(57)【要約】【課題】荷役作業の総所要時間を精度よく算出して荷役作業の総所要時間が短い荷役作業計画を作成可能な荷役作業計画作成装置及び荷役作業計画作成方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る荷役作業計画作成装置は、アンローダ及びブルドーザを利用して複数のハッチに区分されている原料を荷揚げする荷役作業におけるアンローダ及びブルドーザの作業内容を時系列で規定した荷役作業計画を作成する荷役作業計画作成装置であって、アンローダがブルドーザをハッチ内に搬入する作業を実行するタイミングを所定時間範囲内で変化させることによりタイミングが異なる複数の荷役作業計画を作成し、作成された各荷役作業計画について、ハッチ内における原料の残量とアンローダの荷役能力との関係及びハッチ内における原料の残量とブルドーザの掻き出し時間との関係に基づいて荷役作業の総所要時間を算出し、算出された総所要時間に基づいて実行する荷役作業計画を選択する手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を荷揚げするアンローダ及びハッチ内の原料を掻き出すブルドーザを利用して複数のハッチに区分されている原料を荷揚げする荷役作業におけるアンローダ及びブルドーザの作業内容を時系列で規定した荷役作業計画を作成する荷役作業計画作成装置であって、
前記アンローダが前記ブルドーザをハッチ内に搬入する作業を実行するタイミングを所定時間範囲内で変化させることにより前記タイミングが異なる複数の荷役作業計画を作成し、作成された各荷役作業計画について、ハッチ内における原料の残量とアンローダの荷役能力との関係及びハッチ内における原料の残量とブルドーザの掻き出し時間との関係に基づいて荷役作業の総所要時間を算出し、算出された総所要時間に基づいて実行する荷役作業計画を選択する手段を備えることを特徴とする荷役作業計画作成装置。
【請求項２】
前記アンローダを利用して原料を荷揚げするハッチの優先順位を指定する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の荷役作業計画作成装置。
【請求項３】
コンピュータが、原料を荷揚げするアンローダ及びハッチ内の原料を掻き出すブルドーザを利用して複数のハッチに区分されている原料を荷揚げする荷役作業におけるアンローダ及びブルドーザの作業内容を時系列で規定した荷役作業計画を作成する荷役作業計画作成方法であって、
前記コンピュータが、前記アンローダが前記ブルドーザをハッチ内に搬入する作業を実行するタイミングを所定時間範囲内で変化させることにより前記タイミングが異なる複数の荷役作業計画を作成し、作成された各荷役作業計画について、ハッチ内における原料の残量とアンローダの荷役能力との関係及びハッチ内における原料の残量とブルドーザの掻き出し時間との関係に基づいて荷役作業の総所要時間を算出し、算出された総所要時間に基づいて実行する荷役作業計画を選択するステップを含むことを特徴とする荷役作業計画作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンローダ及びブルドーザを利用して複数のハッチに区分されている原料を荷揚げする荷役作業におけるアンローダ及びブルドーザの作業内容を時系列で規定した荷役作業計画を作成する荷役作業計画作成装置及び荷役作業計画作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のハッチ（船倉）に区分されている原料を荷揚げする荷役作業では、原料は、アンローダと呼ばれる荷役設備によって荷揚げされ、ベルトコンベアで原料ヤードまで運ばれる。このため、荷役作業計画を作成する際には、アンローダの荷役能力、荷役作業に用いるアンローダの基数、アンローダのハッチ間の移動時間、付帯作業時間、原料ヤードの要望、及び船の原料バランス（船の安定性を考慮したハッチ間の重量バランス）等の複数のパラメータを考慮する必要がある。このような背景から、コンピュータ技術を利用して荷役作業計画を作成する荷役作業計画作成システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−７３７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の荷役作業計画作成システムでは、アンローダの荷役能力が論理的に決定されていないために荷役作業の総所要時間が精度よく算出されない場合がある。