(57)【要約】      （修正有）【課題】被積付部材の使用個数を最小化する積付計画を作成する。【解決手段】複数種類の被積付部材に対する複数種類の物品の積付計画を作成する積付計画作成装置であって、物品及び被積付部材の各形状データを記憶する形状記憶部２と、所定の被積付部材及び物品に関する積付要求を入力する入力部１と、積付要求に対応すると共に被積付部材の使用個数が最も少ない積付計画を最適積付計画として抽出する積付計画部３と、最適積付計画を出力する出力部４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の被積付部材に対する複数種類の物品の積付計画を作成する積付計画作成装置であって、
前記物品及び前記被積付部材の各形状データを記憶する形状記憶部と、
所定の前記被積付部材及び前記物品に関する積付要求を入力する入力部と、
前記積付要求に対応すると共に前記被積付部材の使用個数が最も少ない前記積付計画を最適積付計画として作成する積付計画部と、
前記最適積付計画を出力する出力部と
を備えることを特徴とする積付計画作成装置。
【請求項２】
前記積付計画部は、前記被積付部材の使用個数が最も少ないことに加え、前記物品の積付容積が最も小さい前記積付計画を前記最適積付計画として作成することを特徴とする請求項１記載の積付計画作成装置。
【請求項３】
前記積付計画部は、前記被積付部材の前記使用個数が最も少ないことに加え、前記被積付部材に積み付けられた前記物品の高さが最も低い前記積付計画を前記最適積付計画として作成することを特徴とする請求項１または２記載の積付計画作成装置。
【請求項４】
前記積付計画部は、前記被積付部材の前記使用個数が最も少ないことに加え、複数の前記被積付部材に積み付けられた前記物品の高さの差が平準化される前記積付計画を前記最適積付計画として作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積付計画作成装置。
【請求項５】
前記被積付部材は、輸送用平パレットあるいは段ボール箱であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の積付計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積付計画作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、複数種類の貨物を積付け容器上に積み付ける積載計画装置が開示されている。この積載計画装置は、貨物及び積付け容器の仕様データを記憶する製品仕様データベース部と、貨物の配置に関するノウハウデータを記憶する配置知識データベース部と、配置案の評価アルゴリズムに関する評価アルゴリズムデータベース部と、配置案を木構造の各ノードに評価の高い順に保存する配置案履歴データベース部と、配置案候補と当該配置案候補の配置効率を計算し効率の高い複数の配置案候補を配置案として生成する配置案生成部と、評価アルゴリズムを用いて複数の配置案を評価し、配置案履歴データベース部の内容の更新あるいは一部破棄を指示すると共に配置案生成部に配置案の生成を指示する推論制御部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６７５８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術は、複数種類の積付け容器に関する積載計画（積付計画）を作成することが可能であるが、積付け容器の使用個数を最小化する積載計画を作成することはできない。同一量の貨物を例えば１つの積付け容器で輸送する場合と２つの積付け容器で輸送する場合とでは輸送効率が大きく異なるので、貨物を積付け容器に積み付けて輸送する事業分野では、可能な限り少数の積付け容器に複数の貨物を積み付ける必要がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、積付け容器等の被積付部材の使用個数を最小化する積付計画を作成することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、積付計画作成装置に係る第１の解決手段として、複数種類の被積付部材に対する複数種類の物品の積付計画を作成する積付計画作成装置であって、前記物品及び前記被積付部材の各形状データを記憶する形状記憶部と、所定の前記被積付部材及び前記物品に関する積付要求を入力する入力部と、前記積付要求に対応すると共に前記被積付部材の使用個数が最も少ない前記積付計画を最適積付計画として作成する積付計画部と、前記最適積付計画を出力する出力部とを備える、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、積付計画作成