(57)【要約】      （修正有）【課題】積載率をより高くすることができる積み付けシステム及び積み付け配置決定方法を提供する。【解決手段】荷物情報及びトレーラ情報を前記積み付けシステム１００に入力するデータ入力部１と、前記荷物情報と前記トレーラ情報に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する積み付け計算部２と、前記積み付け計算部の結果に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置イメージを出力する結果出力部３とを備える。積み付けシステム１００が、荷物情報とトレーラ情報に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する、積み付け計算処理と、前記積み付けシステムが、前記積み付け計算処理の結果に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置イメージを出力する結果出力処理とを備える。【選択図】図１
2014151978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷物をトレーラに積み付ける際の前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する積み付けシステムであって、
荷物情報及びトレーラ情報を前記積み付けシステムに入力するデータ入力部と、
前記荷物情報と前記トレーラ情報に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する積み付け計算部と、
前記積み付け計算部の結果に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置イメージを出力する結果出力部と、を備え、
前記積み付け計算部は、
前記荷物の積み重ねパターンを複数列挙し、
複数の前記積み重ねパターンのうち、上下に他の荷物を積載できない前記積み重ねパターンを積載率の高い高効率積み重ねパターンとするとともに、上下に他の荷物を積載できる余地がある前記積み重ねパターンを悪条件積み重ねパターンとし、
前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターン間で荷物の入れ替えを行ってより前記積載率の高い前記積み重ねパターンが得られた場合には、当該より前記積載率の高い前記積み重ねパターンを選択し、
前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算する、積み付けシステム。
【請求項２】
前記積み付け計算部は、
前記積み重ねパターンのうち、最上段に他の荷物を積載できない前記積み重ねパターンが複数ある場合、前記積載率の高い前記積み重ねパターンを優先して前記高効率積み重ねパターンとする、請求項１に記載の積み付けシステム。
【請求項３】
前記積み付け計算部は、
前記積み重ねパターンが前記トレーラの荷台上に占める矩形の面積が同一である前記積み重ねパターンを同一のグループとし、
前記積み重ねパターンの前記グループのうち前記矩形の面積が大きい前記グループの前記積み重ねパターンを前記トレーラに配置すること、前記積み重ねパターンが配置された前記トレーラの左右方向の隙間が最小となるように、前記積み重ねパターンを前記トレーラに配置すること、前記トレーラに配置された前記積み重ねパターン全体の前記トレーラの長さ方向のサイズが最小となるように、前記積み重ねパターンを前記トレーラに配置すること、を条件として、前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算する、請求項１又は２に記載の積み付けシステム。
【請求項４】
前記積み付け計算部は、
前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算した後、前記平面配置において前記トレーラに配置された前記積み重ねパターン間の配置を入れ替えて、前記トレーラに配置された前記積み重ねパターン全体の前記トレーラの長さ方向のサイズがより小さくなる場合には、当該入れ替え後の平面配置を選択する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の積み付けシステム。
【請求項５】
荷物をトレーラに積み付ける際の前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する積み付けシステムにおける積み付け配置決定方法であって、
前記積み付けシステムが、荷物情報とトレーラ情報に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する、積み付け計算処理と、
前記積み付けシステムが、前記積み付け計算処理の結果に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置イメージを出力する結果出力処理と、を備え、
前記積み付け計算処理において、前記積み付けシステムは、
前記荷物の積み重ねパターンを複数列挙し、
複数の前記積み重ねパターンのうち、上下に他の荷物を積載できない前記積み重ねパターンを積載率の高い高効率積み重ねパターンとするとともに、上下に他の荷物を積載できる余地がある前記積み重ねパターンを悪条件積み重ねパターンとし、
