(57)【要約】【課題】人間及びロボットが協調して集荷を行うために、人間及びロボットに対して作業指示をする。【解決手段】集荷制御装置が、複数の保管場所に保管された複数種類の物品を集荷するための制御を行う集荷制御装置であって、集荷すべき物品の種類を含んだ集荷依頼情報と、前記保管場所の間を移動して前記物品を運搬する運搬装置に関する情報と、前記保管場所において前記運搬装置に前記物品を積み込む積込作業者に関する情報とに基づいて、前記集荷依頼情報に応じた集荷を行うための作業計画を作成する作業計画作成手段と、前記作業計画作成手段が作成した作業計画に基づいた作業指示を、前記運搬装置及び前記積込作業者に対して出力する指示出力手段と、を備える。【選択図】図１
2019016088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の保管場所に保管された複数種類の物品を集荷するための制御を行う集荷制御装置であって、
集荷すべき物品の種類を含んだ集荷依頼情報と、前記保管場所の間を移動して前記物品を運搬する運搬装置に関する情報と、前記保管場所において前記運搬装置に前記物品を積み込む積込作業者に関する情報とに基づいて、前記集荷依頼情報に応じた集荷を行うための作業計画を作成する作業計画作成手段と、
前記作業計画作成手段が作成した作業計画に基づいた作業指示を、前記運搬装置及び前記積込作業者に対して出力する指示出力手段と、
を備える集荷制御装置。
【請求項２】
前記作業計画作成手段は、
複数の作業計画を作成し、作成した複数の作業計画それぞれについて、当該作業計画に基づいた作業指示に従って前記運搬装置及び前記積込作業者が集荷を行った場合に集荷が完了するために要する時間を算出し、
前記指示出力手段は、
前記算出された集荷が完了するために要する時間が最短の作業計画に基づいた作業指示を、前記運搬装置及び前記積込作業者に対して出力する、
請求項１に記載の集荷制御装置。
【請求項３】
前記指示出力手段は、前記作業指示を、前記運搬装置と前記積込作業者のそれぞれに適した異なる態様で前記運搬装置と前記積込作業者に対して出力する請求項１又は請求項２に記載の集荷制御装置。
【請求項４】
前記作業指示は、前記運搬装置及び前記積込作業者の移動経路と、前記積込作業者が積み込む物品の種類及び物品の積込先となる運搬装置の指定とを少なくとも含む請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の集荷制御装置。
【請求項５】
前記運搬装置は、複数の格納部を備えており、
前記作業指示は、更に積込先の運搬装置の何れの格納部に物品を積み込むかの指定も含む請求項４に記載の集荷制御装置。
【請求項６】
前記作業計画作成手段は、前記作業指示に従って前記運搬装置及び前記積込作業者が集荷を行った状況に基づいて、前記積込作業者の配置位置を変更し、
前記指示出力手段は、前記変更後の配置位置を前記積込作業者に対して出力する請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の集荷制御装置。
【請求項７】
複数の保管場所に保管された複数種類の物品を集荷するための制御を行う集荷制御装置としてコンピュータを機能させる集荷制御プログラムであって、
集荷すべき物品の種類を含んだ集荷依頼情報と、前記保管場所の間を移動して前記物品を運搬する運搬装置に関する情報と、前記保管場所において前記運搬装置に前記物品を積み込む積込作業者に関する情報とに基づいて、前記集荷依頼情報に応じた集荷を行うための作業計画を作成する作業計画作成手段と、
前記作業計画作成手段が作成した作業計画に基づいた作業指示を、前記運搬装置及び前記積込作業者に対して出力する指示出力手段と、
を備える集荷制御装置として前記コンピュータを機能させる集荷制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を集荷するための制御を行う、集荷制御装置、及び集荷制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、倉庫等での物品の集荷に様々な装置が利用されている。装置の利用例として、例えば自動倉庫が挙げられる。自動倉庫では、スタッカークレーンやベルトコンベア等により複数種類の物品を複数の保管場所（例えば、棚）に保管しておく。そして、集荷依頼情報があった場合には、スタッカークレーンやベルトコンベア等により、複数の保管場所のそれぞれから集荷依頼情報に応じた物品を集荷する。
【０００３】
このような自動倉庫に関する技術の一例が特許文献１にて開示されている。特許文献１に開示の技術では、垂直及び水平に延びるガイドレールを倉庫内に設ける。そして、移動台車がこのガイドレールに沿って移動することにより、棚に保管されている物品の集荷を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６２００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように自動倉庫を構築することにより、作業員が物品を運搬等することなく集荷を行うことが可能となる。しかしながら、自動倉庫を構築するためには、自動倉庫専用の棚を用意し、スタッカークレーンや移動台車の走行案内用のガイドレールを敷設する必要がある。そのため、自動倉庫の構築には多くのコストが発生する。
【０００６】
そこで、例えば、物品の棚からの取り出しは人間が行い、取り出した物品の移動は自動走行をするロボットが行うというように、取り出しを行う人間とロボットが協調して集荷を行うことが実現できれば、例えば、既存倉庫の棚等の設備をそのまま利用することができ、コストを低減させることができる。