装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記積付計画部は、前記被積付部材の使用個数が最も少ないことに加え、前記物品の積付容積が最も小さい前記積付計画を前記最適積付計画として作成する、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、積付計画作成装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記積付計画部は、前記被積付部材の前記使用個数が最も少ないことに加え、前記被積付部材に積み付けられた前記物品の高さが最も低い前記積付計画を前記最適積付計画として作成する、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、積付計画作成装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記積付計画部は、前記被積付部材の前記使用個数が最も少ないことに加え、複数の前記被積付部材に積み付けられた前記物品の高さの差が平準化される前記積付計画を前記最適積付計画として作成する、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、積付計画作成装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、前記被積付部材は、輸送用平パレットあるいは段ボール箱である、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被積付部材の使用個数を最小化する積付計画を作成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る積付計画作成装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る積付計画作成装置の全体動作を示す第１のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る積付計画作成装置の全体動作を示す第２のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態におけるパレットパターンの模式図である。
【図５】本発明の一実施形態における積付可否判定アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態における木構造を示す模式図（ａ）及びブロックの配置を示す模式図（ｂ）である。
【図７】本発明の一実施形態におけるブロック構造を示す第１の模式図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるブロック構造を示す第２の模式図である。
【図９】本発明の一実施形態の変形例におけるブロックの積付を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る積付計画作成装置は、図１に示されているように入力部１、パラメータ管理部２、積付パターン生成部３及び出力部４を備えている。この積付計画作成装置は、利用者の積付要求に応じて複数種類の輸送用平パレットＹ（被積付部材）のいずれかに複数種類の段ボール箱Ｘ（物品）のいずれかを積付ける積付パターン（積付計画）を作成する。なお以下の説明では、輸送用平パレットを単に「パレット」という。
【００１４】
上記積付要求は、パレットＹ及び段ボール箱Ｘに関する利用者の要求事項であり、パレットＹに積み付ける段ボール箱Ｘの種類及び個数並びに段ボール箱Ｘの積付けに使用するパレットＹの種類を要求事項として含む。入力部１は、このような積付要求を受け付ける機能構成要素であり、積付要求を積付パターン生成部３に出力する。このような入力部１は、例えば利用者が操作して積付要求を入力する操作装置（キーボードやポインティングデバイス等）部、通信回線を介して外部から積付要求を受信する通信装置、また積付要求が記憶された携帯記憶媒体（ＵＳＢメモリや各種メモリカード等）が装着される接続装置である。
【００１５】
パラメータ管理部２は、積付パターンの生成に必要な各種パラメータを記憶する記憶装置であり、本発明の形状記憶部に相当する。すなわち、このパラメータ管理部２は、段ボール箱Ｘの形状データ及びパレットＹの形状データを種類毎に記憶している。また、このパラメータ管理部２は、複数種類のパレットＹのうち、使用可能な種類及び個数を予め記憶している。
【００１６】
積付パターン生成部３は、上記積付要求に対応する複数の積付パターンのうちパレットＹの使用個数が最も少ない積付パターンを最適積付パターン（最適積付計画）として取得する積付計画部である。すなわち、この積付パターン生成部３は、予め記憶された積付計画作成プログラムを実行することにより最適積付パターンを取得する。