結果、荷役作業の総所要時間が精度よく算出されていない荷役作業計画に基づいて荷役作業を行うことによって、荷役作業の総所要時間が予定より増加する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、荷役作業の総所要時間を精度よく算出して荷役作業の総所要時間が短い荷役作業計画を作成可能な荷役作業計画作成装置及び荷役作業計画作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る荷役作業計画作成装置は、原料を荷揚げするアンローダ及びハッチ内の原料を掻き出すブルドーザを利用して複数のハッチに区分されている原料を荷揚げする荷役作業におけるアンローダ及びブルドーザの作業内容を時系列で規定した荷役作業計画を作成する荷役作業計画作成装置であって、前記アンローダが前記ブルドーザをハッチ内に搬入する作業を実行するタイミングを所定時間範囲内で変化させることにより前記タイミングが異なる複数の荷役作業計画を作成し、作成された各荷役作業計画について、ハッチ内における原料の残量とアンローダの荷役能力との関係及びハッチ内における原料の残量とブルドーザの掻き出し時間との関係に基づいて荷役作業の総所要時間を算出し、算出された総所要時間に基づいて実行する荷役作業計画を選択する手段を備える。
【０００７】
本発明に係る荷役作業計画作成装置は、上記発明において、前記アンローダを利用して原料を荷揚げするハッチの優先順位を指定する手段を備える。
【０００８】
本発明に係る荷役作業計画作成方法は、コンピュータが、原料を荷揚げするアンローダ及びハッチ内の原料を掻き出すブルドーザを利用して複数のハッチに区分されている原料を荷揚げする荷役作業におけるアンローダ及びブルドーザの作業内容を時系列で規定した荷役作業計画を作成する荷役作業計画作成方法であって、前記コンピュータが、前記アンローダが前記ブルドーザをハッチ内に搬入する作業を実行するタイミングを所定時間範囲内で変化させることにより前記タイミングが異なる複数の荷役作業計画を作成し、作成された各荷役作業計画について、ハッチ内における原料の残量とアンローダの荷役能力との関係及びハッチ内における原料の残量とブルドーザの掻き出し時間との関係に基づいて荷役作業の総所要時間を算出し、算出された総所要時間に基づいて実行する荷役作業計画を選択するステップを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る荷役作業計画作成装置及び荷役作業計画作成方法によれば、荷役作業の総所要時間を精度よく算出して荷役作業の総所要時間が短い荷役作業計画を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図３は、アンローダの純荷役能力及びブルドーザの掻き出し時間のモデル式の一例を示す図である。
【図４】図４は、従来の荷役作業計画に基づいた荷役作業の総所要時間と本発明により作成した荷役作業計画に基づいた荷役作業の総所要時間との一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成装置及びその荷役作業計画作成方法について説明する。
【００１２】
〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成装置の構成について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成装置１０は、アンローダ及びブルドーザを利用して複数のハッチに区分されている原料を荷揚げする荷役作業におけるアンローダ及びブルドーザの作業内容を時系列で規定した荷役作業計画を作成する装置であり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit），ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor），ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random  Access  Memory），ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記憶部を含む、ワークステーション等の汎用の情報処理装置によって構成されている。また、荷役作業計画作成装置１０には、キーボードやマウスポインタ等の荷役作業計画作成装置１０に各種情報を入力するための入力装置２０と、表示装置や印刷装置等の荷役作業計画作成装置１０からの各種情報を出力する出力装置３０と、が接続されている。
【００１４】
本実施形態では、荷役作業計画作成装置１０は、パラメータ収集部１１、初回荷役ハッチ決定部１２、荷役作業計画作成部１３、シミュレーション結果選定部１４、及び記憶部１５を備えている。これら各部の機能については後述する。なお、パラメータ収集部１１、初回荷役ハッチ決定部１２、荷役作業計画作成部１３、及びシミュレーション結果選定部１４の機能は、プロセッサがコンピュータプログラムを実行することによって実現される。コンピュータプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、上述したコンピュータプログラムは、電気通信回線に接続されたコンピュータ上に格納し、電気通信回線経由でダウンロードさせることによって提供してもよい。また、上述したコンピュータプログラムを電気通信回線を介して提供又は配布してもよい。