【０００７】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、人間及びロボットが協調して集荷を行うために、人間及びロボットに対して適切な作業指示をすることが可能な、集荷制御装置、及び集荷制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、複数の保管場所（例えば、後述の棚６０）に保管された複数種類の物品を集荷するための制御を行う集荷制御装置（例えば、後述の集荷制御装置１０）であって、集荷すべき物品の種類を含んだ集荷依頼情報と、前記保管場所の間を移動して前記物品を運搬する運搬装置（例えば、後述のロボット３０）に関する情報と、前記保管場所において前記運搬装置に前記物品を積み込む積込作業者（例えば、後述の作業者５０）に関する情報とに基づいて、前記集荷依頼情報に応じた集荷を行うための作業計画を作成する作業計画作成手段（例えば、後述の作業計画作成部１２）と、前記作業計画作成手段が作成した作業計画に基づいた作業指示を、前記運搬装置及び前記積込作業者に対して出力する指示出力手段（例えば、後述の指示出力部１３）と、を備える集荷制御装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の観点によれば、複数の保管場所（例えば、後述の棚６０）に保管された複数種類の物品を集荷するための制御を行う集荷制御装置（例えば、後述の集荷制御装置１０）としてコンピュータを機能させる集荷制御プログラムであって、集荷すべき物品の種類を含んだ集荷依頼情報と、前記保管場所の間を移動して前記物品を運搬する運搬装置（例えば、後述のロボット３０）に関する情報と、前記保管場所において前記運搬装置に前記物品を積み込む積込作業者（例えば、後述の作業者５０）に関する情報とに基づいて、前記集荷依頼情報に応じた集荷を行うための作業計画を作成する作業計画作成手段（例えば、後述の作業計画作成部１２）と、前記作業計画作成手段が作成した作業計画に基づいた作業指示を、前記運搬装置及び前記積込作業者に対して出力する指示出力手段（例えば、後述の指示出力部１３）と、を備える集荷制御装置として前記コンピュータを機能させる集荷制御プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、人間及びロボットが協調して集荷を行うために、人間及びロボットに対して適切な作業指示をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態全体の基本的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における集荷制御装置の基本的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における作業者端末の基本的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態におけるロボットの基本的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態におけるロボットの構造を模式的に示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態の適用例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態の基本的動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態による処理を説明するための第１例及び第２例での集荷依頼情報を示すテーブルである。
【図９】本発明の実施形態による処理を説明するための第１例におけるロボットに対する作業指示を示すテーブルである。
【図１０】本発明の実施形態による処理を説明するための第１例における作業者に対する作業指示を示すテーブルである。
【図１１】本発明の実施形態による処理を説明するための第１例における作業工程を示すテーブルである。
【図１２】本発明の実施形態による処理を説明するための第１例におけるロボットの移動イメージを示す模式図である。
【図１３】本発明の実施形態による処理を説明するための第２例におけるロボットに対する作業指示を示すテーブルである。
【図１４】本発明の実施形態による処理を説明するための第２例における作業者に対する作業指示を示すテーブルである。
【図１５】本発明の実施形態による処理を説明するための第２例における作業工程を示すテーブルである。
【図１６】本発明の実施形態による処理を説明するための第２例におけるロボットの移動イメージを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
＜実施形態全体の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態である集荷システム１について説明をする。集荷システム１は、集荷制御装置１０、ｎ台の作業者端末２０、ｍ台のロボット３０及びネットワーク４０を備える。ここで、ｎ及びｍは任意の自然数である。つまり、集荷システム１に含まれる作業者端末２０及びロボット３０の台数は、特に限定されず任意の台数であってよい。
【００１４】
集荷制御装置１０、ｎ台の作業者端末２０、及びｍ台のロボット３０はそれぞれネットワーク４０を介して通信可能に接続されている。かかる通信についての通信規格に制限はなく、任意の通信規格に準拠して通信を行うことができる。また、ネットワーク４０は、例えば敷地内に敷設されたＬＡＮ（Local Area Network）であってもよいし、インターネット等の公衆網を含むものであってよい。
集荷システム１は、例えば、倉庫、工場、配送センタ、及び港湾貨物施設等にて利用される。以下の説明では、倉庫において利用される場合を想定して説明を行う。
【００１５】