【００１７】
また、この積付パターン生成部３は、上記最適積付パターンの取得に際してパラメータ管理部２に記憶された段ボール箱Ｘ及びパレットＹの各形状データを用いることにより複数の積付パターンを生成し、当該複数の積付パターンの中から最適積付パターンを抽出する。このような積付パターン生成部３は、積付計画作成プログラム（ソフトウエア）と当該積付計画作成プログラムを実行する演算回路（ハードウエア）との協働によって実現される機能構成要素である。
【００１８】
出力部４は、積付パターン生成部３から入力される最適積付パターンを外部に出力する機能構成要素である。この出力部４は、例えば最適積付パターンを画像表示する表示装置、最適積付パターンを携帯記憶媒体に記憶させる接続装置あるいは／及び最適積付パターンを外部に送信する通信装置である。
【００１９】
次に、本実施形態に係る積付計画作成装置の動作について、図２〜図５をも参照して詳しく説明する。
【００２０】
図２及び図３は、積付計画作成装置の全体的な動作つまり積付パターン生成部３の動作を示すフローチャートである。積付パターン生成部３は、入力部１から積付要求が入力されると、最初にパラメータ管理部２から段ボール箱Ｘ及びパレットＹに関する各種パラメータを読み込む（ステップＳ１）。そして、積付パターン生成部３は、使用可能な全パレットＹを使用するパレットパターンを選択する（ステップＳ２）。
【００２１】
ここで、本実施形態におけるパレットパターンについて説明する。パレットＹに複数の種類が存在することは周知の通りであり、パレットＹは、大きさや材質が種類によって異なる。すなわち、パレットＹ上に積み付けることが可能な段ボール箱Ｘの個数や種類はパレットＹの種類に応じて異なるものとなる。パレットパターンは、このような複数種類のパレットＹのうち、段ボール箱Ｘの積み付けに使用する種類及び個数を示すものである。
【００２２】
図４は、このようなパレットパターンの一例を示す模式図である。この図４では、４種類Ａ〜ＤのパレットＹ、また種類ＡのパレットＹは使用可能数が１、種類ＢのパレットＹは使用可能数が３、種類ＣのパレットＹは使用可能数が４、種類ＤのパレットＹは使用可能数が２の場合のパレットパターンを示している。すなわち、このパレットパターンは、使用可能な最大パレット数が１０個の場合に対応するものである。
【００２３】
また、４種類Ａ〜ＤのパレットＹは、段ボール箱Ｘの積付容積についてＡ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄの関係がある。この積付容積は、パレットＹに積み付けることができる段ボール箱Ｘの容積（体積）である。すなわち、４種類Ａ〜ＤのパレットＹのうち、種類ＡのパレットＹは積み付け能力が最も低く、また種類DのパレットＹは積み付け能力が最も高い。
【００２４】
このようなパレットパターンにおいて、例えば段ボール箱Ｘの積み付けに使用するパレットＹの個数が「３」であった場合、網線で示すパレットＹの使用パターンが考えられる。すなわち、Ｎｏ．１のパレットパターンは、種類ＡのパレットＹを１つと種類ＢのパレットＹを２つ使用するパターンである。Ｎｏ．２のパレットパターンは、種類ＢのパレットＹを３つ使用するパターンであり、Ｎｏ．３のパレットパターンは、種類ＢのパレットＹを２つと種類ＣのパレットＹを１つ使用するパターンである。
【００２５】
また、Ｎｏ．４のパレットパターンは、種類ＢのパレットＹを１つと種類ＣのパレットＹを２つ使用するパターンであり、Ｎｏ．５及びＮｏ．６のパレットパターンは、種類ＣのパレットＹを３つ使用するパターンである。さらに、Ｎｏ．７のパレットパターンは、種類ＣのパレットＹを２つと種類ＤのパレットＹを１つ使用するパターンであり、Ｎｏ．８のパレットパターンは、種類ＣのパレットＹを１つと種類ＤのパレットＹを２使用するパターンである。
【００２６】
パレットパターンは、このように段ボール箱Ｘの積み付けに使用するパレットＹの個数が最大パレット数よりも少ない個数に制限された場合に異なるものとなる。詳細については後述するが、本実施形態に係る積付計画作成装置は、積付要求に対してより少ないパレット数のパレットＹに段ボール箱Ｘを積み付ける積付パターンを最適積付パターンとして求めるが、図４に「使用パレットの削減方向」として示すように、最大積載容量のより大きいパレットＹを使用対象（使用パレット）から削減する。
【００２７】
このような図４の場合、積付パターン生成部３は、上記ステップＳ２において全てのパレットＹを含むパレットパターン、つまり種類ＡのパレットＹを１つと種類ＢのパレットＹを３つと種類ＣのパレットＹを４つと種類ＤのパレットＹを２つ使用するパレットパターン（第１パレットパターン）を選択する。
