(57)【要約】ボックス（Ｂ）においてアイテム（Ｏ）の位置決めを行う方法（１）は、ａ）アイテム（Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、．．．）のリスト（Ｌ１）を提供するステップと、ｂ）アイテム（Ｏ）を収容するよう設計されたボックス（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．）のリスト（Ｌ２）を提供するステップと、ｃ）各アイテム（Ｏ）の寸法データ（Ｄ’）を提供するステップと、（ｄ）各アイテム（Ｏ）の位置制限データ（Ｄ’’）を提供するステップと、ｅ）ボックス（Ｂ）を組み立てる手段（２）を提供するステップと、ｆ）メインボックス（ＢＰ）に各アイテム（Ｏ）を配置する手段（３）を提供するステップと、ｇ）前記手段（２、３）に接続され、ボックス（Ｂ）の選択及びボックス（Ｂ）へのアイテム（Ｏ）の導入方法を最適化するためアルゴリズム（６）を有する制御ユニット（４）を提供するステップと、ｈ）そのアルゴリズム（６）を適用して、空きスペースを最小限に抑えつつ、アイテム（Ｏ）を収容する最小サイズを有するメインボックス（ＢＰ）を選択し、アイテム（Ｏ）の導入順序、位置、回転を決定するステップと、ｉ）アルゴリズム（６）を適用するステップとを備えている。上記ステップｈ）には、ｊ）各アイテム（Ｏ）の接触面積を計算し、接触面積（ＳＣ）を最小閾値（Ｓｍ）以上に維持することにより、安定した位置決めの確保及び充填材（Ｒ）の量の低減を確実にするステップが含まれる。少なくとも１つのボックス（Ｂ）においてアイテム（Ｏ）の位置決めを行うシステム。
2021507322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのボックス（Ｂ）内においてアイテム（Ｏ）の最適な位置決めを行う方法（１）であって、
ａ）梱包するアイテム（Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、．．．）の第１のリスト（Ｌ１）を提供するステップと、
ｂ）適切な充填材（Ｒ）を介在させて、第１のリスト（Ｌ１）の１つ又は複数のアイテムを収容するよう設計されたボックス（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．）の第２のリスト（Ｌ２）を提供するステップと、
ｃ）第１のリスト（Ｌ１）の各アイテム（Ｏ）の幾何学的データ及び寸法データの第１のセット（Ｄ’）を提供するステップと、
ｄ）第２のリスト（Ｌ２）の少なくとも１つのボックス（Ｂ）内の各アイテムの位置決めを制限する位置制限データの第２のセット（Ｄ’’）を提供するステップと、
ｅ）第２のリスト（Ｌ２）の１つ又は複数のボックス（Ｂ）を組み立てる機械的手段（２）を提供するステップと、
ｆ）第２のリスト（Ｌ２）の少なくとも１つのメインボックス（ＢＰ）に前記第１のリスト（Ｌ１）の各アイテム（Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、．．．）を配置する位置決め手段を提供するステップと、
ｇ）前記位置決め手段（３）と前記組立手段（２）に接続され、ボックス（Ｂ）の選択及びボックス（Ｂ）へのアイテムの導入方法を最適化するための少なくとも１つの第１のアルゴリズム（６）がロードされるメモリユニット（５）を有するコンピュータ制御ユニット（４）を提供するステップと、
ｈ）前記第１のアルゴリズム（６）を適用して、非占有空きスペースを最小限に抑えつつ、第１のリスト（Ｌ１）のアイテム（Ｏ）を収容する最小サイズを有する第２のリスト（Ｌ２）の少なくとも１つのメインボックス（ＢＰ）を選択し、前記第１のデータセット（Ｄ’）及び前記第２のデータセット（Ｄ’’）に従って、選択されたボックス（Ｂ）内における前記第１のリスト（Ｌ１）のアイテム（Ｏ）の導入順序、位置、回転を決定するステップと、
ｉ）前記少なくとも１つのメインボックス（ＢＰ）を形成する前記組立手段（２）と、選択され組み立てられたボックス（Ｂ）に第１のリスト（Ｌ１）のアイテム（Ｏ）を導入する前記位置決め手段（３）とを作動させるために前記第１のアルゴリズム（６）を適用するステップと、
を備え、
