(57)【要約】      （修正有）【課題】ＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）への航空貨物積み込み最適化システム及び最適化方法を提供する。【解決手段】最適化システムは、入力部、出力部、保存部及び貨物をＵＬＤタイプの幾何学的構造に合わせて最適に積み込むように制御するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部を含む。ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部は、積み込む貨物に関する情報を処理する入力データ処理部、貨物の積み込み最適化おいて予め設定された制約条件を処理する貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部、多様な制約条件を満足させる貨物配置目標点を検索するためにＣＳＰ（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  Ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｌｅｍ）検索エンジンを実行するＣＳＰ検索実行部、ＣＳＰ検索エンジンが検索完了した目標点に対する情報を処理して出力データを形成して出力部に出力する出力データ処理部を含む。【選択図】図１
2020087475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工知能検索技術により航空貨物をＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に最適に積み込むための航空貨物積み込み最適化システムであって、
入力部、出力部、並びに貨物アイテムＥＤＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄａｔａ  ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）情報及びＵＬＤタイプ情報が保存された保存部と、
前記入力部で入力された貨物アイテムとＵＬＤタイプに基づいて、貨物とＵＬＤタイプ間の幾何学的構造に合わせて前記貨物を最適に積み込むように制御するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部と、を含み、
前記ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部は、
前記入力部を通じて入力される積み込む貨物に対する情報として、貨物アイテムＥＤＩ情報、航空貨物運送状（Ａｉｒ  Ｗａｙｂｉｌｌ）情報、及びＵＬＤタイプ情報を処理する入力データ処理部と、
前記貨物アイテム及びＵＬＤタイプを基本オブジェクトに設定して、前記貨物及び前記ＵＬＤの幾何学的構造に基づいて、複数の前記貨物を複数の前記ＵＬＤ内に積み込む最適化を実行するために予め設定された制約条件を満足するように処理してプログラミングする貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部と、
前記貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部で処理された多様な制約条件を満足させる貨物配置目標点を検索するためにＣＳＰ（制約充足問題）検索エンジンを実行するＣＳＰ検索実行部と、
前記ＣＳＰ検索エンジンが検索完了した貨物配置目標点に対する情報を処理して出力データを形成して前記出力部に出力する出力データ処理部と、を含むことを特徴とする航空貨物積み込み最適化システム。
【請求項２】
前記貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部は，
前記貨物を直交座標でｘ、ｙ、ｚ軸方向に単位ユニットごとに移動させながら前記ＵＬＤ内の座標点位置を設定するＵＬＤ内貨物位置処理部と，
前記貨物のＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向を前記直交座標に合わせて直角に回転させて前記ＵＬＤ内の座標点位置を設定する貨物回転処理部と，
それぞれの前記貨物の頂点を比べて前記貨物が重ならない座標点位置を設定する貨物非重畳処理部と，
前記ＵＬＤ内の各貨物の重量の合計がＵＬＤの重量制限を超えないように処理する貨物重量限界処理部と，
特定貨物が積み込まれた時、前記特定貨物の上に積み込まれる他の貨物の重量が前記特定貨物が耐えられる荷重よりも大きくならないように処理する貨物積み込み処理部と，
貨物を積み込む時、既に積み込まれた貨物とこれから積み込む貨物との重量に基づいて、貨物を全部積み込んだ時に前記ＵＬＤの重量中心が貨物底面の中心点と一致するように処理するＵＬＤ重量中心処理部と，
前記ＵＬＤの片面が飛行機胴体に接する面を所定の傾斜角度でカットした傾斜面に基づいて貨物を前記ＵＬＤ内に配置させるＵＬＤ傾斜面処理部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の航空貨物積み込み最適化システム。
【請求項３】
前記ＣＳＰ検索実行部は、ＣＳＰ検索エンジン実行部及びＣＳＰ検索エンジンを含み、
前記ＣＳＰ検索エンジン実行部は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）ＯＳ上あるいはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＯＳ上で実行されるために必要な多様なパラメーター値の入力を受けて前記ＣＳＰ検索エンジンを動作させ、
前記ＣＳＰ検索エンジンは、上記入力データ処理部で入力された貨物アイテムとＵＬＤタイプのインスタンスに基づいて、前記貨物パッキング多重制約条件同時処理部でプログラミングした多様な制約条件を満足する貨物配置目標点（貨物配置の位置）を検索することを特徴とする請求項１に記載の航空貨物積み込み最適化システム。
【請求項４】
上記ＵＬＤ傾斜面処理部は、ヘッセ標準形（Ｈｅｓｓｉａｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｆｏｒｍ）を利用して前記直交座標の基準原点から前記傾斜面までの距離計算を実行する請求項２に記載の航空貨物積み込み最適化システム。
【請求項５】
前記貨物入力データ処理部はＥＤＩ形式の貨物アイテムＥＤＩ情報を処理して、前記貨物アイテムＥＤＩ情報は貨物の幾何学的なサイズに関わる横、縦、高さ情報と、重量、出発地空港、到着地空港、及び最終目的地住所とが含まれる請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の航空貨物積み込み最適化システム。
【請求項６】
前記貨物出力データ処理部は、前記貨物に対するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み最適化処理結果を出力する出力データをファイル形式で保存するＵＬＤパッキングファイル出力部と、
前記貨物に対するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み最適化処理結果を３次元グラフィック処理して画面上に出力するＵＬＤパッキング３Ｄグラフィック出力部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の航空貨物積み込み最適化システム。
【請求項７】
人工知能検索技術により航空貨物をＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に最適に積み込むための航空貨物積み込み最適化方法であって，
入力部、出力部、並びに貨物アイテムＥＤＩ情報及びＵＬＤタイプ情報が保存された保存部と、