【００２８】
そして、積付パターン生成部３は、ステップＳ２で選択した第１パレットパターンに対して積付可否判定アルゴリズムを実行する（ステップＳ３）。すなわち、積付パターン生成部３は、このステップＳ３において積付位置決定シミュレーションを最初に実行する。すなわち、積付パターン生成部３は、積付要求で指定された段ボール箱Ｘを所定のルールに従って各パレットＹに積み付ける積付位置決定シミュレーションを実行することにより、積付要求に対応する積付パターンの作成を試みる。
【００２９】
上記積付位置決定シミュレーションでは、図５に示す手順で積付パターンを作成する。積付パターン生成部３は、積付位置決定シミュレーションにおける最初の処理（初期化処理）として、図６（ａ）に示す木構造をパレットＹ毎に設定すると共に、積付要求で指定された段ボール箱Ｘの全てを積付対象に設定する（ステップＳ３ａ）。
【００３０】
なお、積付パターン生成部３は、この積付位置決定シミュレーションにおいて、パラメータ管理部２に記憶された各種類の段ボール箱Ｘ及び各種類のパレットＹの各形状データに基づいて各パレットＹの形状（大きさ）及び同一種類の段ボール箱Ｘの集合体（ブロック）形状を認識する。
【００３１】
このブロックの詳細については後述するが、積付パターン生成部３は、入力部１から積付要求が入力されると、当該積付要求で積付対象として指定された複数種類の段ボール箱Ｘについて、種類毎にまとめて集合体（ブロック）を形成する。そして、積付パターン生成部３は、このブロックをパレットＹへの積付の基本単位とする。
【００３２】
この木構造は、各パレットＹに単段あるいは多段に積み付けられる段ボール箱Ｘの積付順序を複数のノードの結合関係として示すものであり、ルートノードが各パレットＹの上面（積付面）に相当し、第１ノードが各パレットＹの積付面に最初に積み付けられる第１ブロックの位置を示し、第２ノードが２番目に積み付けられる第２ブロックの位置を示し、（中略）第ｎノードがｎ番目に積み付けられる第ｎブロックの位置を示している。なお、上記「ｎ」は自然数である。
【００３３】
本実施形態では、図６（ｂ）の斜線ブロックで示すように、パレットＹに対する各段のブロックの積付を可能な限り奥かつ可能な限り左に積み付けることを基本ルールとしている。したがって、各段で次に積み付けるブロック（網線ブロック）の位置は、先に積み付けられた斜線ブロックに対して上（Ｔｏｐ）、前（Ｆｒｏｎｔ）及び右（Ｒｉｇｈｔ）のみとなる。
【００３４】
上記木構造では、「Ｔ」、「Ｆ」、「Ｒ」によって各ブロックの積付位置を示している。例えば、「Ｔ」は、図６（ｂ）に示すように、先に積み付けられたブロックの上（Ｔｏｐ）に積み付けることを示し、「Ｆ」は先に積み付けられたブロックの前（Ｆｒｏｎｔ）に積み付けることを示し、「Ｒ」は先に積み付けられたブロックの右（Ｒｉｇｈｔ）に積み付けることを示している。
【００３５】
このような初期化処理が完了すると、積付パターン生成部３は、ステップＳ２で選択した第１パレットパターンの最後のパレットＹに段ボール箱Ｘを積み付けたか否かを判断する（ステップＳ３ｂ）。すなわち、積付パターン生成部３は、第１パレットパターンの全てのパレットＹへの段ボール箱Ｘの積付が完了すると、ステップＳ３ｂの判断が「Ｙｅｓ」となり、積付位置決定シミュレーションを終了して図２のステップＳ４に移行する。
【００３６】
しかし、この時点では段ボール箱Ｘを何れのパレットＹにも積み付けていないので、ステップＳ３ｂの判断は「Ｎｏ」となる。積付パターン生成部３は、引き続いて部分パターンの生成を行う（ステップＳ３ｃ）。このステップＳ３ｃは、上述した木構造において各ブロックを部分パターンとして生成する処理である。なお、この時点では初期化処理が終了した後なので、部分パターンの生成対象が第１ブロックである。したがって、積付パターン生成部３は、ここでは第１ブロックに対応する部分パターンを生成する。
【００３７】
この部分パターンの生成には、以下に示す幾つかのルールａ〜ｄ（積付ルール）が予め設定されている。
ａ．同一種類の段ボール箱Ｘをブロック化して積載する。
ｂ．体積（容積）の大きいブロックを先行して積み付ける。
ｃ．ブロックを物理的に載置できること。
ｄ．ブロックが載置可能な向き及び上下関係であること。
【００３８】
このような積付ルールａ〜ｄのうち、積付ルールａ、ｂについて補足説明する。本実施形態では、段ボール箱Ｘを種類毎にブロック化し、各ブロックを各ブロックの部分パターンとしてパレットＹ上に順次積み付けることにより積付パタンを完成させる。また、この積み付けの際の順序（積付順）は、体積（容積）がより大きい種類の段ボール箱Ｘ、つまり同一種類の段ボール箱Ｘが複数ある場合には合計体積（総容積）が最も大きい種類の段ボール箱Ｘを優先させる。
【００３９】