かかる集荷システム１の概略について説明をする。集荷システム１では、集荷依頼情報を受け付けた場合に、まず集荷制御装置１０が、作業者端末２０及びロボット３０が作業を円滑に行うための作業計画を作成し、作成した作業計画に基づいた作業指示を作業者端末２０及びロボット３０に対して出力する。
するとロボット３０が、集荷制御装置１０からの作業指示に基づいて、商品が保管された棚へ移動する。移動先の棚では、人間である作業者が、集荷制御装置１０からの作業指示に基づいて棚に保管された商品を取り出してロボット３０に積み込む。これらの作業を繰り返して、集荷依頼情報に応じた商品が全てロボット３０に積み込まれると、ロボット３０は、出荷作業エリアに移動する。
集荷システム１では、このようにして人間及びロボットが協調して集荷を行うことが可能となる。
以上が集荷システム１の概略である。
【００１６】
次に、図２、図３及び図４を参照して、集荷制御装置１０、ｎ台の作業者端末２０、ｍ台のロボット３０のそれぞれが上記の処理を行うために備える機能ブロックについて説明をする。
【００１７】
＜集荷制御装置１０が備える機能ブロック＞
図２に示すように、集荷制御装置１０は、通信部１１、作業計画作成部１２及び指示出力部１３を備える。
通信部１１は、集荷制御装置１０がネットワーク４０を介して各作業者端末２０や各ロボット３０と通信を行う部分である。
作業計画作成部１２は、各作業者端末２０や各ロボット３０に適切に作業を行わせるための作業計画を作成し、作成した作業計画を指示出力部１３に対して出力する部分である。
【００１８】
作業計画は、集荷依頼情報に基づいて作成される。この集荷依頼情報は、ネットワーク４０に接続されたＷＭＳ（Warehouse Management System）等の倉庫管理システム（図示省略）から作業計画作成部１２に対して送信される。例えば、ＷＭＳは、ＥＣ（Electronic Commerce）サイトからの顧客の注文に応じて集荷依頼情報を作成し、この集荷依頼情報を作業計画作成部１２に対して送信する。また、ＷＭＳは、集荷依頼情報に基づいて集荷が行われた場合に、この集荷された商品を配送するための配車処理等を行う。
なお、ＷＭＳの機能や構成は当業者によく知られているので、ここでは、ＷＭＳについての詳細な説明は省略する。また、作業計画作成部１２による作業計画の作成方法については、図６を参照して後述する。
【００１９】
指示出力部１３は、作業計画作成部１２が作成した作業計画に基づいて、作業者端末２０に対する作業指示と、ロボット３０に対する作業指示とを作成する。そして、指示出力部１３は、作成した作業指示を、それぞれ作業者端末２０とロボット３０に対して送信する。
【００２０】
ここで、これら各作業者端末２０に対する作業指示と、各ロボット３０に対する作業指示とは、作業者端末２０とロボット３０のそれぞれに適した異なる態様で作成される。例えば、作業者端末２０に対する作業指示は、作業者に対して作業を指示するための、テキストデータや画像データ、あるいは音声データ等として作成される。一方で、ロボット３０に対する作業指示は、ロボット３０に対して作業を行わせるための制御データとして作成される。また、作業指示の内容も異なる。作業指示の具体的な内容については図９や図１０等を参照して後述する。
【００２１】
＜作業者端末２０が備える機能ブロック＞
図３に示すように、作業者端末２０は、通信部２１、出力部２２、及び操作受付部２３を備える。
通信部２１は、作業者端末２０がネットワーク４０を介して集荷制御装置１０等と通信を行う部分である。
【００２２】
出力部２２は、集荷制御装置１０の指示出力部１３から受信した作業指示を作業者に対して出力する部分である。出力部２２による出力は、作業指示がテキストデータや画像データである場合には、これらを表示することにより行われる。この場合、出力部２２はディスプレイにより実現される。また、作業指示が音声データである場合には、これを音声出力することにより行われる。この場合、出力部２２はスピーカにより実現される。
作業者は、出力部２２が出力する作業指示に基づいて、作業計画に沿った作業を適切に行うことができる。
【００２３】
操作受付部２３は、作業者からの操作を受け付ける部分である。作業者は、例えば、作業指示に基づいて、棚から商品を取り出して、ロボット３０に商品を積み込むと、１つの作業が終了したことを示す操作を操作受付部２３に対して入力する。操作受付部２３は、これを受け付けて、作業者により１つの作業が終了した旨を集荷制御装置１０に対して送信する。これにより、集荷制御装置１０の例えば作業計画作成部１２は、実際に行われている作業の進捗状況を把握することが可能となる。
【００２４】
測位部２４は、作業者端末２０の現在位置を測位する部分である。なお、本実施形態では、作業者が作業者端末２０を携帯して用いることを想定しているので、作業者端末２０の現在位置とは、すなわち、作業者の現在位置となる。現在位置の測位は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）により行う。ただし、倉庫が室内の場合には、ＧＰＳによる測位が困難であるので、例えば、ＢＬＥ（Bluetooth （登録商標）Low Energy）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）等の規格に準拠した通信により、測位を行うようにするとよい。この場合、例えば、倉庫内にＢＬＥに準拠した複数の通信機器を分散配置する。そして、この通信機器が送信するビーコン等を測位部２４により受信することにより、測位を行うことができる。
【００２５】
測位部２４は、測位した作業者端末２０の現在位置（すなわち、作業者の現在位置）を集荷制御装置１０に対して送信する。これにより、集荷制御装置１０の例えば作業計画作成部１２は、ｎ台の作業者端末２０それぞれに対応する作業者の現在位置を把握することが可能となる。