前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターン間で荷物の入れ替えを行ってより前記積載率の高い前記積み重ねパターンが得られた場合には、当該より前記積載率の高い前記積み重ねパターンを選択し、
前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算する、積み付け配置決定方法。
【請求項６】
前記積み付け計算処理において、前記積み付けシステムは、
前記積み重ねパターンのうち、最上段に他の荷物を積載できない前記積み重ねパターンが複数ある場合、前記積載率の高い前記積み重ねパターンを優先して前記高効率積み重ねパターンとする、請求項５に記載の積み付け配置決定方法。
【請求項７】
前記積み付け計算処理において、前記積み付けシステムは、
前記積み重ねパターンが前記トレーラの荷台上に占める矩形の面積が同一である前記積み重ねパターンを同一のグループとし、
前記積み重ねパターンの前記グループのうち前記矩形の面積が大きい前記グループの前記積み重ねパターンを前記トレーラに配置すること、前記積み重ねパターンが配置された前記トレーラの左右方向の隙間が最小となるように、前記積み重ねパターンを前記トレーラに配置すること、前記トレーラに配置された前記積み重ねパターン全体の前記トレーラの長さ方向のサイズが最小となるように、前記積み重ねパターンを前記トレーラに配置すること、を条件として、前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算する、請求項５又は６に記載の積み付け配置決定方法。
【請求項８】
前記積み付け計算処理において、前記積み付けシステムは、
前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算した後、前記平面配置において前記トレーラに配置された前記積み重ねパターン間の配置を入れ替えて、前記トレーラに配置された前記積み重ねパターン全体の前記トレーラの長さ方向のサイズがより小さくなる場合には、当該入れ替え後の平面配置を選択する、請求項５乃至７の何れか一項に記載の積み付け配置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷物の積み付けシステム及び積み付け配置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トレーラの荷台に対して荷物を積み付ける場合、荷物のサイズを固定化したり簡易モデル化したりすることにより荷物の種類を少数に絞り込んでいた。例えば、特許文献１は、空港貨物輸送機や空港旅客機のパレットの積載効率等に基づいて、荷物のサイズを設計するための積載効率シミュレーションシステムを開示している。
また、多種類の荷物をトレーラの荷台に対して積み付ける場合には、荷物の組み合わせを事前に登録していた。
また、特許文献２は、荷物の組み合わせを荷物の積み付け高さに基づいて検討することを開示している。
また、特許文献３は、複数の荷物の重量及び荷姿を測定し、各荷物の密度を算出し、密度の高いものから積み付ける積み付け方法及び積み付けシステムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３５４１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２５２４４７号公報
【特許文献３】特開２００２−０２９６３１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、特許文献１に記載の技術では、任意の大きさの荷物を効率よく積み付けることが難しい。すなわち、特許文献１に記載の技術では、荷物の大きさが任意である場合に、積載率を向上することができない。また。特許文献２に記載の方法では、荷物の積み付け高さについてのみ組み合わせを検討するため、積載率が低いという問題がある。また、特許文献３に記載の方法では、荷物の密度に基づいて積み付けるため、積載率が低くなってしまう場合がある。さらに、荷物の組み合わせを事前に登録する場合、パレットの種類が多くなると登録する組み合わせの数が膨大となるため実用的ではない。また、パレットの種類の追加に柔軟に対応することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様にかかる積み付けシステムは、荷物情報及びトレーラ情報を前記積み付けシステムに入力するデータ入力部と、前記荷物情報と前記トレーラ情報に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する積み付け計算部と、前記積み付け計算部の結果に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置イメージを出力する結果出力部と、を備える。また、前記積み付け計算部は、前記荷物の積み重ねパターンを複数列挙し、複数の前記積み重ねパターンのうち、上下に他の荷物を積載できない前記積み重ねパターンを積載率の高い高効率積み重ねパターンとするとともに、上下に他の荷物を積載できる余地がある前記積み重ねパターンを悪条件積み重ねパターンとし、前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターン間で荷物の入れ替えを行ってより積載率の高い前記積み重ねパターンが得られた場合には、当該より積載率の高い前記積み重ねパターンを選択し、前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算する。