ここで、上記ブロックの生成方法には、例えば図７、図８に示すような棒積パターン、ピンホールパターン、レンガパターンがある。棒積パターンは、図７（ａ）に示すように全ての段ボール箱Ｘが同一姿勢で隣接した状態に配置するものである。なお、図７（ａ）では、段ボール箱Ｘを縦方向に２つ、横方向に３つ隣接配置させたが、縦横の段ボール箱Ｘの個数は、２×３に限定されない。
【００４０】
ピンホールパターンは、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、段ボール箱Ｘが同一姿勢で隣接された基本ユニットを隣り合うものが互いに直行する姿勢関係となるように環状に並べたものであり、かつ、奇数段（下段）と偶数段（上段）とで段ボール箱Ｘの姿勢関係が直行する姿勢関係となるように多段に積み重ねたものである。なお、図７（ｂ）、（ｃ）では、段ボール箱Ｘを縦方向に２つ、横方向に２つ隣接配置させたが、縦横の段ボール箱Ｘの個数は、２×２に限定されない。
【００４１】
また、レンガパターンは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、段ボール箱Ｘが同一姿勢で隣接された基本ユニットを段ボール箱Ｘが互いに直行する姿勢関係となるように隣接配置し、かつ、奇数段（下段）と偶数段（上段）とで段ボール箱Ｘの姿勢関係が直行する姿勢関係となるように多段に積み重ねたものである。なお、図８では、基本ユニットを横方向に隣接配置しているが、縦方向に隣接配置してもよい。また、縦横の段ボール箱Ｘの個数は特に限定されない。
【００４２】
本実施形態におけるブロックは、これらな棒積パターン、ピンホールパターン、レンガパターンを縦横における段ボール箱Ｘの個数や向きを可変させた複数のパターンの集合体である。積付パターン生成部３は、ステップＳ３ｃにおいて、体積（容積）が最も大きい種類の段ボール箱Ｘについて１あるいは複数のブロックを第１ブロックに対応する部分パターンとして生成する。
【００４３】
そして、積付パターン生成部３は、このようにして生成した１あるいは複数の部分パターンを所定の指標で評価することにより最良なものを抽出して図６に示した木構造の第１ブロックに対応する第１ノードに割り当てる（ステップＳ３ｄ）。なお、第１ブロックは、パレットＹの積付面の直上に位置するので、「Ｔ（Ｔｏｐ）」として第１ノードに割り当てられる。上記指標は、以下に示すスコアＦであり、ステップＳ３ｄでは最も高いスコアの部分パターンが第１ノードに割り当てられる。
【００４４】
すなわち、上記スコアＦは、例えば下式（１）によって与えられ、積付パターン生成部３に予め記憶されている。
Ｆ＝Ｗpalletunity・Ｆpalletunity＋Ｗblockunity・Ｆblockunity
＋Ｗfillin・Ｆfillin＋Ｗfillex・Ｆfillex＋Ｗpattern・Ｆpattern
−(Ｗx・Ｖx＋Ｗy・Ｖy＋Ｗz・Ｖz＋Ｗxmax・Ｖxmax＋Ｗymax・Ｖymax
＋Ｗzmax・Ｖzmax＋Ｗheight・Ｖheight＋Ｗpallet・Ｖpallet）      （１）
【００４５】
このようなスコアＦにおいて、サブスコアＦpalletunityは、前に積み付けた段ボール箱Ｘと種類が同じ場合に｛１−（前に積んだブロックとのパレット番号の差／使用パレット数）｝で与えられる値を取り、これ以外の場合には「０」となる。このようなサブスコアＦpalletunityは、同一種類の段ボール箱Ｘを同一のパレットＹにできるだけ積み付けること意図するものである。
【００４６】
サブスコアＦblockunityは、（ブロックを構成する段ボール箱Ｘの個数／同一の段ボール箱Ｘの未積付段ボール箱集合上の残数）によって与えられる。このようなサブスコアＦblockunityは、なるべく同じ種類の段ボール箱Ｘをまとめてブロック化することを意図するものである。
【００４７】
サブスコアＦfillinは、段ボール箱Ｘの内部充填率を示すものであり、（ブロック体積／ブロックを構成する段ボール箱Ｘの総体積）によって与えられる。上記ブロック体積は、ブロックの外表面で囲まれた領域の体積であり、ピンホールパターンのようにブロック中央に空間が形成される場合に当該空間をも包含する体積である。このようなサブスコアＦfillinは、ピンホールパターンやレンガパターンを用いるた場合の内部充填率を上げ、なるべく大きなブロックを作ることで当該ブロック上部の積み付け自由度を向上させることを意図するものである。
【００４８】
サブスコアＦfillexは、段ボール箱Ｘの外部充填率を示すものであり、充填率が所定のしきい値θ以上の場合に（ブロック体積／空きスペース体積）で与えられる値を取り、これ以外の場合には「０」となる。このようなサブスコアＦfillexは、空きスペースを有効活用することを意図するものであるが、中途半端に空きスペースを使う部分パターンは好ましくないので、充填率がしきい値θ以上のときのみ評価をプラスとするものである。