【００２６】
＜ロボット３０が備える機能ブロック＞
図４に示すように、ロボット３０は、通信部３１、駆動制御部３２、状態検出部３３、及び測位部３４を備える。
通信部３１は、ロボット３０がネットワーク４０を介して集荷制御装置１０等と通信を行う部分である。
【００２７】
駆動制御部３２は、集荷制御装置１０の指示出力部１３から受信した作業指示に基づいてロボット３０の駆動部（図５を参照して後述する。）の駆動を制御する。これにより、ロボット３０は、作業計画に沿った移動経路で適切に移動をする。この場合に、ロボット３０の移動速度を制御するようにしても良い。移動速度の制御は、ロボット３０が、後述の状態検出部３３が検出した状態に基づいてロボット３０により自律的に行われてもよいし、作業計画に基づいて行われてもよい。
【００２８】
状態検出部３３は、ロボット３０の状態に関する情報を検出する部分である。状態検出部３３は、複数のセンサ等により実現される。状態検出部３３は、例えば、ロボット３０の移動経路に障害物を検出すると、その旨を駆動制御部３２に対して出力する。駆動制御部３２は、この検出結果に応じて障害物を回避することができる。また、状態検出部３３は、例えば、ロボット３０に異常（例えば、故障やバッテリ残量が残り少ない等。）が発生した場合に、これを検出し、集荷制御装置１０に対して送信する。これにより、集荷制御装置１０の例えば作業計画作成部１２は、ロボット３０に異常が発生したことを把握することができる。
また、作業計画作成部１２は、ロボット３０の異常の発生に応じた作業計画を作成するようにしてもよい。例えば、バッテリ残量が残り少ない場合には、このバッテリ残量の少ないロボット３０に対する作業計画として、そのロボット３０の移動距離を短くするようにしたり、あるいは、工場内の適宜な場所に配置された充電ステーション等でバッテリ残量を十分にする行程（例えば、バッテリの交換を行う行程やバッテリの充電を行う行程等を経るようにすること）を含めるようにしたりしても良い。
【００２９】
更に、状態検出部３３は、例えば、作業者により商品がロボット３０に積み込まれた場合に、これを検出して駆動制御部３２に出力したり、集荷制御装置１０に対して送信したりする。これにより、商品の積み込みのために移動を停止して待機していた駆動制御部３２は、商品の積み込みが終了したとして再度移動を開始する。また、これにより、集荷制御装置１０の例えば作業計画作成部１２は、実際に行われている作業の進捗状況を把握することが可能となる。
【００３０】
測位部３４は、作業者端末２０の現在位置を測位する部分である。測位部３４の機能は、上述した測位部２４の機能と同一であるので、重複する説明を省略する。
【００３１】
＜機能ブロックの実現＞
以上、集荷制御装置１０、作業者端末２０及びロボット３０に含まれる機能ブロックについて説明した。
これらの機能ブロックを実現するために、集荷制御装置１０、作業者端末２０及びロボット３０のそれぞれは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置を備える。また、集荷制御装置１０、作業者端末２０及びロボット３０のそれぞれは、アプリケーションソフトウェアやＯＳ（Operating System）等の各種の制御用プログラムを格納したＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の補助記憶装置や、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Random Access Memory）といった主記憶装置も備える。
【００３２】
そして、集荷制御装置１０、作業者端末２０及びロボット３０のそれぞれにおいて、演算処理装置が補助記憶装置からアプリケーションソフトウェアやＯＳを読み込み、読み込んだアプリケーションソフトウェアやＯＳを主記憶装置に展開させながら、これらのアプリケーションソフトウェアやＯＳに基づいた演算処理を行なう。また、この演算結果に基づいて、各装置が備える各種のハードウェアを制御する。これにより、本実施形態の機能ブロックは実現される。つまり、本実施形態は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。
【００３３】
なお、ハードウェアとしては、集荷制御装置１０は、例えば、サーバ装置やパーソナルコンピュータ等により実現できる。また、作業者端末２０は、例えば、ハンディターミナルやスマートフォンやタブレット型の端末等により実現できる。ロボット３０は、例えば、種々のロボットにより実現できるが、ロボット３０を自走式のロボットにより実現すると、倉庫内に走行案内用のガイドレールを敷設する必要がなくなるのでよい。
【００３４】
＜ロボット３０の構造＞
次に、図５を参照して、ロボット３０の構造について説明をする。図５に示すように、ロボット３０は構造部として、第１格納部３５、第２格納部３６及び駆動部３７を備える。
ロボット３０は、作業者が商品を積み込むための、任意の数の格納部（本実施形態では第１格納部３５及び第２格納部３６の２つ）を有し、この格納部には容積や重量等に基づく最大積載量が決まっている。また、ロボット３０全体の最大積載重量も決まっている。
【００３５】
また、１つの格納部には最大積載量の範囲内で最大Ｍ個分のオーダーを入れる。ただし、Ｍ≧２の設定で運用する場合は、出荷作業エリアでロボット３０が集めてきた商品を出荷指示ごとに仕分ける必要がある。
なお、本実施形態では、説明を簡略とするために、Ｍ＝１とする。つまり、本実施形態では、１台のロボット３０は２つの格納部を持ち、１つの格納部には１つのオーダーの商品しか入れないこととする。
【００３６】
＜本実施形態の実装例＞
