮想のオーダー」は、ランダムに生成することも可能であり、又は実際に使用した実績データを利用することも可能である。
【0024】
情報処理装置３は、算出部１３を有している。
算出部１３は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーション４１の処理能力を算出する。
算出部１３は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーション４１の処理能力を算出する。
【0025】
情報処理装置３は、レイアウト決定部１５を有している。
レイアウト決定部１５は、複数のピッキングステーション４１の処理能力を比較して、優れたものを決定できる。
レイアウト決定部１５は、複数のピッキングステーション４１の処理能力を比較して、優れたものを決定できる。
【0026】
（３）動作
（３－１）前提
仮想空間作成部７は、オブジェクトデータベースに登録されているオブジェクトを用いて、情報処理装置３が備えるメモリのメモリ区間内に仮想空間ＶＳを構築する。仮想空間ＶＳ内には、ピッキングステーション４１及び作業者オブジェクト６３が配置されている。
仮想空間作成部７は、図４に示すように、ヘッドマウントディスプレイ２１のディスプレイ２５に、作業者オブジェクト６３の視点としての仮想空間ＶＳ内の映像を表示する。これにより、作業者６１が仮想現実を体験できる。図４は、作業者オブジェクトの視点としての仮想空間内の映像を示す図である。
（３－１）前提
仮想空間作成部７は、オブジェクトデータベースに登録されているオブジェクトを用いて、情報処理装置３が備えるメモリのメモリ区間内に仮想空間ＶＳを構築する。仮想空間ＶＳ内には、ピッキングステーション４１及び作業者オブジェクト６３が配置されている。
仮想空間作成部７は、図４に示すように、ヘッドマウントディスプレイ２１のディスプレイ２５に、作業者オブジェクト６３の視点としての仮想空間ＶＳ内の映像を表示する。これにより、作業者６１が仮想現実を体験できる。図４は、作業者オブジェクトの視点としての仮想空間内の映像を示す図である。
【0027】
（３－２）基本動作
作業者動作検出部９は、ヘッドマウントディスプレイ２１のモーションセンサ２７及び赤外線センサ２９からの信号と、位置検出装置２３からの映像データとに基づき、実空間における作業者６１の姿勢、手の動き、位置を検出する。
仮想空間作成部７は、作業者６１の実空間での姿勢、手の動き、及び位置を、作業者オブジェクト６３に反映する。
作業者動作検出部９は、ヘッドマウントディスプレイ２１のモーションセンサ２７及び赤外線センサ２９からの信号と、位置検出装置２３からの映像データとに基づき、実空間における作業者６１の姿勢、手の動き、位置を検出する。
仮想空間作成部７は、作業者６１の実空間での姿勢、手の動き、及び位置を、作業者オブジェクト６３に反映する。
【0028】
仮想空間作成部７は、反映の結果から、仮想空間ＶＳ内における作業者オブジェクト６３の動作を検出する。そして、作業者オブジェクト６３の動作が他のオブジェクトを動作させる場合は、仮想空間作成部７は、当該他のオブジェクトに反映させる。例えば、作業者オブジェクト６３が仮想空間ＶＳ内で物品Ｗを手に取ったり、移動したり、離したりする動作を行うと、仮想空間ＶＳ内の物品Ｗの動きとして実現される。
なお、以下に説明する仮想空間ＶＳ内での作業者オブジェクト６３及び物品Ｗの動作は、上記の基本動作に基づいて行われる。
なお、以下に説明する仮想空間ＶＳ内での作業者オブジェクト６３及び物品Ｗの動作は、上記の基本動作に基づいて行われる。
【0029】
（３－３）レイアウトの能力算出制御動作
このシミュレーションシステム１では、作業者オブジェクト６３が、仮想空間ＶＳ内のピッキングステーション４１において、仮想のオーダーに基づいてピッキング作業する。
図５を用いて、仮想空間ＶＳ内でのピッキング作業を説明する。図５は、レイアウトの能力算出制御動作を示すフローチャートである。
このシミュレーションシステム１では、作業者オブジェクト６３が、仮想空間ＶＳ内のピッキングステーション４１において、仮想のオーダーに基づいてピッキング作業する。
図５を用いて、仮想空間ＶＳ内でのピッキング作業を説明する。図５は、レイアウトの能力算出制御動作を示すフローチャートである。
【0030】
ステップＳ１では、図３に示すように、仮想空間ＶＳが構築及び表示される。このとき、作業者オブジェクト６３は、ピッキングステーション４１の作業ステーション４３の前に立っている。また、表示器５３（図４）には、各第１バケット４９からピッキングする物品Ｗの個数が表示される。
【0031】
ステップＳ２では、仮想空間ＶＳ内において、物品Ｗの搬送が開始される。具体的には、第１コンベヤ４５が、複数の物品Ｗが入った第１バケット４９を作業ステーション４３に供給する。作業者オブジェクト６３は、到着した第１バケット４９内の物品Ｗをピッキングして、第２バケット５１へ投入することができる。なお、ピッキング完了スイッチ５５が操作されると、ピッキングが終わった第１バケット４９は第２コンベヤ４７によって搬出され、その後に新たな第１バケット４９が作業ステーション４３に搬入される。