【００４９】
サブスコアＦpatternはインターロックの効くパターンの場合は「１」、そうでない場合は「０」となる。このようなサブスコアＦpatternは、ピンホールパターン、レンガパターンなど、なるべくインターロックの効くパターンを使うことにより積付後の段ボール箱Ｘの安定性を向上させることを意図するものである。
【００５０】
また、サブスコアＶxは（ブロックの最左部ｘ座標／積付先パレットの横幅）であり、段ボール箱Ｘをなるべく左側に積み付けることを意図するものである。サブスコアＶyは（ブロックの最奥部ｙ座標／積付先パレットの奥行）であり、段ボール箱Ｘをなるべく奥側に積み付けることを意図するものである。サブスコアＶzは（ブロックの最下部ｚ座標／積付先パレットの最大積付高さ）であり、段ボール箱Ｘをなるべく下側に積み付けることを意図するものである。
【００５１】
サブスコアＶxmaxは（最右部ｘ座標／積付先パレットの横幅）であり、なるべく右側の空きスペースを多く確保することを意図するものである。サブスコアＶymaxは（ブロックの最手前部ｙ座標／積付先パレットの奥行）であり、なるべく手前側の空きスペースを多く確保することを意図するものである。サブスコアＶzmaxは（ブロックの最上部ｚ座標／積付先パレットの最大積付高さ）であり、なるべく上側の空きスペースを多く確保することを意図するものである。
【００５２】
サブスコアＶheightは（ブロックの高さ／積付先パレットの最大積付高さ）であり、なるべくブロックの高さを低くし、水平方向に大きいブロックとすることを意図するものである。サブスコアＶpalletは（積付先のパレット番号／使用パレット数）であり、なるべく番号の若いパレットに積み付けることを意図するものである。
【００５３】
このような式（１）において、係数Ｗpalletunity、Ｗblockunity、Ｗfillin、Ｗfillex、Ｗpattern、Ｗx、Ｗy、Ｗz、Ｗxmax、Ｗymax、Ｗzmax、Ｗheight、Ｗpalletは、上記各サブスコアＦpalletunity、Ｆblockunity、Ｆfillin、Ｆfillex、Ｆpattern、Ｖx、Ｖy、Ｖz、Ｖxmax、Ｖymax、Ｖzmax、Ｖheight、Ｖpalletに対する重付係数であり、予め適宜設定される。
【００５４】
なお、この式（１）の構造から分かるように、各サブスコアＦpalletunity、Ｆblockunity、Ｆfillin、Ｆfillex、Ｆpattern、Ｖx、Ｖy、Ｖz、Ｖxmax、Ｖymax、Ｖzmax、Ｖheight、Ｖpalletのうち、サブスコアＦpalletunity、Ｆblockunity、Ｆfillin、Ｆfillex、Ｆpatternは大きい値を取ることが好ましいものであり、これに対してサブスコアＶx、Ｖy、Ｖz、Ｖxmax、Ｖymax、Ｖzmax、Ｖheight、Ｖpalletは、小さい値を取ることが好ましいものである。
【００５５】
このようなスコアＦを用いることにより最良な部分パターンを第１ノードに割り当てると、積付パターン生成部３は、当該部分パターンに対応する種類の段ボール箱Ｘを積付対象から除外する（ステップＳ３ｅ）。そして、積付パターン生成部３は、このステップＳ３ｅの処理が完了すると、上述したステップＳ３ｂ〜Ｓ３ｅの処理を繰り返す。すなわち、積付パターン生成部３は、積付要求で指定された全ての種類の段ボール箱Ｘを各パレットＹの何れかの木構造の何れかのノードに割り付ける。
【００５６】
この結果、積付要求で指定された全段ボール箱ＸがステップＳ３ａで選択したパレットパターンの全パレットＹの何れかに積み付けられる。このようにして全段ボール箱Ｘの各パレットＹへの積付が完了すると、ステップＳ３ｂの判断が「Ｙｅｓ」となるので、積付パターン生成部３は、引き続き図２のステップＳ４を実行する。
【００５７】
すなわち、積付パターン生成部３は、ステップＳ４において、積付可否判定アルゴリズム（ステップＳ３）によって積付要求で指定された全段ボール箱Ｘに対応する積付パターンが発見されたか否かを判断する。そして、この判断が「Ｙｅｓ」の場合、使用パレット数を削減する。例えば、積付パターン生成部３は、ステップＳ２で選択した第１パレットパターンから積付容積が最も小さいパレットＹを１つだけ削減した第２パレットパターンを選択する。
【００５８】
図４に示したパレットパターンの場合、積付容積が最も小さい種類ＡのパレットＹを１つ削減し、種類ＢのパレットＹを３つと種類ＣのパレットＹを４つと種類ＤのパレットＹを２つ使用する第２パレットパターンを選択する。そして、積付パターン生成部３は、この第２パレットパターンについてステップＳ３、Ｓ４を繰り返すことにより、積付要求で指定された全段ボール箱Ｘを第２パレットパターンの各パレットＹに積み付ける積付パターンを取得する。