前記入力部で入力された貨物アイテムとＵＬＤタイプに基づいて、貨物とＵＬＤタイプ間の幾何学的構造に合わせて前記貨物を最適に積み込むように制御するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部と、を含み、
前記ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部の入力データ処理部が、貨物アイテムＥＤＩ情報、航空貨物運送状（Ａｉｒ  Ｗａｙｂｉｌｌ）情報、及びＵＬＤタイプ情報の入力を受けて処理する第１段階と、
前記ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部の貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部が、前記入力された貨物アイテムＥＤＩ情報及びＵＬＤタイプ情報に基づいて前記貨物と前記ＵＬＤタイプ間の幾何学的関係に基づいて複数の前記貨物を前記ＵＬＤ内に最適に積み込むように予め設定された制約条件を満足するように処理してプログラミングする第２段階と、
前記貨物パッキング多重制約条件同時処理部が、ＣＳＰ（制約充足問題）検索エンジンを動作させて、予め設定された多様な制約条件を満足する貨物配置目標点を検索する第３段階と、
前記ＣＳＰ検索エンジンの検索が完了すると、検索された貨物配置目標点を出力する第４段階と、を含むことを特徴とするＵＬＤへの航空貨物積み込みの最適化方法。
【請求項８】
前記第２段階は、前記貨物を前記ＵＬＤ内のどの座標点に位置させるかを決めるために、前記貨物を直交座標のｘ、ｙ、ｚ軸方向に単位ユニットごとに移動させながら位置を設定するＵＬＤ内位置処理段階と、
前記貨物を前記貨物のＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向が前記直交座標に合うように直角に回転させる回転処理段階と、
それぞれの前記貨物の頂点を比べて複数の前記貨物が重ならないように設定する非重畳処理段階と、
前記ＵＬＤ内の前記貨物の重量合計がＵＬＤの重量制限を超えないようにする貨物重量制限処理段階と、
前記貨物アイテムＥＤＩ情報に基づいて特定貨物が積み込まれた時にその上に積み込む他の貨物の重量が前記特定貨物が耐えられる荷重よりも大きくならないように設定する貨物積み込み処理段階と、
前記貨物を前記ＵＬＤ内に積み込み完了した状態で前記ＵＬＤの重量中心が前記ＵＬＤの底面の縦横平面の中心点に一致する条件を満足させるように、前記貨物を積み込む時、既に積み込まれた貨物及び以後に積み込む貨物の重量を計算するＵＬＤ重量中心処理段階と、
前記ＵＬＤの片面が飛行機胴体に接する面を所定の傾斜角度でカットした傾斜面に前記貨物が接しないように前記貨物の位置を計算する傾斜面処理段階を同時に実行することを特徴とする請求項７に記載の航空貨物積み込み最適化方法。
【請求項９】
前記傾斜面処理段階は、ヘッセ標準形（Ｈｅｓｓｉａｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｆｏｒｍ）を利用して前記直交座標の基準原点と前記傾斜面までの距離計算を実行することを特徴とする請求項８に記載の航空貨物積み込み最適化方法。
【請求項１０】
前記貨物入力データ処理部は、ＥＤＩ形式の貨物アイテムＥＤＩ情報を処理し、
前記貨物アイテムＥＤＩ情報は、前記貨物の幾何学的なサイズに関わる横、縦、高さ情報と、重量、出発地空港、到着地空港、及び最終目的地住所とが含まれていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の航空貨物積み込み最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空貨物積み込み最適化システム及び最適化方法に関し、より詳しくは航空貨物用ＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）内に多様な形態の貨物を最適に積み込むための航空貨物積み込み最適化システム及び最適化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空貨物（Ａｉｒ  Ｃａｒｇｏ）は、航空機によって輸送される乗客の手荷物（Ｂａｇｇａｇｅ）及び郵便物（Ｍａｉｌ）を除いた航空運送状（Ａｉｒ  Ｗａｙｂｉｌｌ）によって運送される貨物を指す。航空貨物は他の方式に比べて運送期間が著しく短く、定時運送による貨物の適時引渡しが可能なので在庫費用と資本費用が削減可能であり、衝撃による貨物の破損及び長期輸送による変質の可能性が少ないので貨物を安全に相手荷主に引き渡せるメリットがあるが、運送費用が他の方式に比べて高いというデメリットがある。しかし、上述したメリットにより、現在、国際貿易において航空貨物は最も重要な貨物運送方法の１つとして認識されている。
【０００３】
ＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）は、航空貨物向けに航空機の形態に適合し、取り扱いが容易に設計された搭載用具である。ＵＬＤを利用すると、大量の航空貨物を運送中に貨物を保護し、迅速な作業及び取り扱いが可能である。ＵＬＤには、具体的に、コンテナ、パレット、イグルー（Ｉｇｌｏｏ）などがある。
【０００４】
航空貨物用ＵＬＤの外形の特徴の１つは、飛行機胴体の断面を原型として、ここに搭載するＵＬＤも胴体に接するコーナー部をカットした形状をしている。従って、ＵＬＤ内に搭載する貨物の位置を計算する時も、このようにカットされた面を考慮して貨物を搭載する必要がある。
【０００５】
また、通常コンテナに貨物を積み込む場合、コンテナ内部の空間を最大活用して貨物を効率的に積み込むことが非常に重要である。この時、貨物の種類によって貨物のサイズ、形態、荷重が異なるので、一括で貨物を積み込むのは限界がある。
【０００６】
従って、貨物をコンテナに積み込む前に、予めシミュレーションをしてコンテナの積み込み効率を演算して、積み込む貨物の形態や荷重を確認する過程が必ず必要である（例えば、特許文献１）。
【０００７】
従来のＵＬＤパッキングシステムの場合、人工知能コンピューターソフトウェア、特にＣＳＰ制約充足プログラミングを利用していなかったため、多数の手荷物、貨物などをＵＬＤに積み込む時に投入される労動力及び時間の予測が難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２９６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、多数の手荷物、貨物などをＵＬＤに積み込む時に投入される労動力及び時間を画期的に減らし、また、ＵＬＤ数を最小化できる、人工知能検索技術による航空貨物用ＵＬＤへの航空貨物積み込最適化システム及びこれを利用したＵＬＤへの航空貨物積み込み最適化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による最適化システムは、人工知能検索技術により航空貨物をＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に最適に積み込むための航空貨物積み込み最適化システムであって、入力部、出力部、並びに貨物アイテムＥＤＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄａｔａ  ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）情報及びＵＬＤタイプ情報が保存された保存部と、前記入力部で入力された貨物アイテム及びＵＬＤタイプに基づいて、貨物とＵＬＤタイプ間の幾何学的構造に合わせて前記貨物を最適に積み込むように制御するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部と、を含み、前記ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部は、前記入力部を通じて入力される積み込む貨物に対する情報として、貨物アイテムＥＤＩ情報、航空貨物運送状（Ａｉｒ  