次に、図６を参照して、本実施形態を倉庫に実装した場合の、倉庫レイアウトと作業者の初期配置の例、及びこれに関して作業計画作成部１２が把握している情報について説明をする。
図６の例では、商品を格納する棚として、第１棚６０−１から第１２棚６０−１２までの棚６０を示す。これらの棚６０には、それぞれ異なる商品が保管されている。例えば、第１棚６０−１には、第１商品が保管されている。なお、１つの棚６０に複数種類の商品が保管される場合もある。例えば、第４棚６０−４には、第１商品と第２商品の２つの商品が保管される。
【００３７】
集荷制御装置１０が備える作業計画作成部１２は、作業計画を作成するために、これらの棚６０の配置（すなわち、棚６０それぞれの位置情報）を把握している。また、作業計画作成部１２は、後述の出荷作業エリアＡＲの位置や、作業者が移動可能な範囲や、ロボットが移動可能な範囲といった倉庫についての各種情報も把握している。これらの情報は、本実施形態の利用開始時に、作業計画作成部１２に対して設定される。
【００３８】
また、作業計画作成部１２は、作業計画を作成するために、何れの棚６０に何れの種類の商品が保管されているのかも把握している。これらの情報は、棚６０の設置時や、商品を棚６０に保管する際に、例えば、２０から作業計画作成部１２に対して通知される。
また、図６の例では、ロボット３０−１、ロボット３０−２を示す。ロボット３０−１及びロボット３０−２は、駆動制御部３２が作業指示に従った制御を行うことにより、作業指示に従って各棚６０を巡回する。
【００３９】
作業計画作成部１２は、作業計画を作成するために、ロボットの台数や、ロボット３０それぞれの格納部の数や、上述した格納部に格納してよいオーダーの数等を把握している。これらの情報は、ロボット３０の設置時に、例えば、ロボット３０から作業計画作成部１２に対して通知される。
【００４０】
更に、図６の例では、作業者として、作業者５０−１から作業者５０−７までの作業者を図示する。各作業者５０は、それぞれ、作業者端末２０を携帯している。そして、各作業者５０は、作業者端末２０の出力部２２から出力される作業指示に従って、ピッキング作業を行う。具体的には、作業指示にて指定された棚６０に移動し、作業指示にて指定された商品を取り出し、取り出した商品を作業指示にて指定されたロボット３０の格納部に積み込む。
なお、作業計画作成部１２が作業計画の作成のために、各ロボット３０や各作業者５０の現在位置情報や、作業の進捗状況等も把握している点は、図３や図４を参照して上述した通りである。
【００４１】
更に、図６の例では、出荷作業エリアＡＲが設けられる。ロボット３０は、作業指示にて指定された全ての商品を格納部に格納して、集荷が終了すると、出荷作業エリアＡＲに移動する。出荷作業エリアＡＲでは、出荷作業担当者や出荷作業用の装置（図示省略）により、ロボット３０の格納部に格納されている商品がオーダー毎に取り出され、梱包等の出荷作業準備が行われる。
【００４２】
以上、倉庫レイアウトと作業者の初期配置の例、及びこれに関して作業計画作成部１２が把握している情報について説明をした。作業計画作成部１２はこれら把握している情報と、集荷依頼情報とに基づいて作業計画を作成する。
【００４３】
＜作業計画の作成＞
具体的には、集荷依頼情報にて指定された商品を、オーダー毎に全て集荷して、集荷が完了するために要する時間が最短になるような作業計画を作成する。
そのための、基本的な考えとして、移動する各ロボット３０が、可能な限り短い移動量で、集荷すべき全ての商品を保存する棚６０を回れるような移動経路とする必要がある。ただし、実際にはこれ以外の要素もある。
【００４４】
例えば、複数のロボット３０が同じ通路をすれ違うことができないような場合には、このようなすれ違いが発生しないようにしなくてはならない。また、各作業者５０が商品をロボット３０に積み込む時間のみならず、棚６０から取り出す時間も考慮しなくてはならない。例えば、各作業者５０が商品を棚６０から取り出す前に、ロボット３０が棚６０に移動したとしても、ロボット３０は各作業者５０が商品を棚６０から取り出すまで待機しなければならない。
【００４５】
また、同じ棚６０に複数のロボット３０が同時に到着しても、作業者５０の積み込みは順番に行われるので、何れかのロボット３０が棚６０の前で待機しなくてはならない。ただし必ずしも待機が問題となる訳ではなく、待機を避けて遠い棚６０に移動するよりも、敢えて待機した方が合計の移動距離が短くなるような場合もある。
【００４６】
更に、本実施形態では、ロボット３０は、複数の格納部を有しているので、一度に複数のオーダーの商品を格納できる。つまり、各ロボット３０の取りうる移動経路の選択は、格納部を一つのみ有しており一度に一つのオーダーの商品を格納する場合に比べて複雑となる。
【００４７】
作業計画作成部１２は、これらの要素を踏まえた上で、最適化された作業計画を作成する。例えば、集荷を完了するための時間が最短となるような作業計画を作成する。そのためには、任意のアルゴリズムを使用することができる。この作業計画を作成するアルゴリズムの例としては、これを組み合わせ最適化問題の一種であるスケジューリング問題とみなして局所探索法やタブー探索法などの近似解法で求解する方法、あるいは数理計画問題としてモデル化して汎用の数理計画ソルバーで求解する方法が挙げられる。
本実施形態では、複数の作業計画を作成する。そして、作成した複数の作業計画それぞれについて、当該作業計画に基づいた作業指示に従って各作業者５０と各ロボット３０が集荷を行った場合に集荷が完了するために要する時間を算出する。
【００４８】