【００５９】
すなわち、積付パターン生成部３は、ステップＳ３〜Ｓ５の各処理を順次繰り返すことにより、積付要求で指定された全段ボール箱Ｘを最も少ない使用パレット数（最小使用パレット数）で積み付ける積付パターンを取得する。そして、パレットパターンのパレット数が最小使用パレット数よりも少なくなると、ステップＳ４の判断が「Ｎｏ」となるので、積付パターン生成部３は、積付パターンを発見済みか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００６０】
ここでは上記最小使用パレット数で積み付ける積付パターンが取得されているので、ステップＳ６の判断は「Ｙｅｓ」となり、積付パターン生成部３は、引き続いて図３のステップＰ１の処理を実行する。なお、積付パターン生成部３は、ステップＳ６の判断が「Ｎｏ」の場合には、出力部４に対して「探索失敗」つまり積付要求を満足する積付パターンを発見できなかったことを出力する。なお、上述したステップＳ１〜Ｓ５の各処理は、最小使用パレット数で積み付ける積付パターンを探索する第１探索処理である。
【００６１】
積付パターン生成部３は、ステップＰ１において、上述した最小使用パレット数のパレットパターン（最小数パレットパターン）を選択し、この上で上述した積付可否判定アルゴリズムを再度実行する（ステップＰ２）。そして、積付パターン生成部３は、最小数パレットパターンに対応する積付パターンを発見すると（ステップＰ３）、上記最小数パレットパターンよりも総積付容積が小さいパレットパターンを選択し直し（ステップＰ４）、この上でステップＰ２、Ｐ３を繰り返す。
【００６２】
すなわち、積付パターン生成部３は、ステップＰ３で積付パターンを発見する度にステップＰ２〜Ｐ４を繰り返すことにより、総積付容積が最も小さいパレットパターン（最小積付容積パレットパターン）に対応する積付パターンを取得する。そして、総積付容積が最小積付容積パレットパターンよりも少なくなると、ステップＰ３の判断が「Ｎｏ」となるので、積付パターン生成部３は、最小積付容積パレットパターンを再度選択し直す（ステップＰ５）。なお、ステップＰ１〜Ｐ４の各処理は、最小積付容積パレットパターンに対応する積付パターンを探索する第２探索処理である。
【００６３】
そして、積付パターン生成部３は、最小積付容積パレットパターンについて積付可否判定アルゴリズムを再度実行し（ステップＰ６）、最小積付容積パレットパターンに対応する積付パターンを発見すると（ステップＰ７）、全パレットＹ一律に目標積付高さを減少させ（ステップＰ８）、この上でステップＰ６、Ｐ７の処理を繰り返す。
【００６４】
すなわち、積付パターン生成部３は、ステップＰ７で積付パターンを発見する度にステップＰ６〜Ｐ８を繰り返すことにより、パレットＹ全体として高さがより低い積付パターンを取得する。そして、積付パターン生成部３は、ステップＰ７の判断が「Ｎｏ」となると、最小積付容積パレットパターンを再度選択し直す（ステップＰ９）。
【００６５】
このようなステップＰ５〜Ｐ８の処理によれば、ステップＳ１〜Ｓ７によって決定されたパレット数及びステップＰ１〜Ｐ４によって最終的に決定されたパレットパターンの各パレットＹに対する段ボール箱Ｘの配分が調整される。この結果、各パレットＹにおける段ボール箱Ｘの積付高さの差がより小さくなる。このようなステップＰ５〜Ｐ８の各処理は、最小積付容積パレットパターンかつ各パレットＹの積付高さの差が平準化される積付パターンを探索する第３探索処理である。
【００６６】
そして、積付パターン生成部３は、パレット番号が最小積付容積パレットパターンのパレットＹであるか否かを判断し（ステップＰ１０）、この上で積付可否判定アルゴリズムを再度実行する（ステップＰ１１）。そして、積付パターン生成部３は、最小容積パレットパターンに対応する積付パターンを発見すると（ステップＰ１２）、各パレットＹの目標積付高さを減少させる（ステップＰ１３）。
【００６７】
積付パターン生成部３は、上記ステップＰ１３の処理をした上でステップＰ１１、Ｐ１２の処理を繰り返す。また、積付パターン生成部３は、上記ステップＰ１２の判断が「Ｎｏ」の場合にはステップＰ１０の判断を行った上で積付可否判定アルゴリズム（ステップＰ１１）を再度実行する。
【００６８】
このようなステップＰ９〜Ｐ１３の処理によって、ステップＰ５〜Ｐ８の処理によって積付高さの差が平準化された各パレットＹについて、積付高さが最も低くなる積付パターンが得られる。すなわち、ステップＰ９〜Ｐ１３の処理によれば、最小積付容積パレットパターンにおける各パレットＹについて、積付高さが最も低くなる積付パターンを取得することができる。このようなステップＰ９〜Ｐ１３の各処理は、最小積付容積パレットパターンかつ各パレットＹの積付高さが最も低くなる積付パターンを探索する第４探索処理である。