【００１５】
このような構成を有する荷役作業計画作成装置１０は、以下に示す荷役作業計画作成処理を実行することにより、荷役作業の総所要時間を精度よく算出して荷役作業の総所要時間が短い荷役作業計画を作成可能にする。以下、図２を参照して、荷役作業計画作成処理を実行する際の荷役作業計画作成装置１０の動作について説明する。
【００１６】
〔荷役作業計画作成処理〕
図２は、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、入力装置２０を介して荷役作業計画作成装置１０に対して荷役作業計画作成処理の実行命令信号が入力されたタイミングで開始となり、荷役作業計画作成処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ１の処理では、パラメータ収集部１１が、ビジネスコンピュータ等の上位コンピュータから荷役作業を行う船に関する情報（本船情報）を取得する。本船情報には、荷役作業を行う船が有するハッチ数、各ハッチに収容されている原料の銘柄及び積載量、船の到着時間、船の到着バース、荷揚げ終了時に各ハッチに収容されているべき原料の銘柄毎の積載量（基準量）等の情報が含まれている。そして、パラメータ収集部１１は、取得した本船情報に基づいて荷揚げ開始時の各ハッチにおける原料の銘柄及び積載量と荷揚げ終了時に各ハッチに収容されているべき原料の銘柄毎の積載量とに関する情報を記憶部１５へ取り込む。また、パラメータ収集部１１は、オペレータが入力装置２０を操作することにより入力した情報（入力情報）を記憶部１５に取り込む。パラメータ収集部１１は、例えば出力装置３０に入力情報の入力を促すメッセージを出力することにより、オペレータに入力情報を入力させる。但し、入力情報は、予め入力情報が格納されているデータベースから取得してもよい。入力情報には、荷揚げ開始時の優先ハッチ（荷揚げ開始時に優先的に荷役作業を行うハッチ）、荷役作業に使用するアンローダの基数、ブル吊り時間（アンローダがブルドーザをハッチ内に搬入する作業（ブル吊り作業）に要する時間）、連続荷揚げ可能量（船の安定性を考慮した場合に１つのハッチから連続的に荷揚げ可能な原料量の最大値）、アンローダのハッチ間の移動時間、掻き出し回数（原料の銘柄によって決められる一つのハッチで行う原料の掻き出し作業の回数の最大値）、掻き出しタイミング補正値、ブル吊り後荷役能力補正値（アンローダの純荷役能力を算出する際に利用）、ハッチ移動時の優先ハッチ評価点数（アンローダが優先的に荷役すべきハッチ（優先ハッチ）を決定する際の指標であり、最も点数の高いハッチを優先ハッチとする）等が含まれる。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、荷役作業計画作成処理はステップＳ２の処理に進む。
【００１８】
なお、上述したハッチ移動時の優先ハッチ評価点数には、原料量評価点数、銘柄評価点数、及びハッチ間距離評価点数が含まれ、例えば（原料量評価点数＋銘柄評価点数＋ハッチ移動距離評価点数）×制約条件を算出式として用いて求められる。
【００１９】
ここで、原料量評価点数は、原料の積載量が多いハッチを優先して荷役作業を行うようにする点数である。原料の積載量が多いハッチを優先して荷役することにより、船のバランスを考慮した荷役作業計画を作成できる。原料量評価点数は、例えば積載量が０〜５０００トンの範囲内にある場合は１点、積載量が５０００〜１００００トンの範囲内にある場合は２点とする等、原料の積載量を範囲で区切り設定する。
【００２０】
銘柄評価点数は、現在荷役している原料の銘柄と同じ銘柄の原料の入ったハッチを優先して荷役作業を行うようにする点数である。同じ銘柄の原料を連続して荷役することにより、ヤード機械（ヤードの軌条機械やベルトコンベア等）の切替時間を省略できるため待ち時間を削減できる。銘柄評価点数は、例えば同じ銘柄の原料は３点、異なる銘柄の原料は１点とする等、現在荷役している原料の銘柄と同じ銘柄の原料と他の銘柄の原料とで異なる値を設定する。
【００２１】
ハッチ間距離評価点数は、現在荷役作業を行っているハッチに近いハッチを優先して荷役作業を行うようにするための点数である。アンローダが移動するハッチが近いことにより、アンローダがハッチ移動に要する時間を削減できる。ハッチ間距離評価点数は、例えば１〜２ハッチ離れている場合は３点、３ハッチ以上離れている場合には１点とする等、ハッチ間の距離を範囲で区切り設定する。なお、上記評価点数及び範囲設定は可変であり、必要に応じて入力装置２０から入力できる。また、それぞれの評価点数に補正値を掛け、重み付けすることもできる。
【００２２】
制約条件としては、安全面を考慮し他のアンローダが荷役しているハッチと隣接するハッチへは移動できない、設備面で他のアンローダより向こう側のハッチへは移動できない、ブルドーザによる掻き出しが行われているハッチに移動できない等を例示できる。そして、これらのハッチに該当する場合は０（移動不可）、該当しない場合は１（移動可）としてハッチ移動時の優先ハッチ評価点数を算出する。