【０００６】
本発明の第２の態様にかかる積み付け配置決定方法は、積み付けシステムが、荷物情報とトレーラ情報に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置を計算する、積み付け計算処理と、前記積み付けシステムが、前記積み付け計算処理の結果に基づいて前記荷物の前記トレーラにおける配置イメージを出力する結果出力処理と、を備える。また、前記積み付け計算処理において、前記積み付けシステムは、前記荷物の積み重ねパターンを複数列挙し、複数の前記積み重ねパターンのうち、上下に他の荷物を積載できない前記積み重ねパターンを積載率の高い高効率積み重ねパターンとするとともに、上下に他の荷物を積載できる余地がある前記積み重ねパターンを悪条件積み重ねパターンとし、前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターン間で荷物の入れ替えを行ってより積載率の高い前記積み重ねパターンが得られた場合には、当該より積載率の高い前記積み重ねパターンを選択し、前記悪条件積み重ねパターン以外の前記積み重ねパターンの前記トレーラにおける平面配置を計算する。
【発明の効果】
【０００７】
積載率をより高くすることができる積み付けシステム及び積み付け配置決定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる積み付けシステムを説明するブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる積み付けシステムが出力する荷物のトレーラにおける配置イメージを説明する図である。
【図３】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み付け計算処理を説明するフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおけるデータ前処理を説明するフローチャートである。
【図５】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける荷物サイズの整数化を説明する図である。
【図６】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み重ねパターン作成処理を説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み重ねパターンの列挙を説明する図である。
【図８】実施の形態１にかかる悪条件積み重ねパターンと高効率積み重ねパターンとを説明する図である。
【図９】実施の形態１にかかる積み重ねパターン間の荷物の入れ替えを説明する図である。
【図１０】実施の形態１にかかる積み重ねパターン間の荷物の入れ替えを説明する図である。
【図１１】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み重ねパターンのトレーラにおける平面配置を計算する処理を説明するフローチャートである。
【図１２】実施の形態１にかかる積み重ねパターンがトレーラの荷台上に占める矩形の面積を説明する図である。
【図１３】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み重ねパターンのトレーラにおける平面配置を計算する処理を説明する図である。
【図１４Ａ】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み重ねパターンのトレーラにおける平面配置を計算する処理を説明する図である。
【図１４Ｂ】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み重ねパターンのトレーラにおける平面配置を計算する処理を説明する図である。
【図１４Ｃ】実施の形態１にかかる積み付けシステムにおける積み重ねパターンのトレーラにおける平面配置を計算する処理を説明する図である。
【図１５】実施の形態１にかかる積み付けシステムの積み付け計算部が計算した平面配置においてトレーラに配置された積み重ねパターン間の配置の入れ替えを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１にかかる積み付けシステム１００を説明するブロック図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる積み付けシステム１００は、データ入力部１、積み付け計算部２、結果出力部３を備える。
また、積み付けシステム１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit；図示省略）等を備えるコンピュータ（図示省略）等である。そして、ＣＰＵが、積み付けシステム１００の各種機能を実現するためのプログラムを実行することにより、積み付けシステム１００の各種機能が実現する。具体的には、積み付けシステム１００が、積み付け配置決定方法を実施することができる。積み付け配置決定方法とは、荷物３００をトレーラ２００に積み付ける際の当該荷物３００の当該トレーラ２００における配置を計算する方法である。
【００１０】