Ｗａｙｂｉｌｌ）情報、及びＵＬＤタイプ情報を処理する入力データ処理部と、前記貨物アイテム及びＵＬＤタイプを基本オブジェクトに設定して、前記貨物と前記ＵＬＤの幾何学的構造に基づいて、複数の前記貨物を複数の前記ＵＬＤ内に積み込む最適化を実行するために予め設定された制約条件を満足するように処理してプログラミングする貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部と、前記貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部で処理された多様な制約条件を満足させる貨物配置目標点を検索するためにＣＳＰ（制約充足問題）検索エンジンを実行するＣＳＰ検索実行部と、前記ＣＳＰ検索エンジンが検索完了した目標点に対する情報を処理して出力データを形成して前記出力部に出力する出力データ処理部と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部は、前記貨物を直交座標でｘ、ｙ、ｚ軸方向に単位ユニットごとに移動させながら前記ＵＬＤ内の座標点位置を設定するＵＬＤ内貨物位置処理部と、前記貨物のＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向を直交座標に合わせて直角に回転させて前記ＵＬＤ内の座標点位置を設定する貨物回転処理部と、それぞれの前記貨物の頂点を比べて前記貨物が重ならない座標点位置を設定する貨物非重畳処理部と、前記ＵＬＤ内の各貨物の重量の合計がＵＬＤの重量制限を超えないように処理する貨物重量限界処理部と、特定貨物が積み込まれた時、前記特定貨物の上に積み込まれる他の貨物の重量が前記特定貨物が耐えられる荷重よりも大きくならないように処理する貨物処理部と、貨物を積み込む時、既に積み込まれた貨物とこれから積み込む貨物との重量に基づいて、貨物を全部積み込んだ時に前記ＵＬＤの重量中心が貨物底面の中心点と一致するように処理するＵＬＤ重量中心処理部と、前記ＵＬＤの片面が飛行機胴体に接する面を所定の傾斜角度でカットした傾斜面に基づいて貨物を前記ＵＬＤ内に配置させるＵＬＤ傾斜面処理部と、を含むのが望ましい。
【００１２】
前記ＣＳＰ検索実行部は、ＣＳＰ検索エンジン実行部及びＣＳＰ検索エンジンを含み、前記ＣＳＰ検索エンジン実行部は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）ＯＳ上あるいはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＯＳ上で実行されるために必要な多様なパラメーター値の入力を受けて前記ＣＳＰ検索エンジンを動作させ、前記ＣＳＰ検索エンジンは前記入力データ処理部で入力された貨物アイテムとＵＬＤタイプのインスタンスに基づいて、前記貨物パッキング多重制約条件同時処理部でプログラミングした多様な制約条件を満足する貨物配置目標点（貨物配置の位置）を検索するのが望ましい。
【００１３】
前記ＵＬＤ傾斜面処理部は、ヘッセ標準形（Ｈｅｓｓｉａｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｆｏｒｍ）を利用して前記直交座標の基準原点から前記傾斜面までの距離計算を実行するのが望ましい。
【００１４】
前記貨物入力データ処理部はＥＤＩ形式の貨物アイテムＥＤＩ情報を処理して、前記貨物アイテムＥＤＩ情報は貨物の幾何学的なサイズに関わる縦、横、高さ情報と、重量、出発地空港、到着地空港、及び最終目的地住所とが含まれることが望ましい。
【００１５】
一方、前記貨物出力データ処理部は、前記貨物に対するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み最適化処理結果を出力する出力データをファイル形式で保存するＵＬＤパッキングファイル出力部と、前記貨物に対するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み最適化処理結果を３次元グラフィック処理して画面上に出力するＵＬＤパッキング３Ｄグラフィック出力部と、を含むのが望ましい。
【００１６】
上記の目的を達成するためにの本発明の一態様による最適化方法は、人工知能検索技術により航空貨物をＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に最適に積み込むための航空貨物積み込み最適化方法であって、入力部、出力部、並びに貨物アイテムＥＤＩ情報及びＵＬＤタイプ情報が保存された保存部と、前記入力部で入力された貨物アイテムとＵＬＤタイプに基づいて、貨物とＵＬＤタイプ間の幾何学的構造に合わせて前記貨物を最適に積み込むように制御するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部と、を含み、前記ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部の入力データ処理部が、貨物アイテムＥＤＩ情報、航空貨物運送状（Ａｉｒ  Ｗａｙｂｉｌｌ）情報、及びＵＬＤタイプ情報の入力を受けて処理する第１段階と、前記ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部の貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部が、前記入力された貨物ＥＤＩ情報及びＵＬＤタイプ情報に基づいて前記貨物と前記ＵＬＤタイプ間の幾何学的関係に基づいて複数の前記貨物を前記ＵＬＤ内に最適に積み込むように予め設定された制約条件を満足するように処理してプログラミングする第２段階と、前記貨物パッキング多重制約条件同時処理部が、ＣＳＰ（制約充足問題）検索エンジンを動作させて、予め設定された多様な制約条件を満足する貨物配置目標点を探す第３段階と、前記ＣＳＰ検索エンジンの検索が完了すると、検索された貨物配置目標点を出力する第４段階と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記第２段階は、前記貨物を前記ＵＬＤ内のどの座標点に位置させるかを決めるため、前記貨物を直交座標のｘ、ｙ、ｚ軸方向に単位ユニットごとに移動させながら位置を設定するＵＬＤ内位置処理段階と、前記貨物を前記貨物のＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向が前記直交座標に合うように直角に回転させる回転処理段階と、それぞれの前記貨物の頂点を比べて複数の前記貨物が重ならないようにする非重畳処理段階と、前記ＵＬＤ内の前記貨物の重量の合計が前記ＵＬＤの重量制限を超えないようにする貨物重量制限処理段階と、前記貨物アイテムＥＤＩ情報に基づいて特定貨物が積み込まれた時にその上に積み込む他の貨物の重量が前記特定貨物が耐えられる荷重よりも大きくならないように設定する貨物積み込み処理段階と、前記貨物を前記ＵＬＤ内に積み込み完了した状態で前記ＵＬＤの重量中心が前記ＵＬＤの底面の中心点に一致する条件を満足させるように、前記貨物を積み込む時、既に積み込まれた貨物及び以後に積み込む貨物の重量を計算するＵＬＤ重量中心処理段階と、前記ＵＬＤの片面が飛行機胴体に接する面を所定の傾斜角度でカットした傾斜面に前記貨物が接しないように貨物の位置を計算する傾斜面処理段階と、を同時に実行するのが望ましい。
【００１８】
前記傾斜面処理段階は、ヘッセ標準形（Ｈｅｓｓｉａｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｆｏｒｍ）を利用して前記直交座標の基準原点と前記傾斜面までの距離計算を実行するのが望ましい。
【００１９】