上記の作業において、作業者６１は、仮想空間ＶＳ内に入り、スペースの感覚や各種機器の高さなどの位置の確認を行うことができる。
上記の作業において、作業者６１は、仮想空間ＶＳ内に入り、スペースの感覚や各種機器の高さなどの位置の確認を行うことができる。
【0032】
ステップＳ３では、仮想空間ＶＳ内で１オーダーに含まれる全ての物品Ｗのピッキングが完了してから最後にピッキング完了スイッチ５５（図４）が押されたか否かが判断される。押された場合に、プロセスはステップＳ４に移行する。
【0033】
ステップＳ４では、計測部１１が１回のピッキング作業にかかった時間を計測する。ピッキング作業にかかった時間は、最初の第１バケット４９が作業ステーション４３に到着してから、仮想のオーダーに基づいて作業者オブジェクト６３がピッキングを行い（個々の物品Ｗをつかんで、入替作業を行い）、オーダーに含まれる全ての物品Ｗのピッキングが完了してから作業者オブジェクト６３がピッキング完了スイッチ５５を操作するまでの時間である。したがって、作業者オブジェクト６３が実際に作業した時間がピッキング作業にかかった時間として得られる。つまり、第１コンベヤ４５や第２コンベヤ４７が要する時間が、ピッキング作業にかかった時間に算入されない。
【0034】
ステップＳ５では、算出部１３がピッキングステーション４１の処理能力を算出する。具体的には、算出部１３が単位時間あたりの処理個数を算出する。
このようにして、実機の試作を必要とせず、ピッキングステーション４１の特定のレイアウトにおける作業性を検証できる。
このようにして、実機の試作を必要とせず、ピッキングステーション４１の特定のレイアウトにおける作業性を検証できる。
【0035】
上記の説明は１台のピッキングステーション４１の処理能力の算出であるが、ピッキングステーションの設計は、レイアウトや寸法を変えた複数のものについて処理能力を算出した後に互いに比較することで、決定される。
具体的には、複数の互いに異なるピッキングステーション４１の処理能力が算出された後に、レイアウト決定部１５が、ピッキングステーション４１の処理能力に基づいて、ピッキングステーションのレイアウトを決定する。なお、ピッキングステーション４１を互いに異ならせる内容として、物品Ｗの入出庫の方向、空きバケットの移動場所、物品Ｗの取り出し位置や高さ、投入位置や高さなどがある。
以上に述べたピッキングステーションのレイアウト設計方法によって、作業者６１が実機で動作するときに負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
具体的には、複数の互いに異なるピッキングステーション４１の処理能力が算出された後に、レイアウト決定部１５が、ピッキングステーション４１の処理能力に基づいて、ピッキングステーションのレイアウトを決定する。なお、ピッキングステーション４１を互いに異ならせる内容として、物品Ｗの入出庫の方向、空きバケットの移動場所、物品Ｗの取り出し位置や高さ、投入位置や高さなどがある。
以上に述べたピッキングステーションのレイアウト設計方法によって、作業者６１が実機で動作するときに負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
【0036】
情報処理装置３は、判定部１７をさらに備えている。判定部１７は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、作業者６１のピッキング作業能力を判定する。
このように作業者６１のピッキング作業能力を判定できるので、例えば算出部１３は、作業者６１のピッキング作業能力を考慮して、ピッキングステーション４１の処理能力を算出できる。
具体的には、同じレイアウト・形状のピッキングステーション４１を用いて、複数の作業者６１に同じ作業をさせることで、作業時間の長さによって作業者６１のピッキング作業能力を判定できる。そして、算出部１３は、例えば、特定のグループ（例えば、地域、年齢、性別ごとのグループ）に属する作業者６１の作業能力を加味することで、ピッキングステーション４１の処理能力を算出することができる。
このように作業者６１のピッキング作業能力を判定できるので、例えば算出部１３は、作業者６１のピッキング作業能力を考慮して、ピッキングステーション４１の処理能力を算出できる。
具体的には、同じレイアウト・形状のピッキングステーション４１を用いて、複数の作業者６１に同じ作業をさせることで、作業時間の長さによって作業者６１のピッキング作業能力を判定できる。そして、算出部１３は、例えば、特定のグループ（例えば、地域、年齢、性別ごとのグループ）に属する作業者６１の作業能力を加味することで、ピッキングステーション４１の処理能力を算出することができる。
【0037】
２．実施形態の特徴
上記第１実施形態は、下記のようにも説明できる。
シミュレーションシステム１（シミュレーションシステムの一例）は、仮想空間作成部７と、計測部１１と、算出部１３と、を備えている。
仮想空間作成部７（仮想空間作成部の一例）は、ピッキングステーション４１（ピッキングステーションの一例）を仮想空間ＶＳ（仮想空間の一例）内に３次元で表現する。