データ入力部１は、荷物情報及びトレーラ情報を積み付けシステム１００に入力する。データ入力部１は、キーボード、タッチパネル等で構成され、操作者がデータ入力部１を操作して荷物情報及びトレーラ情報を積み付けシステム１００に入力してもよい。また、データ入力部１は、各種画像取得手段、各種計測手段等を備えて、画像取得手段や計測手段等が取得したデータに基づいて荷物情報及びトレーラ情報を生成し、当該荷物情報及びトレーラ情報を積み付けシステム１００に入力してもよい。
ここで、荷物情報とは、荷物３００のサイズ及び荷物３００の重量、荷物３００の制約条件、荷物３００の積み重ね性条件等である。なお、荷物３００のサイズとは、荷物３００の外寸の長さ、横幅、高さ等である。また、荷物３００の制約条件とは、例えば、「異なる拠点に集荷される荷物３００同士の積み重ね不可」、「同一の拠点に配送される荷物３００はトレーラ２００の左右どちらかに集める」等である。また、荷物３００の積み重ね性条件とは、上下に積み重ねてよい荷物３００同士についての情報である。
また、トレーラ情報とは、トレーラ２００のサイズ、トレーラ２００の荷重制約等である。なお、トレーラ２００のサイズとは、トレーラ２００の内寸の長さ、横幅、高さ等である。また、トレーラ２００の荷重制約とは、トレーラ２００の最大総荷重である。
【００１１】
積み付け計算部２は、荷物情報とトレーラ情報に基づいて荷物３００のトレーラ２００における配置を計算する。当該積み付け計算部２が行う具体的な処理については後述する。
結果出力部３は、積み付け計算部２の計算結果に基づいて荷物３００のトレーラ２００における配置イメージを出力する。図２に、結果出力部３が出力する配置イメージの一例を示す。図２に示すように、例えば、トレーラ２００の長さ方向の位置、幅方向の位置、高さ方向の位置を、それぞれ、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標で表し、各荷物３００が配置される位置は、当該Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を用いて表されている。また、各荷物３００には、識別番号（ＩＤ）が割り振られている。そして、配置イメージには、当該荷物３００の識別番号（ＩＤ）と、当該荷物３００が回転されるのか（回転）、回転されないのか（非回転）についての情報と、各荷物３００が配置される位置と、が対応付けられて表示されている。
【００１２】
図３に、積み付け計算部２における積み付け計算処理を説明するフローチャートを示す。図３に示すように、積み付け計算部２は、データ前処理を行い（ステップＳ１）、荷物３００の積み重ねパターン（タワーパターン）３０１を作成し（ステップＳ２）、積み重ねパターン３０１の平面配置を計算し（ステップＳ３）、平面配置における積み重ねパターン３０１の調整を行う（ステップＳ４）。
ここで、データ前処理とは、ステップＳ２〜ステップＳ４における計算を高速に行えるようにするための事前の計算を行う。より詳細な説明は後述する。また、積み重ねパターン３０１とは、荷物３００をトレーラ２００の高さ方向に積み重ねたものを意味する。そして、積み重ねパターン３０１の平面配置とは、トレーラ２００の荷台に、ステップＳ２において作成された積み重ねパターン３０１を並べたものを意味する。
なお、積み付け計算部２がステップＳ１〜ステップＳ４の処理を行った結果、トレーラ２００に積み付けられない荷物３００は、トレーラ２００に乗りきらない荷物３００として、例えば、結果出力部３が出力する配置イメージにおいて表示される。
【００１３】
図４に、図３のステップＳ１のデータ前処理について説明するフローチャートを示す。図４に示すように、積み付け計算部２は、サイズ整数化を行い（ステップＳ１０１）、荷物グループ化を行う（ステップＳ１０２）。
【００１４】
具体的には、サイズ整数化とは、積み付け計算部２が、次の式（１）を用いて、荷物３００のサイズ及びトレーラ２００のサイズを整数サイズで表すことである。また、整数サイズとは、図３のステップＳ２〜ステップＳ４における処理において、計算に用いる数値で表されるサイズという意味であって、整数で表されるサイズという意味に限られるものではない。
【数１】
2014151978.tif 000003
【００１５】
なお、トレーラ２００の内寸の長さ及び幅に対する適合が変わらない範囲で、荷物３００の外寸の長さ及び幅のバリエーションを集約する。これにより、図３のステップ３〜ステップＳ４の処理における計算量を低減することができる。また、トレーラ２００の内寸の長さ及び幅に対する適合は、他の荷物３００との最適なサイズの組み合わせに基づいて判定する。また、他の荷物３００との最適なサイズの組み合わせは、ナップサック問題を解いて得ることができる。荷物３００の外寸のバリエーションも同様に集約する。
【００１６】
図５に、荷物３００のサイズの整数化の一例を示す。図５に示すように、トレーラ２００のサイズ（内寸の長さ又は幅又は高さ）が２．５、荷物３００のサイズ（外寸の長さ又は幅又は高さ）が１．２２、１．１５である場合、上記の式（１）を用いて、サイズが１．１５である荷物３００の整数サイズを１．２２とする。このようにしても、トレーラ２００に積み付けられる荷物３００の個数は変わらない。このようにして、荷物３００のサイズのバリエーションを集約することにより、図３のステップＳ２〜ステップＳ４の処理における計算量を低減することができる。
【００１７】