一方、前記貨物入力データ処理部は、ＥＤＩ形式の貨物アイテムＥＤＩ情報を処理し、前記貨物アイテムＥＤＩ情報は、前記貨物の幾何学的なサイズに関わる横、縦、高さの情報と、重量、出発地空港、到着地空港、及び最終目的地住所とが含まれていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、多数の手荷物、貨物などをＵＬＤに積み込むために投入される労動力及び時間を画期的に減らし、また、ＵＬＤ数を最小化できる人工知能検索技術による航空貨物コンテナ（ＵＬＤ）に貨物積み込み最適化システム及びこれを利用したＵＬＤに航空貨物積み込み時の最適化方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるＵＬＤに航空貨物積み込み時の最適化システムの概略図である。
【図２】航空機に積み込まれる航空貨物積み込み用ＵＬＤの一例を示す写真である。
【図３】ＵＬＤ内に積み込まれた貨物の透視図である。
【図４】貨物が積み込まれた時の荷重処理図である。
【図５】直交座標で原点から傾斜面までの距離計算モデルを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態によるＵＬＤへの航空貨物積み込み最適化システムの動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の特徴、効果、及びそれを達成する方法は、図面とともに詳細に後述する実施形態を通じて説明する。しかし、本発明は本明細書で説明する実施形態に限定されず、他の形態でも具現できる。なお、本実施形態は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できるように詳しく説明するために提供される。
【００２３】
図面において、本発明の実施形態は図示された特定の形態に限定されず、明確性を期するために誇張されたものである。また、明細書全体に亘って同一参照符号で示された部分は同一構成要素を表す。本明細書で「及び／または」と言う表現は前後に列挙された構成要素の中の少なくとも一つを含む意味で使用される。また、単数型は特に記載しない限り複数型を含む。また、本明細書で使用される「含む」または「含まれる」と記載された構成要素、段階、動作、及び素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作、素子、及び装置の存在または追加を意味する。
【００２４】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の説明に関わる公知の機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にすると判断される場合は、その説明を省略する。
【００２５】
本発明は、人工知能問題解釈方法の一つの与えられた制約条件を満足する最適な解を探すＣＳＰ（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  Ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｌｅｍ）アルゴリズムを利用して、ＵＬＤ内に積み込み可能な多様な形態の貨物を最大限多く積み込める組み合わせを探し出す航空貨物積み込み最適化システム及び最適化方法を提供する。
【００２６】
制約充足問題（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ  ｐｒｏｂｌｅｍ、ＣＳＰ）は、複数の制約条件を満たす状態を探し出す数学問題を指す。通常ＣＳＰは、問題の解が、与えられた制約条件を満足する形態で定義される種類の問題を称し、高度の複雑性を見せるので、適正な時間内で問題を解くためには、全体サーチ空間を探索するよりはヒュリスティックな手法と各問題に適合した組み合わせ最適化技法とを組み合わせる必要がある。
【００２７】
制約充足問題をコンピュータープログラミングで処理することを、制約プログラミング（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）と言う。これは変数をどのような制約の形態に記述して、これらの変数との関係に対してプログラミングを行う体系である。制約プログラミングは、選言的プログラミング方式を利用して、目標状態に到逹するための解法を探す特性だけを与えれば、これに必要な手順実行を内部で行う方式である。
【００２８】
制約プログラミングで利用する制約条件は多様である。制約充足問題（例えば、“Ａ  ｏｒ  Ｂ  ｉｓ  ｔｒｕｅ”）で利用する方式もあり、一次不等式（ｌｉｎｅａｒ  ｉｎｅｑｕａｌｉｔｉｅｓ）（例えば、“ｘ＜＝５”）のような方式もある。
【００２９】
制約プログラムは、制約論理プログラミング（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  ｌｏｇｉｃ  ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）の形態で表現される場合が多い。すなわち、ある目標状態に到逹するために、与えられた論理的条件を全て満足するドメイン（全体空間）の与えられた空間を全て検索して目標を探し出すことは、制約ソルバー（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  ｓｏｌｖｅｒ）という下部エンジンによって実行される。
【００３０】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態によるＵＬＤへの航空貨物積み込み最適化システムを示す概略図である。図１に示すように、本実施形態によるＵＬＤへの航空貨物積み込み最適化システムは、貨物アイテムＥＤＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄａｔａ  ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）情報及びＵＬＤタイプ情報を入力するための入力部（１）、出力部（３）、貨物アイテムＥＤＩ情報及びＵＬＤタイプ情報が保存される保存部（４）と、入力部で入力された貨物アイテム及びＵＬＤタイプの情報に基づいて、貨物とＵＬＤタイプ間の幾何学的構造に合わせて最適に積み込むように制御するＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部（２）を含む。
【００３２】
ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部（２）は、入力データ処理部（２１）、出力データ処理部（２２）、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）、ＣＳＰ検索実行部（２４）を含む。
【００３３】
入力データ処理部（２１）は、貨物アイテムＥＤＩ情報処理部（２１ａ）と、航空貨物運送状（Ａｉｒ  Ｗａｙｂｉｌｌ）情報及びＵＬＤタイプ情報を処理するＵＬＤタイプ情報処理部（２１ｂ）を含み、貨物に関する情報を電子文書形式のＥＤＩ情報で入力を受信し、積み込む対象であるＵＬＤタイプ情報の入力を受信して処理する。
【００３４】
入力データ処理部（２１）の貨物アイテムＥＤＩ情報処理部（２１ａ）は、より具体的な一例に対応する貨物の情報を電子文書形式のＥＤＩ情報での入力を受信する。また、ＵＬＤタイプ情報処理部（２１ｂ）は、この貨物アイテムを積み込む対象であるＵＬＤタイプがどれなのかに関する情報の入力を受信する。
【００３５】
通常、このＵＬＤタイプは、貨物アイテムを運送する航空機によって決定され、該当航空会社ホームページに表示されている。
【００３６】
すなわち、入力データ処理部（２１）の貨物アイテムＥＤＩ情報処理部（２１ａ）が貨物アイテムに対するインスタンス情報を、ＵＬＤタイプに関するインスタンス情報をＵＬＤパッキングプログラムが入力を受ける。
【００３７】
出力データ処理部（２２）は、ＵＬＤパッキング処理部（２２ａ）、ＵＬＤパッキンググラフィック処理部（２２ｂ）を含む。