計測部１１（計測部の一例）は、ヘッドマウントディスプレイ２１（ヘッドマウントディスプレイの一例）を装着した作業者６１が、仮想空間ＶＳ内のピッキングステーション４１において、仮想のオーダーに基づいて物品Ｗ（物品の一例）をピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測する。
算出部１３（算出部の一例）は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーション４１の処理能力を算出する。
上記第１実施形態は、下記のようにも説明できる。
シミュレーションシステム１（シミュレーションシステムの一例）は、仮想空間作成部７と、計測部１１と、算出部１３と、を備えている。
仮想空間作成部７（仮想空間作成部の一例）は、ピッキングステーション４１（ピッキングステーションの一例）を仮想空間ＶＳ（仮想空間の一例）内に３次元で表現する。
計測部１１（計測部の一例）は、ヘッドマウントディスプレイ２１（ヘッドマウントディスプレイの一例）を装着した作業者６１が、仮想空間ＶＳ内のピッキングステーション４１において、仮想のオーダーに基づいて物品Ｗ（物品の一例）をピッキングする作業を行うと、当該ピッキング作業にかかった時間を計測する。
算出部１３（算出部の一例）は、ピッキング作業にかかった時間に基づいて、ピッキングステーション４１の処理能力を算出する。
【0038】
このシミュレーションシステム１では、作業者６１が仮想空間ＶＳ内のピッキングステーション４１において仮想のオーダーに基づいてピッキング作業すると、ピッキングステーション４１の処理能力が得られる。このようにして、実機の試作を必要とせず、ピッキングステーションの特定のレイアウトにおける作業性を検証できる。
その結果、作業者６１の負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
その結果、作業者６１の負担が少ないレイアウトのピッキングステーションが得られる。
【0039】
３．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
【0040】
上記実施形態では、「仮想空間」を実現するための技術として、ＶＲ（仮想現実）技術を用いた。しかし、「仮想空間」は、ＶＲ、ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）、ＳＲ（代替現実）又はそれらの組み合わせによって実現されてもよい。
【0041】
仮想空間を実現するためのハードウェア、ソフトウェアの種類は特に限定されない。位置検出装置は、例えば、カメラ型センサでもよい。また、それに加えて又はそれとは別に、グローブやコントローラを用いて作業者の手の動きを検出してもよい。
ピッキングステーションの種類、コンベヤの種類や数、作業者の実際の作業は、第１実施形態に限定されない。ピッキングは、物品をバケットからバケット以外の載置場所に運ぶ動作でもよい。
レイアウト決定部、判定部は省略されてもよい。
ピッキングステーションの種類、コンベヤの種類や数、作業者の実際の作業は、第１実施形態に限定されない。ピッキングは、物品をバケットからバケット以外の載置場所に運ぶ動作でもよい。
レイアウト決定部、判定部は省略されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本発明は、ピッキングステーションにおけるピッキング作業をシミュレートできるシステムに広く適用できる。
【符号の説明】
【0043】
１ ：シミュレーションシステム
３ ：情報処理装置
５ ：オブジェクト管理部
７ ：仮想空間作成部
９ ：作業者動作検出部
１１ ：計測部
１３ ：算出部
１５ ：レイアウト決定部
１７ ：判定部
１９ ：記憶部
２１ ：ヘッドマウントディスプレイ
２３ ：位置検出装置
２５ ：ディスプレイ
２７ ：モーションセンサ
２９ ：赤外線センサ
４１ ：ピッキングステーション
４３ ：作業ステーション
４５ ：第１コンベヤ
４７ ：第２コンベヤ
４９ ：第１バケット
５１ ：第２バケット
５３ ：表示器
５５ ：ピッキング完了スイッチ
６１ ：作業者
６３ ：作業者オブジェクト
ＶＳ ：仮想空間
Ｗ ：物品
３ ：情報処理装置
５ ：オブジェクト管理部
７ ：仮想空間作成部
９ ：作業者動作検出部
１１ ：計測部
１３ ：算出部
１５ ：レイアウト決定部
１７ ：判定部
１９ ：記憶部
２１ ：ヘッドマウントディスプレイ
２３ ：位置検出装置
２５ ：ディスプレイ
２７ ：モーションセンサ
２９ ：赤外線センサ
４１ ：ピッキングステーション
４３ ：作業ステーション
４５ ：第１コンベヤ
４７ ：第２コンベヤ
４９ ：第１バケット
５１ ：第２バケット
５３ ：表示器
５５ ：ピッキング完了スイッチ
６１ ：作業者
６３ ：作業者オブジェクト
ＶＳ ：仮想空間
Ｗ ：物品
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】