【００２３】
ステップＳ２の処理では、初回荷役ハッチ決定部１２が、ステップＳ１の処理において記憶部１５に取り込まれた情報（シミュレーション用パラメータ）を用いて、荷役作業の開始時にどのアンローダがどのハッチを荷役すべきかを決定する。具体的には、２基のアンローダで９ハッチの船を荷揚げする場合、荷揚げ開始時の優先ハッチを荷役すべきアンローダを決定した後、他方のアンローダがどのハッチを荷役すべきかを決定する。初回荷役ハッチ決定部１２は、入力情報において１〜４ハッチが優先設定されている場合は番号の小さいハッチを、６〜９ハッチが優先設定されている場合は番号の大きいハッチを他方のアンローダに紐付ける。また、入力情報において５ハッチが優先設定されている場合には、初回荷役ハッチ決定部１２は、１〜４ハッチの原料の積載量の合計値と６〜９ハッチの原料の積載量の合計値とを比較し、合計値が小さい側のハッチに他方のアンローダを紐付ける。また、入力情報において優先ハッチが設定されていない場合には、初回荷役ハッチ決定部１２は、原料の積載量が最も多いハッチに他方のアンローダを紐付ける。また、荷揚げ開始時の優先ハッチが設定されていない場合には、例えば最も初期積載量が多いハッチを荷揚げ開始時の優先ハッチとして設定すればよい。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、荷役作業計画作成処理はステップＳ３（１〜５）の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ３（１〜５）の処理では、荷役作業計画作成部１３が、各ハッチにおいてブル吊り作業を行うタイミング（ブル吊りタイミング）をブル吊りタイミング最小値からブル吊りタイミング最大値までブル吊りタイミング刻み分増やしながら後述する作業進捗計算処理、シミュレーション終了判定処理、及びハッチ移動判定処理を行い最適な荷役作業計画（ハッチプラン）を探索する（ハッチプラン探索ループ）。具体的には、まず、荷役作業計画作成部１３は、処理対象のハッチについて、アンローダの荷役能力のモデル式に基づいて原料の積載量を減算していく作業進捗計算を行う（ステップＳ３（２））。詳しくは、荷役作業計画作成部１３は、図３（ａ），（ｂ）に示すような過去実績（過去ｎ日分のハッチ内の原料残量（ハッチ内残量）時間変化のデータ）に基づいたアンローダの純荷役能力及びブルドーザの掻き出し時間のモデル式（曲線Ｌ１，Ｌ２を示す数式）を用いて原料の積載量を減算していくシミュレーションを実行する。
【００２５】
ここで、図３（ａ）に示すように、アンローダの純荷役能力は、ハッチ内残量が少なくなるにつれて減少するが、ハッチ内でブルドーザを利用して原料の掻き出し作業を行うことで回復する（点Ｐ１，Ｐ２）。一方、図３（ｂ）に示すように、ブルドーザの掻き出し時間は、ハッチ内残量が多いほど、ブルドーザの作業ボリュームが増えるために増加する。総合して考えれば、ブル吊りタイミングが早いほど、アンローダの純荷役能力は全体的に高くなるが、原料の掻き出しに時間が掛かるためにアンローダの停止時間が発生するリスクがある。逆にブル吊りタイミングが遅いほど、アンローダの停止時間が発生するリスクは無くなるが、アンローダの純荷役能力は低下することになる。従って、ブル吊りタイミングを適正化することによって荷役作業の総所要時間を短縮することができる。
【００２６】
なお、原料の掻き出し作業によるアンローダの純荷役能力の回復量は、ステップＳ１の処理において入力されたブル吊り後荷役能力補正値を掛けることによって考慮できる。また、アンローダが紐付けられていないハッチについては、荷役作業計画作成部１３は、この作業進捗計算を実行しない。また、ブルドーザが格納されているハッチでは、図３（ｂ）に示すブルドーザの掻き出し時間のモデル式に基づいて算出されたハッチ内残量に応じた掻き出し時間が設定され、荷役作業計画作成部１３はその経過時間を計算する。
【００２７】
次に、荷役作業計画作成部１３は、作業進捗計算の結果に基づいて、全ハッチの原料量が基準値を下回ったか否かを判別する（ステップＳ３（３））。そして、判別の結果、全ハッチの原料量が基準値を下回った場合（ステップＳ３（３）：Ｙｅｓ）、荷役作業計画作成部１３は、ハッチプラン探索ループ処理を終了し（ステップＳ３（５））、今までに作成した荷役作業計画に関するデータを記憶部１５に記憶した後、荷役作業計画作成処理をステップＳ４の処理に進める。一方、全ハッチの原料量が基準値を下回っていない場合には（ステップＳ３（３）：Ｎｏ）、荷役作業計画作成部１３は、ハッチプラン探索ループ処理をステップＳ３（４）の処理に進める。
【００２８】