この算出のために、作業計画作成部１２には、予めロボット３０の移動速度等を設定しておく。ロボット３０は、この移動速度等に基づいてロボット３０がある棚６０から、他の棚６０へ移動するための所要時間を算出することができる。なお、ロボット３０の移動速度は可変であってもよい。この場合は、例えば、作業者５０が移動可能な範囲であるとか、ロボット３０のみが移動可能な範囲であるといった倉庫についての各種情報に基づいて、ロボット３０のみが移動可能な範囲では作業者が移動可能な範囲よりもロボット３０が速く移動できるようにする等し、集荷を完了するための時間が最短となるように、ロボット３０の移動経路とともに移動速度を制御しても良い。また、作業計画作成部１２には、作業者５０による商品の積み込みの所要時間等も設定しておく。
【００４９】
作業計画作成部１２は、これら設定された各作業の所要時間情報に基づいて、作業指示に従って各作業者５０と各ロボット３０が集荷を行った場合に集荷が完了するために要する時間を算出する。
そして、作業計画作成部１２は、算出された集荷が完了するために要する時間が最短の作業計画を、実際に行動指示を作成するための作業計画として選択する。そして、作業計画作成部１２は、この選択した作業計画を指示出力部１３に対して出力する。
【００５０】
これにより、指示出力部１３は、集荷が完了するために要する時間が最短となるような、作業指示を出すことができる。そして、各作業者５０と各ロボット３０がこの作業指示に基づいて作業を行うことにより、短い時間で集荷を行うことが可能となる。これにより、例えば、各作業者５０の作業時間や各ロボット３０の作業時間を短縮することができる。あるいは、より少ない人数の作業者５０や、より少ない台数のロボット３０にて作業を完了することができる。
つまり、本実施形態によれば、人間及びロボットが協調して集荷を行うために、人間及びロボットに対して適切な作業指示をすることが可能となるという効果を奏する。
【００５１】
なお、作業計画作成部１２は上述したように、実際に作業が行われた場合に、各作業者端末２０や各ロボット３０から、実際に作業が行われる終了した旨の通知を受信する。そのため、作業計画作成部１２は、実際に作業が行われた場合の各作業の所要時間を知ることができる。
【００５２】
そこで、作業計画作成部１２は、この実際に作業が行われた場合の各作業の所要時間に基づいて、上述した予め設定されている所要時間情報を補正するようにしてもよい。このような補正を繰り返すことにより、作業計画作成部１２の算出の精度を上げ、集荷が完了するために要する時間をより現実に近い値で算出することが可能となる。
【００５３】
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について図７を参照して説明をする。
ステップＳ１１において、作業計画作成部１２は集荷依頼情報を受信したか否かの判定を行う。集荷依頼情報を受信しない場合には、ステップＳ１１にてＮｏと判定され、所定の周期で判定は繰り返される。一方で、集荷依頼情報を受信した場合には、ステップＳ１１にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１２に進む。
【００５４】
ステップＳ１２において、作業計画作成部１２は、作業計画を作成するために、各作業者端末２０や各ロボット３０から、現在の各作業者端末２０（に対応する作業者５０）や各ロボット３０の現在位置を、作業開始時の配置位置として取得する。
【００５５】
ステップＳ１３において、作業計画作成部１２は、作業計画を複数作成する。作成方法の詳細については、上述した通りである。また、作業計画作成部１２は、作成した複数の作業計画のそれぞれについて、集荷が完了するために要する時間を算出し、算出した時間が最短の作業計画を、実際に行動指示を作成するための作業計画として指示出力部１３に対して出力する。
【００５６】
ステップＳ１４において、指示出力部１３は、作業計画作成部１２から入力された作業計画に基づいて、作業指示を作成し、各作業者端末２０（に対応する作業者５０）や、各ロボット３０に対して作成した作業指示を送信する。各作業者５０や各ロボット３０は、この作業指示に従って作業を行う。
【００５７】
ステップＳ１５において、作業計画作成部１２は、集荷作業が集荷したか否かを判定する。作業計画作成部１２は上述したように、実際に作業が行われた場合に、各作業者端末２０や各ロボット３０から、実際に作業が行われる終了した旨の通知を受信する。作業計画作成部１２は、この通知に基づいて集荷作業が集荷したか否かを判定することができる。
集荷作業が終了していない場合には、ステップＳ１５にてＮｏと判定され、所定の周期で判定は繰り返される。一方で、集荷作業が終了した場合には、ステップＳ１５にてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１６に進む。
【００５８】
ステップＳ１６において、作業計画作成部１２は、次回の作業開始時の配置位置を変更するか否かを判定する。例えば、今回ステップＳ１３にて作成した作業計画にて、ある作業者５０の作業量が他の作業者５０よりも多い場合には、次回の作業開始時の配置位置を変更する。例えば、図６のような配置位置である場合に、第１棚６０−１と、第２棚６０−２とでの積み込み作業が多く発生すると、作業者５０−１の作業量が他の作業者５０よりも多くなる。このような場合には、作業計画作成部１２は、次回の作業開始時の配置位置を変更すると判定して、ステップＳ１６においてＹｅｓとなり、処理はステップＳ１７に進む。
【００５９】
一方で、次回の作業開始時の配置位置を変更しないと判定した場合は、ステップＳ１６においてＮｏとなり、本処理は終了する。
【００６０】
ステップＳ１７において、作業計画作成部１２は、作業開始時の配置位置を変更する。例えば、作業者５０−１を第１棚６０−１の目の前に配置し、作業者５０−２を第２棚６０−２の目の前に配置するように、配置位置を変更する。変更後の配置位置は、指示出力部１３により、各作業者端末２０（に対応する作業者５０）に対して送信される。各作業者端末２０は、出力部２２から、この配置位置を出力する。これを参照した各作業者５０は、この作業者端末２０に送信された配置位置に移動する。