また、積み付け計算部２は、ステップＳ１０２において、荷物３００を所定の条件によってグループ化する。これは、１つのグループ内での荷物３００のバリエーションを減らすことを目的としている。これにより、図３のステップＳ２における積み重ねパターン３０１の作成処理において列挙される積み重ねパターン３０１の数を低減することができる。これにより、図３のステップＳ２〜ステップＳ４の処理における計算量を低減することができる。
具体的には、積み付け計算部２は、荷物３００の輸送形態により、荷物３００をグループ化する。例えば、トレーラ２００の荷台における場所（フロアスポット）毎に荷物３００のグループを分ける場合、積み付け計算部２は、積み込み拠点毎に荷物３００をグループ化する。また、トレーラ２００の扉が左右開きで１つの受入で片側の扉だけを開くようにしたい場合、積み付け計算部２は、荷物３００の受入毎に荷物３００をグループ化する。さらに、積み付け計算部２は、トレーラ２００の荷台における場所（フロアスポット）毎に荷物３００のグループを分けた場合、同一のフロアスポットの荷物３００のグループ内で、さらに、荷物３００のサイズ及び積み重ね性条件が同一の荷物３００をグループ化する。
【００１８】
ステップＳ１０１において、荷物３００のサイズ及びトレーラ２００のサイズのバリエーションが集約されていると（減らしてあると）、ステップＳ１０２における荷物３００のグループ化において、荷物３００のグループ数を低減することができる。これにより、図３のステップＳ２〜ステップＳ４における処理の計算量をより低減することができる。
【００１９】
図６に、図３のステップＳ２の処理、すなわち、荷物３００の積み重ねパターン（タワーパターン）３０１の作成処理について説明するフローチャートを示す。図６に示すように、積み付け計算部２は、積み重ねパターン（タワーパターン）３０１を列挙し（ステップＳ２０１）、悪条件積み重ねパターン（悪条件タワー）３０１Ａを確定し（ステップＳ２０２）、高効率積み重ねパターン（高効率タワー）３０１Ｂを確定し（ステップＳ２０３）、所定の条件を満たす積み重ねパターン３０１を抽出し（ステップＳ２０４）、積み重ねパターン３０１間の荷物３００の入れ替えを試行する（ステップＳ２０５）。
以下、各ステップにおける処理について詳述する。
【００２０】
まず、ステップＳ２０１において、積み付け計算部２は、荷物情報、トレーラ情報に基づいて、積み重ねパターン３０１を複数列挙する。ここでは、積み付け計算部２は、トレーラ２００の荷台内における区画（フロアスポット）毎に分けられた荷物３００のグループ毎に、積み重ねパターン３０１を列挙する。なお、積み付け計算部２は、荷物３００の積み重ね性条件を満たさない積み重ねパターン３０１を除外する。また、積み付け計算部２は、列挙する積み重ねパターン３０１の数を低減するため、図４のステップＳ１０２において作成した荷物３００のグループを利用して、積み重ねパターン３０１を列挙する。すなわち、積み付け計算部２は、図４のステップＳ１０２で作成されたグループ毎に、荷物３００の積み重ねパターン３０１を列挙する。
【００２１】
なお、荷物３００の数が多い場合、積み付け計算部２が積み重ねパターン３０１をすべて列挙することは、時間などの制約により、現実的には不可能となる。この場合には、積み付け計算部２が列挙した積み重ねパターン３０１の数が所定数に至った時点で、ステップＳ２０１の処理を終了する。この際、同一の荷物３００が繰り返し積み重ねパターン３０１内に現れ、それ以外の荷物３００が積み重ねパターン３０１内に現れる回数が少ないというような、積み重ねパターン３０１に現れる荷物３００の偏りを回避する必要がある。積み付け計算部２が、積み重ねパターン３０１を生成した場合に、当該積み重ねパターン３０１に含まれる荷物３００の出現数をカウントし、次回の積み重ねパターン３０１の生成において、出現数の少ない荷物３００を優先して、積み重ねパターン３０１に含めるように、積み重ねパターン３０１を生成することにより、当該問題を回避することができる。
【００２２】
図７に、ステップＳ２０１の処理において、積み付け計算部２が列挙した積み重ねパターン３０１の一例を示す。図７に示すように、例えば、積み付け計算部２は、積み重ねパターン３０１−１、３０１−２、・・・、３０１−ｎ（ｎは２以上の整数）を列挙する。すべての積み重ねパターン３０１の高さは、トレーラ２００の内寸の高さ以下となっている。
【００２３】
次に、ステップＳ２０２において、積み付け計算部２は、悪条件積み重ねパターン３０１Ａを確定し、ステップＳ２０３において、積み付け計算部２は、高効率積み重ねパターン３０１Ｂを確定する。ここで、確定とは、後述のステップＳ２０４の積み重ねパターン３０１の抽出処理における対象から除外することを意味する。なお、ステップＳ２０３において確定された高効率積み重ねパターン３１０Ｂについては、後述のステップＳ２０４の処理結果に追加され、後述のステップＳ２０５の処理の対象になる。一方、悪条件積み重ねパターン３０１Ａは、後述のステップＳ２０４の処理結果に追加されず、後述のステップＳ２０５の処理の対象とならない。一定の計算期間内に組み合わせが多いために処理でしきれなかった等の場合、悪条件積み重ねパターン３０１Ａは、後述のステップＳ２０４において高効率積み重ねパターン３０１Ｂを抽出することが難しくするためである。
【００２４】