【００３８】
出力データ処理部（２２）は、ＣＳＰ検索エンジンの検索が完了すると、ＣＳＰ検索エンジンが検索した最終目標点（貨物配置位置）に対する情報を出力する。
【００３９】
ＣＳＰ検索実行部（２４）は、ＣＳＰ検索エンジン実行部（２４ａ）と、ＣＳＰ検索エンジン（２４ｂ）を含み、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部でプログラミングした多様な制約条件を満足する貨物配置目標点を検索するためにＣＳＰ（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  Ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｌｅｍ）検索エンジンを実行する。
【００４０】
ＣＳＰ検索は、人が実行する体系的な検索（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ｓｅａｒｃｈ）を效果的に行えるようにして検索空間を減らす方法である。すべてのツリー（Ｔｒｅｅ）を使って検索する一般的な検索よりも、制約条件をおいて条件を満足しないツリー（Ｔｒｅｅ）の枝は検査しないので時間的に実行能力が向上する。また、ＣＳＰ検索はある問題に対して制約条件を変えてくれれば問題が解決できる特徴を持つ。
【００４１】
ＣＳＰ検索実行部（２４）は、入力データ処理部（２１）に入力された貨物アイテム及びＵＬＤタイプのインスタンスを元に、貨物とＵＬＤタイプ間の幾何学的構造に合わせて最適に積み込むために、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）でプログラミングされた多様な制約条件を満足する貨物配置目標点（貨物配置位置）を検索するためにＣＳＰ検索エンジン（２４ｂ）を実行する。
【００４２】
従って、ＣＳＰ検索エンジン実行部（２４ａ）は、ＣＳＰ検索エンジン（２４ｂ）をＬｉｎｕｘ（登録商標）ＯＳ上あるいはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＯＳ上で実行するために必要なシェルコマンド及び実行に必要な多様なパラメーター値を入力して実行する。
【００４３】
本発明の貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）は、ＵＬＤパッキングプログラムで実現され、予め設定された制約条件を満足するように処理して、できる限りすべての貨物をＵＬＤに積み込むように処理するようにプログラミングする。また、予め設定された制約条件の一部である使用者要求制約条件として、貨主が要請したパッキング規則（例えば、ある貨物はある貨物と同じＵＬＤ内に入れるなどの要求事項）が満足されるように処理するプログラムである。
【００４４】
また、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）は、貨物アイテムとＵＬＤとを基本オブジェクトにしており、貨物が持つ幾何学的構造とＵＬＤが持つ幾何学的関係とを基本的に考慮して、多重貨物（複数の貨物）を多重ＵＬＤ（複数のＵＬＤ）内に積み込む最適化の実行において、多様な制約条件を論理的数式で表現するプログラムである。
【００４５】
すなわち、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）は、該当のＵＬＤタイプの幾何学的構造及び貨物アイテムの幾何学的構造に基づいて位置を設定し、貨物を回転させてより最適化された位置を設定して、貨物間が重ならないように位置を設定し、重量限界に基づいて、貨物を垂直に積み込められるか否かを判定して、すべての貨物をＵＬＤ内に積み込んだ時に、ＵＬＤの重量中心が中央になるように多様な制約条件を満足させる最終目標点を探すプログラミングを実行する。
【００４６】
このために、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）は、貨物アイテムをＵＬＤ内に配置する時、多様な制約条件を処理するため、貨物をＵＬＤ内のどの座標点に位置させるべきなのかを演算処理するＵＬＤ内貨物位置処理部（２３ｂ）、貨物をｘ、ｙ、ｚ軸に対して回転しながら、貨物のＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向を直交座標に合わせて直角回転させる貨物回転処理部（２３ｃ）、幾何学的構造で貨物が重ならないように、それぞれの貨物の頂点を比べて貨物が重ならないように演算処理する貨物非重畳処理部（２３ｄ）、ＵＬＤが有する重量制約条件を満足させるためにＵＬＤ内の貨物の重量のすべての合計がＵＬＤの重量制限を超えないように演算処理する貨物重量限界処理部（２３ｅ）、貨物ＥＤＩ情報に基づいて特定貨物が積み込まれた時、その上に積み込む他の貨物の重量が特定貨物が耐えられる荷重よりも大きくならないように演算処理する貨物積み込み処理部（２３ｆ）、貨物を全部積み込んだ状態でＵＬＤの重量中心制約条件を演算処理するＵＬＤ重量中心処理部（２３ｇ）、及びＵＤＬ傾斜面処理部（２３ｈ）を含む。
【００４７】
次に、各処理のための制約条件をより詳しく説明する。
【００４８】
全体費用関数処理部（２３ａ）は、貨物がＵＬＤ内に入れる時全体的に適用される制約条件としてコスト関数（費用関数）関連制約条件を処理する。
【００４９】
費用関数は、貨物をＵＬＤに積み込みことができない時の費用（専門用語としてオフロード（ｏｆｆｌｏａｄ）費用ともいう）と、貨主（Ｌｏａｄ  Ｍａｓｔｅｒ）が要請したパッキング規則や要求事項（専門用語としてソーティング（ｓｏｒｔｉｎｇ）ポリシーともいう）とを守ることができなかった時の罰点を加えた値が最小になるようにする制約条件である。
【００５０】
ＵＬＤ内貨物位置処理部（２３ｂ）は、貨物（Ｉｔｅｍ：Ｉ）をＵＬＤ（Ｕ）内でどの座標点に位置させるべきかを決めるため、貨物を直交座標でｘ、ｙ、ｚ軸方向に単位ユニットごとに移動しながら位置を配置する処理を実行する。
【００５１】
３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ直交座標系に貨物とＵＬＤとが存在する場合、一つの貨物はＵＬＤ内に入れられるサイズよりも小さくなければならず、貨物はＵＬＤ内部に存在しなければならない。その有効性判断は貨物の各頂点の座標がＵＬＤ内部なのか否かで判別する。
【００５２】
ＵＬＤ内貨物位置処理部（２３ｂ）は、貨物を直交座標でｘ、ｙ、ｚ軸方向に単位ユニットごとに移動しながら位置を設定する。単位ユニット長さは、例えば、１ｃｍ、２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍなどの長さで定義される。この長さは最適化段階で現実に合わせて演算量と時間などを考慮して決定される。
【００５３】
このような条件を一例のプログラムで表現すると、下記の数１のように表される。
【００５４】
【数１】
2020087475.tif 000003
【００５５】
貨物回転処理部（２３ｃ）は、貨物をｘ、ｙ、ｚ軸に対して回転しながら貨物のＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向を直交座標に合わせて直角に回転させる。
【００５６】
貨物回転処理部（２３ｃ）は、貨物をどのようにＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向を回転しながら積み込むべきなのかを処理（計算）する。
【００５７】
貨物は、基本的に横たえたり、覆すなどの回転が可能である。貨物の回転状態によって貨物が占めるｘ、ｙ、ｚ軸上の範囲が変わる。
【００５８】
ここで、貨物を回転させる時、貨物のサイズが一番大きいものを先に回転させるのが全体的に影響力が一番大きい。従って、大きい貨物から回転させる方法を最適化のために試みるのが望ましい。
【００５９】