【００６１】
そして、作業計画作成部１２は、次回の作業計画作成時に、変更後の配置位置に基づいて作業計画を作成する。これにより、第１棚６０−１と、第２棚６０−２とでの積み込み作業が、作業者５０−１と作業者５０−２とで分担されることになる。従って、作業者５０−１の作業量が他の作業者５０よりも多くなる、という問題を改善することができる。
【００６２】
なお、上述の配置位置の変更と同じ考えで、作業が発生していない作業者５０が多く存在しているような場合には、各作業者５０に順番に休憩時間を与えるようにしてもよい。
ステップＳ１７が終了すると、本処理は終了する。
以上説明した動作により、本実施形態は、人間及びロボットが協調して集荷を行うために、人間及びロボットに対して適切な作業指示をすることが可能となる。
【００６３】
＜第１例及び第２例＞
次に、本実施形態による集荷依頼情報に基づいた作業計画の作成や、作業時間の短縮について図８から図１６までを参照して説明をする。ここで、以下では、具体例として、第１例と、第２例の２つの具体例を例に取って説明をする。
【００６４】
第１例は、集荷が完了するのに要する時間を短くすることを考慮することなく作業計画を作成した例である。つまり、本実施形態の処理を行わなかった場合の、好ましくない例である。
これに対して、第２例は、上述したような本実施形態の処理を行い、集荷が完了するのに要する時間を短くすることを考慮して作業計画を作成した例である。つまり、本実施形態の処理を行った好ましい例である。
【００６５】
まず、図８を参照して、本実施形態における集荷依頼情報について説明をする。
集荷制御装置１０が受け付ける集荷依頼情報には、オーダーを識別するためのオーダー番号と、オーダーそれぞれについて、集荷すべき商品の種類の指定と、各商品の数量の指定が含まれている。本例であれば、第１オーダーとして第１商品が１つと、第２商品が１つという指定が含まれている。また、第２オーダーから第４オーダーとしても、第１商品が１つと、第２商品が１つという指定が含まれている。
なお、図８の集荷依頼情報は、以下に説明する第１例と第２例で共通のものである。
【００６６】
次に、第１例について説明をする。まず図９を参照して第１例におけるロボット３０に対する作業指示について説明する。次に、図１０を参照して各作業者端末２０（に対応する作業者５０）に対する作業指示について説明する。これらの作業指示は、図８を参照して説明をした集荷依頼情報に基づいて作成される。
【００６７】
図９に示すように作業指示は、ロボット３０毎に作成される。作業内容は、指定した棚６０への移動や、指定した商品の受け取りとなる。
例えば、第１ロボット３０−１は、１番目の作業として「第１棚６０−１に移動」と指示される。これに対して、第２ロボット３０−２は、１番目の作業として、同様に「第１棚６０−１に移動」と指示される。
【００６８】
そして、第１ロボット３０−１は、２番目、３番目の作業として、第１作業者５０−１から、第１オーダーについての第１商品を受け取り、第２オーダーについての第１商品を受け取ると指示される。これに対して、第２ロボット３０−２は、２番目、３番目の作業として、第１作業者５０−１から、第３オーダーについての第１商品を受け取り、第４オーダーについての第１商品を受け取ると指示される。
つまり、第１ロボット３０−１や第２ロボット３０−２は、同じ棚６０で同じような作業を行うように指示されている。
【００６９】
図１０に示すように作業指示は、作業者５０毎に作成される。指定した棚６０からの商品の取り出しや、指定した商品の指定したロボット３０への指定した格納部への積み込みとなる。
【００７０】
例えば、第１作業者５０−１は、１番目の作業として「第１棚６０−１で第１商品を取り出し」と指示される。これに対して、第３作業者５０−３は、１番目の作業として、「第４棚６０−４で第２商品を取り出し」と指示される。
【００７１】
そして、第１作業者５０−１は、２番目の作業として「第１商品を第１ロボット３０−１の第１オーダーの格納部に積み込み」と指示される。これに対して、第３作業者５０−３は、２番目の作業として「第２商品を第１ロボット３０−１の第１オーダーの格納部に積み込み」と指示される。なお、図示の都合上記載を省略するが、各オーダーの格納部（例えば、第１オーダーの格納部）が、第１格納部３５であるのか、第２格納部３６であるのかも、作業指示にて示される。
【００７２】
次に、図１１を参照して、第１例における作業工程について説明をする。この作業工程は図９及び図１０に示した作業指示に基づいて、各作業者５０と各ロボット３０が作業を行う工程について時系列に沿って示したものである。
まず、時刻ｔ１において、第１ロボット３０−１は第１棚６０に移動する。この場合に、第２ロボット３０−２も第１棚６０に移動しようとする。しかし、第１ロボット３０−１が第１棚６０に移動するので、第２ロボット３０−２は第１ロボット３０−１との衝突を避けるため、待機をする。
一方で、第１作業者５０−１は、第１棚６０−１で第１商品を取り出す。また、第３作業者５０−３は、第４棚６０−４で第２商品を取り出す。
【００７３】
次に時刻ｔ２において、第１作業者５０−１は、ｔ１で取り出した第１商品を第１ロボット３０−１に詰め込むことができる。しかしながら、第１ロボット３０−１は、時刻ｔ５まで第４棚６０−４に移動しないので、第３作業者５０−３は、時刻ｔ５まで待機をすることになる。
【００７４】
このように本第１例では、作業計画作成部１２が、集荷が完了するのに要する時間を短くなる作業計画を作成する処理を省いているので、特に第２ロボット３０−２や第３作業者５０−３にて待機が発生することになる。そのため、集荷が完了するのに要する時間が長くなる。