図８に、悪条件積み重ねパターン３０１Ａと高効率積み重ねパターン３０１Ｂの一例を示す。図８の左側と中央の積み重ねパターン３０１は悪条件積み重ねパターン３０１Ａである。また、図８の右側の積み重ねパターン３０１は高効率積み重ねパターン３０１Ｂである。図８に示すように、悪条件積み重ねパターン３０１Ａとは、ステップＳ２０１において列挙された複数の積み重ねパターン３０１のうち、その荷物３００の性質等のために上に他の荷物３００を一切載せられない荷物３００が最上段にある積み重ねパターン３０１及びトレーラ２００の内寸の高さの半分を超える高さの荷物３００を含む積み重ねパターン３０１である。換言すれば、悪条件積み重ねパターン３０１Ａとは、上下に他の荷物を積載できる余地がある積み重ねパターン３０１である。また、高効率積み重ねパターン３０１Ｂとは、ステップＳ２０１において列挙された複数の積み重ねパターン３０１のうち、当該積み重ねパターン３０１の上下に他の荷物３００を積載できない積み重ねパターン３０１である。換言すれば、高効率積み重ねパターン３０１Ｂの外寸高さとトレーラ２００の内寸高さとの差は、何れの荷物３００の長さ、幅、高さよりも小さい。
【００２５】
なお、ステップＳ２０３において、上下に他の荷物３００を積載できない積み重ねパターン３０１が複数ある場合、積み付け計算部２は、積載率の高い積み重ねパターンを優先して高効率積み重ねパターン３０１Ｂとして確定する。なお、積載率は、次の（２）式で表される。
【数２】
2014151978.tif 000004
【００２６】
ここで、水平方向外寸面積とは、積み重ねパターン３０１がトレーラ２００の荷台上に占める矩形の面積を意味する。
【００２７】
次に、積み付け計算部２は、高効率積み重ねパターン３０１Ｂ及び悪条件積み重ねパターン３０１Ａに含まれる荷物３００以外の荷物３００を用いて、ステップＳ２０２において、積み重ねパターン３０１を再度列挙する。そして、積み付け計算部２は、再度ステップＳ２０３、ステップＳ２０４の処理を行う。
積み付け計算部２は、高効率積み重ねパターン３０１Ｂ及び悪条件積み重ねパターン３０１Ａの数が所定数に達するまで、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３の処理を繰り返す。これにより、ステップＳ２０４における積み重ねパターン３０１の抽出処理の効率を向上することができる。
なお、ステップＳ２０１において積み付け計算部２が列挙した積み重ねパターン３０１の数が所定数より少ない場合には、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３の処理は省略されてもよい。
【００２８】
次に、ステップＳ２０４において、積み付け計算部２は、ステップＳ２０１の処理で列挙した積み重ねパターン３０１（複数回ステップＳ２０１の処理を行った場合は、最終のステップＳ２０１の処理で列挙した積み重ねパターン３０１）のうち、悪条件積み重ねパターン３０１Ａ及び高効率積み重ねパターン３０１Ｂ以外の積み重ねパターン３０１を用いて、所定の条件を満たす積み重ねパターン３０１を抽出する。ここでは、積み付け計算部２は、トレーラ２００の荷台内における区画（フロアスポット）毎に分けられた荷物３００のグループ毎の必要数、荷物３００のサイズ毎に分けられたグループ毎の必要数を満たす積み重ねパターン３０１を抽出する。ここで、必要数とは、各グループに属する積み重ねパターン３０１が必要となる数を意味する。ステップＳ２０１において、積み付け計算部２は、トレーラ２００の荷台内における区画（フロアスポット）毎に分けられた荷物３００のグループ毎に、積み重ねパターン３０１を列挙している。また、同様に、積み付け計算部２は、荷物３００のサイズ毎に分けられた荷物３００のグループ毎に、積み重ねパターン３０１を列挙している。トレーラ２００に積み付けられる荷物３００の種類及び数によって、各グループに属する積み重ねパターン３０１が必要となる数は異なるため、ステップＳ２０４において、当該必要数を満たす積み重ねパターン３０１を抽出する必要がある。
【００２９】
具体的には、積み付け計算部２は、次の（３）式を用いて、当該必要数を満たす積み重ねパターン３０１を抽出する。
【数３】
2014151978.tif 000005
【００３０】
ここで、ｃｊは、積み重ねパターン３０１の外寸容積を意味する。積み重ねパターン３０１の外寸容積は、次の（４）式で表される。
【数４】
2014151978.tif 000006
【００３１】
ここで、水平方向外寸面積とは、積み重ねパターン３０１がトレーラ２００の荷台上に占める矩形の面積を意味する。
また、（３）式において、ａｉｊは、積み重ねパターン３０１−ｊに含まれる荷物３００のサイズのグループｉの数を意味する。
また、（３）式において、ｂｉは、荷物３００のサイズのグループｉの必要数を意味する。
また、（３）式において、ｘｊは、積み重ねパターン３０１−ｊの採用数を意味する。
なお、（３）式において、目的関数は、積み重ねパターン３０１の外寸容積の合計であり、制約は、荷物３００のサイズのグループの必要数である。また、（３）式の行列において、行は、荷物３００のサイズのグループであり、列は、積み重ねパターン３０１である。
従って、積み付け計算部２は、（３）式を解くことによって、荷物３００のサイズのグループに属する積み重ねパターン３０１の必要数を満たす積み重ねパターン３０１を抽出することができる。同様にして、（３）式において、「荷物３００のサイズのグループ」を「トレーラ２００の荷台内における区画（フロアスポット）毎に分けられた荷物３００のグループ」とすることで、積み付け計算部２は、トレーラ２００の荷台内における区画（フロアスポット）毎に分けられた荷物３００のグループに属する積み重ねパターン３０１の必要数を満たす積み重ねパターン３０１を抽出することができる。