貨物の回転（ローテーション）をＲとすると、本発明では貨物のＸ、Ｙ、Ｚ軸の方向を直交座標に合わせて直角に回転させる場合のみを考慮する。
【００６０】
Ｘ、Ｙ、Ｚが基本位置だと仮定する時、Ｒ＝｛ＸＹＺ、ＸＺＹ、ＹＸＺ、ＹＺＸ、ＺＸＹ，ＺＹＸ｝方向に６種類が可能になる。例えば、ＸＺＹは、貨物のＸ軸を中心に９０度回転したものである。この場合、図５で貨物のＹ軸がＵＬＤのｚ軸と一致することを表す。
【００６１】
このような条件を一例のプログラムで表現すると、下記の数２のように表される。
【００６２】
【数２】
2020087475.tif 000004
【００６３】
貨物非重畳処理部（２３ｄ）は、幾何学的構造で貨物が重ならないようにする位置をどのように指定するべきなのかを処理（計算）する。
【００６４】
一つのＵＬＤ内部に積み込む貨物は、互いに重ならないようにしなければならない。それぞれの貨物の頂点を比べることで貨物が重ならないように位置を制約する。
【００６５】
このような条件を一例のプログラムで表現すると、下記の数３のように表される。
【００６６】
【数３】
2020087475.tif 000005
【００６７】
例えば、二つの貨物ｉ、ｊがＵＬＤ内に積み込まれている時、この二つの貨物の位置は重ならない。
【００６８】
図３を参照すると、貨物ｉのＡ（前、下、左側）頂点位置をＡ（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）とする時、この貨物のＢ（後、上、右側）頂点位置をＢ（ｘｉ’、ｙｉ’、ｚｉ’）だとする。この二つの貨物が重ならない条件はｘ軸に対してｉがｊよりも前にあるか（ｘｉ’  ｌｅｓｓ−ｔｈａｎ  ｘｊ）、あるいは、ｊがｉよりも後にある時（ｘｊ’ｌｅｓｓ−ｔｈａｎ  ｘｉ）である。
【００６９】
３次元空間で二つの貨物はｘ、ｙ、ｚ軸に対してこのような条件を満足すると、重ならない。
【００７０】
貨物重量限界処理部（２３ｅ）は、各ＵＬＤが持つ重量制約条件をどのように満足するべきなのかを処理（計算）する。各ＵＬＤはその種類ごとに重量制限が存在する。
ＵＬＤに貨物を積み込む時、貨物の重量のすべての合計はＵＬＤの重量制限を超えないように制約する。
【００７１】
このような条件を一例のプログラムで表現すると、下記の数４のように表される。
【００７２】
【数４】
2020087475.tif 000006
【００７３】
貨物積み込み処理部（２３ｆ）は、貨物の上に他の貨物を乗せなければならない場合、積み込み（ｓｔａｃｋｉｎｇ）制約条件を満足する解法を処理（計算）する。
【００７４】
貨物は、その内容物によって貨物が耐えられる荷重が制限される。貨物の内容物が割れやすい物なのか堅い物なのかによって貨物が耐えられる荷重が決定される。特定貨物が積み込まれた時、その上に積み込む他の貨物の重量が耐えられる荷重よりも大きくならないように制約する。
【００７５】
この耐えられる荷重はその貨物のＥＤＩ情報を基にする。
【００７６】
一つのＵＬＤ内に複数の貨物を積み込む時、一つの貨物は他の貨物の上に積み込むことになる。特定貨物が積み込まれた時、その上に積み込む他の貨物の重量を、特定貨物の耐えられる荷重よりも大きくならないように制約する。
【００７７】
このような制約条件を一例のプログラムで表現すると、下記の数５のように表される。
【００７８】
【数５】
2020087475.tif 000007
【００７９】
もちろん、ある貨物上に他の貨物を積んで、この貨物をさらに他の貨物の上に積み込む方式の多重階層の貨物積み込みを考慮しなければならない。
【００８０】
図４に示すように、ＵＬＤ内で、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤの４個の貨物が垂直に積まれているとする。この時、下の貨物の頂点が受ける荷重は、図４に示すようにモデリングされる。
【００８１】
すなわち、Ａ貨物の自重が１００ｋｇなので、Ｂ貨物は自重２００ｋｇを合わせて全体荷重が３００ｋｇである。これがＣ及びＤに適用される時は、長さに比例して分けられ、１００ｋｇがＣに付加され、２００ｋｇがＤに付加される。
【００８２】
ＵＬＤ重量中心処理部（２３ｇ）は、貨物を全部積み込んだ時に、ＵＬＤの重量中心が一方のコーナーに傾かないで、できる限りＵＬＤの下の中心点に一致させる条件を処理（計算）する。
【００８３】
貨物を積み込んだＵＬＤの重量中心を、片方に傾かないで中心点と一致するようにすると、ＵＬＤをフォークリフトで運搬する時、航空機内搭載時、及び荷役時に安定性が高められる。
【００８４】
従って、本発明のＵＬＤ重量中心処理部（２３ｇ）は、貨物を積み込む時、その貨物の重量と既に積み込まれた貨物及びこれから積み込む貨物の重量とを考慮して、ＵＬＤの重量中心が取れる位置に積み込むようにモデリングする。直交座標で、ＵＬＤの（前左側の下）から、（後右側の下）に中心点ができるだけ近くなるようにモデリングする。
【００８５】
安全性を保つために貨物を積んだＵＬＤの重量中心が片方に傾かずに中心点に一致するようにしなければならない。貨物を積み込む時、その貨物の重量、既に積み込まれた貨物、及びこれから積み込む貨物の重量を考慮してＵＬＤの重量中心が取れる位置に積み込むように制約する。
【００８６】
このような制約条件を一例のプログラムで表現すると、下記の数６のように表される。
【００８７】
【数６】
2020087475.tif 000008
【００８８】
ＵＬＤ傾斜面処理部（２３ｈ）は、貨物をＵＬＤの片面が飛行機胴体に接する面を傾斜角度でカットしたエッジカット面（傾斜面）を考慮して貨物をＵＬＤ内に配置させる。この時、各貨物ごとにＵＬＤの傾斜面から一番近い点を計算してその点が傾斜面を脱しないように制約する。この時、原点からＵＬＤの傾斜面（エッジカット面）の任意の点までの距離が分かれば、どのぐらいの貨物を入れられるのかが分かるようになる。
【００８９】
ＵＬＤ傾斜面処理部（２３ｈ）は、直交座標で原点から傾斜面までの距離計算時に、ヘッセ標準形（Ｈｅｓｓｉａｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｆｏｒｍ）を利用して処理（計算）する。
【００９０】
具体的に、図２及び図３を参照すると、ＵＬＤは正方形の直方体で飛行機胴体（３０）の中に入れる時、胴体断面が丸い原型なので、ここに接する片方の面を傾斜面でカットした５角形の形態をしているか、両方面をカットした形態をしているのが普通である。
【００９１】
従って、このようにカットされた傾斜面内部に貨物を入れる時はこのカット面を考慮して貨物の積み込みをしなければならない。
【００９２】
ＵＬＤのカット面を表す数式は、直交座標で原点（０、０、０）からこのカットされた面の任意の点までの距離を計算しなければならない。この計算式はヘッセ標準形（Ｈｅｓｓｉａｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｆｏｒｍ）を通じて得られる（図５参照）。
【００９３】
従って、貨物をＵＬＤの傾斜面に入れる時、貨物の頂点の位置がこの傾斜面よりも内側に位置するようにする制約条件を与えて、これを満足するように貨物の位置を指定する。
【００９４】
直交座標で原点から傾斜面までの距離計算に対するヘッセ標準形（Ｈｅｓｓｉａｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｆｏｒｍ）の数式を説明すると、下記の式１〜式３のように表される。
【００９５】
平面を表す一般式は式１であり、単位ノーマルベクターは式２で定義する。
【数７】
2020087475.tif 000009
【数８】
2020087475.tif 000010
【００９６】
平面をヘッセ標準形の式で表すと下記の式３で表され、ｐは原点から平面までの距離である。
【数９】
2020087475.tif 000011
【００９７】