次に、荷役作業計画作成部１３は、作業進捗計算の結果に基づいてアンローダがハッチを移動する必要があるか否かを判定する（ステップＳ３（４））。判定の種類には、連続荷役判定、ブル吊り判定、原料量下限判定、及び掻き出し判定がある。連続荷役判定は船のバランスを考慮したときあまり偏った荷役をすることは操業上よくないため、連続で荷役できる上限を連続荷揚げ可能量として入力装置２０から入力し、これを超えた場合、ハッチ移動となる。ブル吊り判定は、ハッチ内の残量がブル吊タイミングとして可変に設定された原料の残量を下回った場合、そのハッチにブルドーザを投入しそれが完了すると他ハッチへ移動する。ブル吊りタイミングは可変設定されており、ハッチ毎に異なるブル吊りタイミングを設定し、それによって荷役作業計画を変化させ、作業時間が最短となるものを探索する。また、ブル吊りに要する時間は、入力装置２０から入力されたブル吊り時間で計算する。原料量下限判定は、各ハッチの原料量が基準量を下回ったとき、そのハッチを移動する。掻き出し判定は、ブル吊り後の２回目以降の掻き出しタイミングを判定する。各ハッチで掻き出しを行う回数は、入力装置２０から入力された掻き出し回数であり、ブルドーザが掻き出しに入るタイミング（掻き出し時間）は以下の数式（１）に示すようにブル吊りタイミングに掻き出しタイミング補正値を乗算することにより設定される。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
そして、荷役作業計画作成部１３は、ハッチ移動判定のあったアンローダについて、以下に示す数式（２）を用いて原料量評価点数、銘柄評価点数、及びハッチ間距離評価点の補正値と制約条件とに基づいて各ハッチの優先度を評価し、最も点数の高いハッチを作業ハッチに決定する。この時、移動可能なハッチがなく、且つ、ステップＳ３（３）におけるシミュレーション終了判定がＮｏである場合、そのアンローダは停止状態となり、常にハッチ移動判定がＯＮの状態となる。これにより、ステップＳ３（４）の処理は完了し、荷役作業計画作成処理はステップＳ３（２）の処理に戻る。
【００３１】
【数２】
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【００３２】
ステップＳ４の処理では、シミュレーション結果選定部１４が、記憶部１５に記憶されている複数の荷役作業計画の中から総所要時間が最も短い荷役作業計画を選定し、選定した荷役作業計画に関する情報を出力装置３０に出力する。なお、シミュレーション結果選定部１４は、荷役作業の進捗状況に関する情報も併せて出力してもよい。また、シミュレーション結果選定部１４は、総所要時間が短い順に複数の荷役作業計画を出力してもよい。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連の荷役作業計画作成処理は終了する。
【００３３】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成装置１０は、ブル吊りタイミングを所定時間範囲内で変化させることによりブル吊りタイミングが異なる複数の荷役作業計画を作成し、作成された各荷役作業計画について、ハッチ内における原料の残量とアンローダの荷役能力との関係を表す数式及びハッチ内における原料の残量とブルドーザの掻き出し時間との関係を表す数式を用いて荷役作業の総所要時間を算出し、算出された総所要時間に基づいて実行する荷役作業計画を選択するので、荷役作業の総所要時間を精度よく算出して荷役作業の総所要時間が短い荷役作業計画を作成することができる。
【００３４】
また、本発明の一実施形態である荷役作業計画作成装置１０では、オペレータがアンローダを利用して原料を荷揚げするハッチの優先順位を指定できるので、オペレータの意思を反映させた柔軟な荷役作業計画を作成することができる。
【実施例】
【００３５】
本実施例では、従来の荷役作業計画に基づいた荷役作業の総所要時間と本発明により作成した荷役作業計画に基づいた荷役作業の総所要時間とを比較した。なお、本実施例では、ブル吊りタイミングを最適化した結果、荷役作業の総所要時間が２６０２分となる荷役作業計画が最適解（シミュレーション最適解）として算出された。比較結果を図４に示す。図４に示すように、本発明によれば、従来の荷役作業計画に基づいた荷役作業の総所要時間（２６９５分）より約１．５時間、総所要時間を短縮できた。以上のことから、本発明によれば、荷役作業の総所要時間できることが確認された。
【００３６】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  荷役作業計画作成装置
１１  パラメータ収集部
１２  初回荷役ハッチ決定部
１３  荷役作業計画作成部
１４  シミュレーション結果選定部
１５  記憶部
２０  入力装置
３０  出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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