なお、積み付け計算部２は、抽出した積み重ねパターン３０１において、荷物３００が重複した場合、当該重複した積み重ねパターン３０１を削除する。
【００３２】
次に、ステップＳ２０５において、積み付け計算部２は、ステップＳ２０３において確定した高効率積み重ねパターン３０１Ｂ及びステップＳ２０４において抽出した積み重ねパターン３０１を用いて、積み重ねパターン３０１間で荷物３００の入れ替えを試行する。なお、積み付け計算部２は、複数回ステップＳ２０３の処理を行った場合は、全てのステップＳ２０３の処理で確定した高効率積み重ねパターン３０１Ｂを用いる。
そして、積み付け計算部２は、積み重ねパターン３０１間で荷物３００の入れ替えを行って、より積載率の高い積み重ねパターン３０１が得られた場合には、当該より積載率の高い積み重ねパターン３０１を選択する。
図９、図１０に、積み重ねパターン３０１間での荷物３００の入れ替えの例を示す。図９では、積み付け計算部２は、一の積み重ねパターン３０１−ａの最上段の荷物３００を他の積み重ねパターン３０１−ｂの最上段に積載することにより、積み重ねパターン３０１間で荷物３００を入れ替えている。図１０では、積み付け計算部２は、一の積み重ねパターン３０１−ａの最上段の荷物３００を他の積み重ねパターン３０１−ｂの最上段の荷物３００と交換することにより、積み重ねパターン３０１間で荷物３００を入れ替えている。
【００３３】
図１１に、図３のステップＳ３の処理、すなわち、積み重ねパターン３０１の平面配置の計算処理について説明するフローチャートを示す。図１１に示すように、積み付け計算部２は、図３のステップ２において作成した積み重ねパターン３０１の矩形グループ（後述）を作成し（ステップＳ３０１）、積み重ねパターン３０１のトレーラ２００における平面配置を計算し（ステップＳ３０２）、当該平面配置に基づいて配置された積み重ねパターン３０１に対して荷物３００を割り当てる（ステップＳ３０３）。
以下、各ステップにおける処理について詳述する。
【００３４】
まず、ステップＳ３０１において、積み付け計算部２は、図３のステップ２において作成した積み重ねパターン３０１がトレーラ２００の荷台上に占める矩形の面積が同一である積み重ねパターン３０１を同一のグループとする。
ここで、図１２を用いて、積み重ねパターン３０１がトレーラ２００の荷台上に占める矩形の面積について説明する。図１２の左側は、トレーラ２００に積み重ねパターン３０１が配置された状態を示している。そして、図１２の右側は、図１２の左側の一の積み重ねパターン３０１を拡大して示したものである。図１２の右側に示すように、上記矩形の面積とは、積み重ねパターン３０１を真上から見たときに、当該積み重ねパターン３０１が荷台上に占める部分を矩形で表した場合に、当該矩形の面積を意味する。
そして、積み付け計算部２は、当該矩形の面積が同一の積み重ねパターン３０１を同一のグループとする。
【００３５】
次に、ステップＳ３０２において、積み付け計算部２は、積み重ねパターン３０１のトレーラ２００における平面配置を計算する。
通常、トレーラ２００への荷物３００の積み下ろしはフォークリフトで行われる。そのため、本実施の形態では、トレーラ２００の扉は左右開きであると仮定して、図１３に示すように、トレーラ２００の幅方向（左右方向）に荷物３００を２つ並べることとする。トレーラ２００の幅方向に荷物３００を３つ並べると、トレーラ２００の片方の扉を開けただけでは、真ん中の荷物３００を取り出すことができないためである。また、荷物３００のグループ（例えば、図４のステップＳ１０２の処理によって作成した荷物３００のグループ等）に基づいて、トレーラ２００の左右方向（幅方向）の何れの側に荷物３００を配置するかを決める。
【００３６】
以上のことを前提として、積み付け計算部２は、以下の３つの条件を満たすように、積み重ねパターン３０１のトレーラ２００における平面配置を計算する。
１つ目の条件は、図１４Ａに示すように、ステップＳ３０１において作成したグループのうち矩形の面積が大きいグループの積み重ねパターン３０１をトレーラ２００に配置することである。
２つ目の条件は、図１４Ｂに示すように、積み重ねパターン３０１が配置されたトレーラ２００の左右方向の隙間（図１４Ｂにおいて矢印で表示）が最小となるように、積み重ねパターン３０１をトレーラ２００に配置することである。
３つ目の条件は、図１４Ｃに示すように、トレーラ２００に配置された積み重ねパターン３０１全体のトレーラ２００の長さ方向（奥行き方向）のサイズが最小となるように、高効率積み重ねパターン３０１をトレーラ２００に配置することである。
【００３７】
次に、ステップＳ３０３において、積み付け計算部２は、ステップＳ３０２において計算した平面配置に基づいて配置された積み重ねパターン３０１に対して荷物３００を割り当てる（ステップＳ３０３）。
具体的には、まず、積み付け計算部２は、平面配置に基づいて、トレーラ２００に積み重ねパターン３０１を配置する。これにより、トレーラ２００に積み付けられる荷物３００の立体的な配置が完成する。次いで、積み付け計算部２は、当該立体的な配置に対して、荷物３００を割り当てる。次いで、積み付け計算部２は、割り当てた荷物３００の合計重量がトレーラ２００の荷重制約を超えているか否かを判断する。そして、割り当てた荷物３００の合計重量がトレーラ２００の荷重制約を超えている場合、積み付け計算部２は、重量÷容積の値が大きい荷物３００から順に、トレーラ２００に積み付けない荷物３００として決定する。