図５を参照すると、上述したヘッセ標準形によって、原点から傾斜面（平面Ｅ）（６０）上の任意の点Ｑ（６３）までの距離であるベクターｒｓ（６２）が計算できる。すなわち、原点からＵＬＤの傾斜面（カット面）の任意の点までの距離を計算して、どのぐらいの貨物を入れられるのかが判断できる。
【００９８】
一方、ＣＳＰ検索実行部（２４）のすべての制約条件によって検索を実行した結果処理が完了する場合、ＣＳＰ検索エンジン（２４ｂ）が検索した最終目標点に関する情報が出力データ処理部（２２）を通じて２つの形式で出力される。
【００９９】
第１に、ＵＬＤパッキング処理部（２２ａ）は、パッキングされたＵＬＤのエクセルファイルを作成する。第２に、ＵＬＤパッキンググラフィック処理部（２２ｂ）は、この作成されたエクセルファイルを視覚的により分かりやすく理解されるように、グラフィック処理する。例えば、ＵＬＤパッキンググラフィック処理部（２２ｂ）は、ＵＬＤ内に貨物が装着された半透明グラフィックを作成して画面上に出力する。
【０１００】
また、ＵＬＤパッキング処理部（２２ａ）は、ＥＤＩ文書フォーマットで保存及び出力し、ＵＬＤパッキンググラフィック処理部（２２ｂ）は、リアルタイムで肉眼確認ができるようにグラフィック画面上に３Ｄグラフィックで出力したりする。特に、３Ｄグラフィックの場合は、ＵＬＤの片方を基準に３６０度回転させながらＵＬＤ内に含まれた貨物を肉眼で見ながら確認できる利便性が提供できる。
【０１０１】
次に、図６を参照しながら、本発明の一実施形態によるＵＬＤへの航空貨物積み込み最適化システムの処理方法について説明する。
【０１０２】
先ず、入力部（１）で貨物ＥＤＩ情報及びＵＬＤタイプ文書が手動入力される。それによって、ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部（２）の貨物アイテムＥＤＩ情報処理部（２１ａ）に処理しなければならない貨物情報が入力される。また、ＵＬＤタイプ情報処理部（２１ｂ）には、どのタイプのＵＬＤに積み込むのかに関する情報が入力される（Ｓ１段階）。
【０１０３】
この時、Ｓ１段階でＣＳＰ検索エンジン（２４ｂ）が貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）のプログラムでプログラミングされた数十個の制約条件を満足させるための検索実行の準備を完了する。
【０１０４】
この時、ＣＳＰ検索実行部（２４）のＣＳＰ検索エンジン（２４ｂ）は、特定オブジェクトのインスタンスが入力されると、この値を利用して具体的なインスタンス値に基づいて検索を実行する。このインスタンス値として貨物アイテムとＵＬＤタイプとの２種類がある。まず、貨物アイテムＥＤＩ情報処理部（２１ａ）に、処理しなければならない貨物情報が入力される。この貨物情報は通常貨主からのＥＤＩ形式の文書で入力される。
【０１０５】
このＥＤＩ文書には貨物に関する具体的な内容が含まれている。貨物の幾何学的なサイズに関わる横、縦、高さ情報と、重量、出発地空港、到着地空港、最終目的地住所など詳細情報が含まれている。
【０１０６】
Ｓ２段階で、入力データ処理部（２１）は、同一出発地から出発して到着地まで一緒にあるいは別途に運送される貨物アイテムを１次グルーピングする。
【０１０７】
すなわち、このＥＤＩ情報から同一出発地から出発して到着地まで一緒にあるいは別途に運送される貨物アイテムを１次グルーピング（ｇｒｏｕｐｐｉｎｇ）し、このようにグルーピングされた貨物を同一ＵＬＤあるいは異なるＵＬＤに積み込まなければならない条件を適用する。
【０１０８】
Ｓ３段階で、ＵＬＤタイプ情報処理部（２１ｂ）に、どのＵＬＤタイプに積み込むのかに関する情報が入力される。すなわち、航空会社で貨主が運送を要請した空港まで航空機を割り当てると、この航空機に搭載可能なＵＬＤの形態（タイプ）を決める。このように決定されたＵＬＤタイプの中から貨主（Ｌｏａｄ  Ｍａｓｔｅｒ）が当日どのＵＬＤタイプを搭載するのかを指定すると、ＵＬＤタイプ情報処理部（２１ｂ）は貨物アイテム及びＵＬＤタイプに関する具体的なインスタンス値を確定する。
【０１０９】
Ｓ４段階で、貨主から入力部（１）を通じて制約条件を入力を受ける。
【０１１０】
このようにグルーピングされた貨物アイテムに対して、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）のプログラムで、より具体的な制約条件を適用してＵＬＤ内に位置を設定する過程が実行される。
【０１１１】
Ｓ５段階で、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）は、以下に列挙する複数の主要制約条件を同時に満足するように処理する個別サブプログラム（Ｔ１〜Ｔ７）を構成する。
【０１１２】
ＣＳＰ方式のプログラムではこれらのサブプログラムが順次に実行されるのではなく、一つのツリーでこれらの制約条件を全部満足する目標点（貨物配置目標点）が同時並列に処理される。
【０１１３】
従って、一つの段階が実行されてその結果を次段階で処理する順次処理方式で表現するのは難しい。従って、多重制約条件満足プログラミング（２００）という代表段階を実行して、その内部に複数のサブプログラム段階（Ｔ１〜Ｔ７）を同時実行するのが望ましい。ＣＳＰソルバー（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ  ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ  ｐｒｏｂｌｅｍ（ＣＳＰ）  ｓｏｌｖｅｒｓ）は、このすべての制約条件を満足する目標位置を探すためにツリー検索を行う。
【０１１４】
サブプログラムの中のＴ１で、全体費用関数処理部（２３ａ）は、貨物をＵＬＤ内に入れる時、全体的に適用される制約条件としての費用関数であり、この費用関数は貨主が要請したパッキング規則や要求事項（ｓｏｒｔｉｎｇポリシーともいう）が守れなかった時の罰点を足した値と、貨物をＵＬＤに積み込めなかった時の費用（オフロード費用ともいう）が最小になる費用制約条件を処理（計算）する。
【０１１５】
すなわち、本発明によるＵＬＤパッキングプログラムは、すべての貨物を可能なＵＬＤに積み込むように努力して、また、貨主が要請したパッキング規則（例えば，「ある貨物は他の貨物と同一ＵＬＤ内に入れなさい」などの要求事項）をできる限り守らなければならない制約条件を満足するために、できる限りすべてのツリー検索を試みる。
【０１１６】
サブプログラムの中のＴ２では、ＵＬＤ内貨物位置処理部（２３ｂ）が、どの貨物アイテムがＵＬＤ内のどの座標に位置させるべきか、またどのようにこの貨物をｘ、ｙ、ｚ軸方向に回転させて位置させることが最適かを総合的に評価して貨物配置目標点を全部探し出す。
【０１１７】
例えば、すべての貨物のｘ、ｙ、ｚ座標を１ｃｍごとに変えながら全部試みる。貨物座標を変えながら回転させるプログラムは公知の技術なので詳細な説明は省略する。
【０１１８】
サブプログラムの中のＴ３は、貨物回転処理部（２３ｃ）が一つの貨物アイテムをｘ、ｙ、ｚ軸に対して回転させて制約条件を満足しながら個別貨物が占める空間位置を最適に探し出すための処理をする段階である。貨物をｘ、ｙ、ｚ軸を中心に回転させながら可能なすべての組み合わせを試みて検索を行う。
【０１１９】
サブプログラムの中のＴ４は、貨物非重畳処理部（２３ｄ）が一つのアイテム貨物とほかのアイテム貨物が幾何学的空間内で重ならないという制約条件を満足しながら個別貨物が占める空間位置を探し出すための処理段階である。
【０１２０】
サブプログラムの中でＴ５は、貨物重量限界処理部（２３ｅ）が貨物重量限界制約条件として、貨物アイテムがＵＬＤ内に積み込まれる時、貨物重量の合計がＵＬＤ個別重量限度を満たすための処理段階であり、航空法上で一つのＵＬＤ内に入れられる個別貨物の最大重量も含む。
【０１２１】
例えば、放射性物質や、ドライアイスのような気体は包装材を除いた純内容物の重量が航空法に明示されており、これを遵守しなければならない必要もある。
【０１２２】