【００７５】
本第１例に基づいて作業工程を行う場合のロボット３０の移動イメージを図１２に示す。図１２では、矢印で第１ロボット移動経路と第２ロボット移動経路を示す。これら経路を参照すると、何れのロボット３０も移動距離が短くなるような経路を移動していることが分かる。しかしながら、図１１を参照して説明したように、本第１例では、多くの待機時間が発生するので、集荷が完了するのに要する時間が長くなる。
このことから、単にロボット３０の移動経路が短くなるように作業計画を作成しても、作業時間を短くすることはできないことが分かる。
【００７６】
次に、第２例について説明をする。第２例では、上述したように、作業計画作成部１２が、複数の作業計画を作成し、ロボット３０の移動経路の長さ以外にも、各ロボット３０それぞれの移動先や作業者５０の状態等を加味した上で、集荷が完了するのに要する時間を短くなる作業計画を選択する処理を行う。そのため、上述の第１例と比較して、作業時間を短くすることができる。
【００７７】
次に、第２例について説明をする。ここで、図１３や図１４に示す第２例での作業指示の表記方法は、図９や図１０に示す第１例での作業指示の表現方法と同様であるので、この点についての説明は省略する。
【００７８】
第２例では、第１例のように多くの待機が発生することを防止するために、第１ロボット３０−１と、第２ロボット３０−２が同時に同じ棚６０に移動しないような作業指示となっている。そのため、棚６０から商品を取り出した作業員５０においても待機の発生を抑えることができる。
【００７９】
この点について、図１５に示す第２例における作業工程を参照して説明をする。この作業工程は図１３及び図１４に示した作業指示に基づいて、各作業者５０と各ロボット３０が作業を行う工程について時系列に沿って示したものである。
【００８０】
まず、時刻ｔ１において、各ロボット３０及び各作業員５０が待機することなく、作業を行う。次の時刻ｔ２において、第１作業員５０−１以外の、各ロボット３０及び各作業員５０も待機することなく、作業を行うことができる。これは、第１ロボット３０−１と、第２ロボット３０−２が同時に同じ棚６０に移動しないような作業指示となっているからである。
【００８１】
以後も、ロボット３０が、作業員５０が商品を取り出すのを待機する場面が一部発生するが、全体的にみると、待機の発生数は、第１例に比べて抑えられている。
そのため、第１例では、集荷が完了するのに時刻ｔ１から時刻ｔ１５までの時間を要したが、第２例では、集荷が完了するのに要する時間が時刻ｔ１から時刻ｔ１１までと短縮されている。なお、第１例及び第２例では、比較的単純な集荷依頼情報を例に取って説明をしたが、集荷依頼情報が複雑になる場合には、本実施形態を利用する場合としない場合とで短縮される時間がより大きくなることもあり得る。
【００８２】
次に、図１６を参照すると、第２例では、第１ロボット３０−１と、第２ロボット３０−２が同時に同じ棚６０に移動しないような作業指示となっていることが分かる。
【００８３】
このように、本実施形態によれば、実施形態では、ロボットの作業所要時間のみならず、人間の作業時間も踏まえて、集荷が完了するのに要する時間を最短とすることが可能となる。
つまり、本実施形態によれば、人間及びロボットが協調して集荷を行うために、人間及びロボットに対して適切な作業指示をすることが可能となる。
【００８４】
また、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【００８５】
例えば、上述の説明では、作業計画作成部１２が、集荷が終了するまでに要した時間が最短となるように作業計画を作成したが、他の基準で作業計画を作成するようにしてもよい。例えば、作業者５０の移動距離が最短となるように作業計画を作成するようにしてもよい。こうすれば、作業者５０の負担を軽減することが可能となる。
【００８６】
なお、上述した集荷システムに含まれる装置及び端末のそれぞれは、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上述した集荷システムに含まれる装置及び端末のそれぞれにより行なわれる集荷方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
【００８７】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【００８８】
１  集荷システム
１０  集荷制御装置
１１  通信部
１２  作業計画作成部
１３  指示出力部
２０  作業者端末
２１  通信部
２２  出力部
２３  操作受付部
３０  ロボット
３１  通信部
３２  駆動制御部
３３  状態検出部
３４  測位部
３５  第１格納部
３６  第２格納部
３７  駆動部
５０  作業者
６０  棚
ＡＲ  出荷作業エリア
【図１】
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【図２】
2019016088.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019016088.tif 000008
【図７】
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【図８】
2019016088.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2019016088.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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