【００３８】
次に、図３のステップＳ４の処理、すなわち、平面配置における積み重ねパターン３０１の調整処理について説明する。積み付け計算部２は、ステップＳ３の処理で作成した荷物３００の立体的な配置において、任意の２つの積み重ねパターン３０１の配置の入れ替えを試行する。なお、積み付け計算部２は、任意の２つの積み重ねパターン３０１の配置を入れ替えることによって、積み重ねパターン３０１間にトレーラ２００の長さ方向の隙間ができた場合、当該隙間を詰めるように積み重ねパターン３０１をトレーラ２００の前方向に移動させる。そして、積み付け計算部２は、積み重ねパターン３０１間の配置を入れ替えて、トレーラ２００に配置された積み重ねパターン３０１全体のトレーラ２００の長さ方向のサイズがより小さくなる場合には、当該入れ替え後の平面配置を選択する。
【００３９】
以上により、積み付け計算部２は、トレーラ２００に対する荷物３００の立体的な配置を計算する。そして、結果出力部３は、積み付け計算部２の計算結果に基づいて荷物３００のトレーラ２００における配置イメージを出力する。
【００４０】
以上に説明した実施の形態１にかかる積み付けシステム１００及び積み付け配置決定方法においては、データ入力部１が荷物情報及びトレーラ情報を入力し、積み付け計算部２が荷物情報とトレーラ情報に基づいて荷物３００のトレーラ２００における配置を計算し、結果出力部３が積み付け計算部２の結果に基づいて荷物３００のトレーラ２００における配置イメージを出力する。
これにより、荷物情報及びトレーラ情報に基づいて、荷物３００のトレーラ２００における配置が計算されるため、荷物の大きさが任意である場合であっても、積載率を向上させることができる。
【００４１】
また、積み付け計算部２は、荷物３００の積み重ねパターン３０１を複数列挙し、複数の積み重ねパターン３０１のうち、上下に他の荷物３００を積載できない積み重ねパターン３０１を積載率の高い高効率積み重ねパターン３０１Ｂとするとともに、上下に他の荷物を積載できる余地がある積み重ねパターン３０１を悪条件積み重ねパターン３０１Ａとする。そして、積み付け計算部２は、高効率積み重ねパターン３０１間で荷物３００の入れ替えを行ってより積載率の高い高効率積み重ねパターン３０１が得られた場合には、当該より積載率の高い高効率積み重ねパターンを選択する。
これにより、積載率を向上させることができる。
【００４２】
また、積み付け計算部２は、積み重ねパターン３０１のうち、最上段に他の荷物３００を積載できない積み重ねパターン３０１が複数ある場合、積載率の高い積み重ねパターン３０１を優先して高効率積み重ねパターン３０１Ｂとする。
これにより、より積載率の高い積み重ねパターン３０１を高効率積み重ねパターン３０１Ｂとすることができる。
【００４３】
また、積み付け計算部２は、積み重ねパターン３０１がトレーラ２００の荷台上に占める矩形の面積が同一である積み重ねパターン３０１を同一のグループとする。そして、積み付け計算部２は、矩形の面積が大きいグループの積み重ねパターン３０１をトレーラ２００に配置すること、積み重ねパターン３０１が配置されたトレーラ２００の左右方向の隙間が最小となるように、積み重ねパターン３０１をトレーラ２００に配置すること、トレーラ２００に配置された積み重ねパターン３０１全体のトレーラ２００の長さ方向のサイズが最小となるように、積み重ねパターン３０１をトレーラ２００に配置すること、を条件として、積み重ねパターン３０１のトレーラ２００における平面配置を計算する。
これにより、積み付け計算部２は、積載率の向上を図りつつ、効率的に、平面配置を計算することができる。
【００４４】
また、積み付け計算部２は、当該平面配置においてトレーラ２００に配置された積み重ねパターン３０１間の配置を入れ替えて、トレーラ２００に配置された積み重ねパターン３０１全体のトレーラ２００の長さ方向（奥行き方向）のサイズがより小さくなる場合には、当該入れ替え後の平面配置を選択する。
これにより、積み付け計算部２は、積載率のさらなる向上を図ることができる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、荷物情報やトレーラ情報は上記実施の形態に限られたものではなく、トレーラ２００に積み込む荷物３００の性質等に適した情報であればよい。これにより、図４のステップＳ１０２の処理において、荷物３００のグループ化を適宜目的に応じて行うことができ、図３のステップＳ２〜ステップＳ４の処理において、当該グループ分けを反映することができる。そのため、トレーラ２００に積み込む荷物３００に適した荷物３００の配置を得ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  データ入力部
２  積み付け計算部
３  結果出力部
１００  積み付けシステム
２００  トレーラ
３００  荷物
３０１  積み重ねパターン
３０１Ａ  悪条件積み重ねパターン
３０１Ｂ  高効率積み重ねパターン
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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