【００６９】
ここで、全てのパレットＹについて積付高さが最も低くなる積付パターンが取得されると、ステップＰ１０の判断が「Ｎｏ」となる。積付パターン生成部３は、このステップＰ１０の判断が「Ｎｏ」となると、引き続いて図２のステップＳ８の処理をお行う。すなわち、積付パターン生成部３は、上述したステップＳ１〜Ｓ７及びステップＰ１〜Ｐ１３の処理が完了すると、この結果得られた各パレットＹの積付パターンを探索結果として出力部４に出力する。
【００７０】
ここで、積付パターン生成部３が出力部４に出力する積付パターンは、例えば各パレットのどの位置にどのブロック（どの種類の段ボール箱Ｘ）が積み付けられているかを示す三次元画像、また各パレットにおけるブロックの積付順及び積付位置を示す木構造である。このような積付パターンは、積付作業者が実際に段ボール箱Ｘを積み付ける際に有用な補助情報となる。
【００７１】
このような本実施形態によれば、パレットＹ（被積付部材）の使用個数を最小化することに加え、総積付容積が最も小さいパレットＹの組み合わせ（最小積付容積パレットパターン）、またパレットＹ間で高さが平準化さると共にの積付高さが最低となる積付パターン（最適積付計画）を作成することが可能である。
【００７２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、被積付部材の一例であるパレットＹに物品の一例である段ボール箱Ｘを積み付ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、被積付部材はパレットＹに限定されず、また物品は段ボール箱Ｘに限定されない。例えば、被積付部材を空の段ボール箱とし、この段ボール箱の中に所定の製品を収納する場合にも本発明を適用することが可能である。
【００７３】
（２）上記実施形態では、第１〜第４探索処理に基づいて最適な積付パターン（積付計画）を取得したが、本発明はこれに限定されない。第１〜第４探索処理のうち必要最小限の探索処理は第１探索処理である。したがって、第２〜第４探索処理については必要に応じて適宜行えばよい。
【００７４】
（３）上記実施形態のステップＳ５では、使用パレット数をできるだけ少なくするために積付容積が最も小さいパレットＹを削減したが、本発明はこれに限定されない。例えば、パレットパターンが同一種類のパレットＹから形成されている場合、あるいは種類は異なっているが積付容積が同一のパレットＹからパレットパターンが形成されている場合には、パレットＹ間に積付容積の大小は発生しないので、パレット番号の最も小さいパレットを削減する。
【００７５】
（４）図６（ｂ）に示したようにパレットＹに先に積み付けられたブロックの上（Ｔｏｐ）、前（Ｆｒｏｎｔ）あるいは左（Ｒｉｇｈｔ）に次のブロックを積み付けたが、本発明はこれに限定されない。２つ以上のブロックを跨ぐように次のブロックを積み付けてもよい。
【００７６】
例えば、図９（ａ）に示すように、第１のブロックｂ１の前（Ｆｒｏｎｔ）に第２のブロックｂ２が積み付けられている状態において、第３のブロックｂ３を第１のブロックｂ１あるいは第２のブロックｂ２の上（Ｔｏｐ）に積み付けるのではなく第１のブロックｂ１及び第２のブロックｂ２を跨ぐように積み付けてもよい。なお、この場合には、第３のブロックｂ３の荷崩れを防止する観点から第１のブロックｂ１の高さと第２のブロックｂ２の高さとが略等しいことが条件となる。
【００７７】
ここで、第３のブロックｂ３を第１のブロックｂ１及び第２のブロックｂ２を跨ぐように積み付ける形態には、図９（ａ）に示すようにオーバーハングがないように第３のブロックｂ３を積み付ける場合の他に、図９（ｂ）に示すようにオーバーハングを許容して第３のブロックｂ３’を積み付ける場合が考えられる。この場合には、第３のブロックｂ３’の下に空間が形成されるので、第４のブロックを積み付ける場合に上記空間を考慮する必要がある。
【００７８】
（５）上記実施形態では、式（１）に示すスコアＦによって各ノードに割り当てる部分パターンを決定したが、本発明はこれに限定されない。スコアＦの内容は式（１）以外の内容であってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
Ｙ  輸送用平パレット（被積付部材）
Ｘ  段ボール箱（物品）
１  入力部
２  パラメータ管理部（形状記憶部）
３  積付パターン生成部（積付計画部）
４  出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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