サブプログラムの中のＴ６は、貨物積み込み処理部（２３ｆ）が貨物積み込み制約条件を遵守する位置を検索する。
【０１２３】
貨物積み込み制約条件は、貨物をＵＬＤ内の各層に積み込む時に、上段貨物の重量を下段貨物及び包装材が耐えられるようにするものである。
【０１２４】
例えば、貨物が３段に積み込まれる時は、最下段に搭載される貨物は上段の２個の貨物の総量が耐えられる条件を満足しなければならない。また、取り扱い注意（Ｆｒａｇｉｌｅ）と書かれている貨物の場合は、上段にほかの貨物を積み込めないので、このような貨物は最上段に積み込む制約条件を満足するように検索が行わなければならない。
【０１２５】
サブプログラムの中のＴ７は、ＵＬＤ重量中心処理部（２３ｇ）が貨物を全部ＵＬＤ内に積み込みが完了した状態でＵＬＤの重量中心が端に傾かないで、できるだけ底面の縦横平面の中心点に位置するようにする制約条件である。
【０１２６】
サブプログラムの中のＴ８は、ＵＬＤ傾斜面処理部（２３ｈ）が貨物をＵＬＤの傾斜面に入れる時、貨物の頂点の位置がこの傾斜面より内側に位置するようにする制約条件である。
【０１２７】
入力された貨物アイテム、ＵＬＤタイプ、及び上述した制約条件に対して、ＵＬＤパッキングプログラムを作成する。
【０１２８】
Ｓ６段階では、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）でプログラミングされた多数の主要制約条件を全部ＣＳＰ検索エンジン（２４ｂ）に入力して、検索全体空間（ドメイン）に対して目標状態を探すためのツリー検索を実行する。
【０１２９】
すなわち、入力された貨物を入力されたＵＬＤタイプに対して全部積み込めるように、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）でプログラミングされたすべての制約条件の内容に対して、ＣＳＰ検索実行部（２４）を通じて実行させる。
【０１３０】
ＣＳＰ検索エンジン実行部（２４ａ）は、実行のために貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）のプログラムと、ＣＳＰ検索エンジン実行のためのコマンド及びパラメーターとをＬｉｎｕｘ（登録商標）ＯＳあるいはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＯＳ上で実行させる。
【０１３１】
Ｓ７段階で、貨物アイテムパッキング多重制約条件同時処理部（２３）でプログラミングした上述の多数の主要制約条件が全部満足できる貨物配置目標点を探し出したか否かを判断する。ここで、すべての制約条件を満足させる貨物配置目標点を探し出した後、その結果をモニターに３Ｄグラフィック形式で表示し、保存する。この判断段階ですべての制約条件を満足させる貨物配置目標点を探せなかった場合、ツリー検索を続ける。
【０１３２】
判断結果として、Ｓ８段階で、ＵＬＤ内の貨物を配置する制約条件を全部満足する結果値を探し出した場合、ＵＬＤ内の貨物位置情報出力を、ＥＤＩ文書形式あるいはグラフィック形式で出力し、これを最終結果物として出力する。
【０１３３】
上述した最適化方法によれば、複数の手荷物、貨物などをＵＬＤに積み込むために投入される労動力及び時間を画期的に削減可能であり、また、ＵＬＤ個数が最小化できる。
【０１３４】
まず、航空貨物用ＵＬＤ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）への貨物積み込み最適化技術は、市場で要求される核心機能として、一つのＵＬＤ内にできるだけ多くの貨物を、各貨物が必要とする要求条件を満たしながら最大限多く搭載するものである。ＵＬＤ内により多くの貨物が搭載できる最適化ソフトウェアシステムの価値はより高い。
【０１３５】
上記のことから、ＵＬＤのカットされた角の外形形態を考慮する時、正方形ではなくＵＬＤの底面の面積が狭くて上部に上がるほど広くなる５角形構造、あるいは上部面積が狭くて、下部に下がるほど広くなる５角形構造を考慮して、一つのＵＬＤが耐えられる重量要求条件範囲内で貨物をこのような内部に最適化されるように、且つ最大限多い貨物を各貨物の要求条件を満足する状態で入れることが最大の効果を得られる。
【０１３６】
このような核心効果を裏付ける具体的な下位効果を以下に説明する。
【０１３７】
第１に、本発明では入力される貨物アイテムＥＤＩ情報及びＵＬＤタイプ情報を基に必要な労動力及びリソース（フォークリフト台数、作業員数、作業時間）などを既存方式よりも事前に正確に予測できる。
【０１３８】
第２に、特定貨物を特定空港に送逹するために入力された貨物情報文書（ＥＤＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄａｔａ  ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）、貨物の重量、縦横高さ、出発港、到着港、などの情報記録紙）に基づいて、これらの貨物を指定された航空機に合うＵＬＤタイプに対してパッキング時に必要な最小限のＵＬＤ数を結果として出力するシミュレーションを通じて、実際に物理的な作業を行う前に予め把握できる。これは既存方式ではできなかった新しい機能である。
【０１３９】
上述した本発明によれば、下記のような効果が提供可能である。
【０１４０】
第１に、貨物を積み込む飛行機胴体の断面を原型として、これに合わせるためにＵＬＤの形態が基本的に直方体の形状で、ＵＬＤが飛行機胴体に接する部分はコーナーがカットされている形態として全体的に正方形構造ではない５角形構造であり、搭載される貨物をこのコーナーに積み込むアルゴリズムを開発することで、ＵＬＤ内部空間を最大限活用して貨物の配置位置を最適化できる。
【０１４１】
第２に、複数の手荷物、貨物などをＵＬＤに積み込むために投入される労動力及び時間を画期的に削減し、また、ＵＬＤ個数を最小化できる。
【０１４２】
第３に、ＵＬＤ内への積み込み最大貨物の重量条件を満足しながら、貨物の重量中心をＵＬＤの下部の中心にするために、貨物の積み込み時に重量中心を取りながら航空貨物コンテナ（ＵＬＤ）に貨物を配置する位置を最適化することで、既存方式より貨物をより多く搭載できる。
【０１４３】
第４に、ＵＬＤ内に貨物を積み込む時、取り扱い注意（Ｆｒａｇｉｌｅ）貨物及び軽い貨物の下に重い貨物が積み込まれるように各貨物の重量を考慮して貨物の配置位置を最適化することで、貨物をより安全に搭載できる。
【０１４４】
以上、本発明の望ましい実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の技術範囲を逸脱せずに、当分野の通常の技術者によって多様に変更及び変形が可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１    入力部
２    ＵＬＤパッキング航空貨物積み込み処理部
３    出力部
４    保存部
２１    入力データ処理部
２１ａ    貨物アイテムＥＤＩ情報入力処理部
２１ｂ    ＵＬＤ形態（ｔｙｐｅ）情報入力処理部
２２    出力データ処理部
２２ａ    ＵＬＤパッキングファイル出力部
２２ｂ    ＵＬＤパッキンググラフィック出力部
２３    貨物アイテムパッキング多重制約条件満足同時処理部
２３ａ    全体費用関数処理部
２３ｂ    ＵＬＤ内貨物位置処理部
２３ｃ    貨物回転処理部
２３ｄ    貨物非重畳処理部
２３ｅ    貨物重量限界処理部
２３ｆ    貨物積み込み処理部
２３ｇ    ＵＬＤ重量中心処理部
２３ｈ    ＵＬＤ傾斜面処理部
２４    ＣＳＰエンジン実行部
２４ａ    ＣＳＰ検索エンジン実行部
２４ｂ    ＣＳＰ検索エンジン
３０    飛行機胴体
【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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