前記計算ステップｊ）は、ｋ）各アイテム（Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、．．．）に対する仮想平行六面体（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）を定義し、その寸法を決定するサブステップと、ｌ）その仮想平行六面体（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）の各面（Ｆ）の表面積を計算し、寸法が前記最小閾値（Ｓｍ）よりも大きい面（Ｆ）を決定するサブステップと、ｍ）仮想平行六面体（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）のランダムな導入順序を決定するサブステップと、ｎ）ランダム化された反復により、各仮想平行六面体（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）の角点（Ｔ）と一致する各ボックス（Ｂ）の角点（Ｔ）を決定するサブステップとを含み、
対応する仮想平行六面体（Ｐ１）の接触面（ＳＣ）と２つの垂直面（Ｆ１、Ｆ２）が、その隣の平行六面体（Ｐ２）又はボックス（Ｂ）の内面（Ｓｉ）に接触し、
前記適用ステップｈ）は、ボックス（Ｂ）に対する仮想平行六面体（Ｐ）の付着指数を計算するサブステップｏ）をさらに含み、前記付着指数は、前記仮想平行六面体（Ｐ）の接触面積（ＳＣ）の加重和の最大値を計算することにより得られる、
ことを特徴とする方法（１）。
【請求項２】
前記適用ステップｈ）は、ｏ）ボックス（Ｂ）の仮想平行六面体（Ｐ）の付着指数を計算するサブステップと、ｐ）所定のパラメータに関する回数だけ、考え得る異なる導入順序に基づいて、ボックス（Ｂ）への各仮想平行六面体（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）の導入を繰り返しシミュレートするサブステップと、ｑ）考え得る各導入と、すべての仮想平行六面体（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）を含み得る最小の体積を有するボックス（Ｂ）を関連付けるサブステップと、ｒ）付着指数の高い仮想平行六面体（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）の導入順序を選択するサブステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の最適化アルゴリズム（６）は、ｈ１）選択されたメインボックス（ＢＰ）内の第１のリスト（Ｌ１）のすべてのアイテム（Ｏ）の導入が前記導入順序によって認められない場合、少なくとも１つの追加ボックス（ＢＡ）を組み立てるステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のアルゴリズム（６）は、ｈ２）前記選択されたメインボックス（ＢＰ）への挿入から除外されるアイテム（Ｏ）の全アイテム量を最小化し、それらを前記少なくとも１つの追加ボックス（ＢＡ）に導入するステップを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記メインボックス（ＢＰ）と前記少なくとも１つの追加ボックス（ＢＡ）は、全体的な重心が底部に向かって変位する３次元寸法を有する、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記メインボックス（ＢＰ）の寸法と、前記第２のリスト（Ｌ２）にない前記少なくとも１つの追加ボックス（ＢＡ）の寸法を決定し、その後前記組立手段（２）を作動させてボックス（Ｂ）を組み立てる第２の最適化アルゴリズム（７）を備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のデータセット（Ｄ’）には、各アイテム（Ｏ）の３次元寸法及び重量が含まれ、前記第２のデータセット（Ｄ’’）には、３次元回転に対する制限と、他のアイテム（Ｏ）の下又は上にアイテム（Ｏ）を配置する可能性に対する制限が含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ボックス（Ｂ）の第２のリスト（Ｌ２）の少なくとも１つのボックス（Ｂ）において、アイテム（Ｏ）の第１のリスト（Ｌ１）のアイテム（Ｏ）の最適な位置決めを行うシステム（１）であって、
前記第１のリスト（Ｌ１）のアイテム（Ｏ）を検出する検出手段（８）と、
前記第２のリスト（Ｌ２）のボックス（Ｂ）を組み立てる自動組立手段（２）と、
前記第２のリスト（Ｌ２）の１つ又は複数のボックス（Ｂ）において、前記第１のリスト（Ｌ１）の１つ又は複数のアイテム（Ｏ）の位置決めを行う自動位置決め手段（３）と、
前記検出手段（８）、組立手段（２）、位置決め手段（３）に動作可能に接続され、メモリユニット（５）を有するマイクロプロセッサベースの制御ユニット（４）と、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合された第１のアルゴリズム（６）、第２のアルゴリズム（７）及びコード部分を含む、前記メモリユニット（５）にロードされたコンピュータプログラム製品（９）と、
を備えることを特徴とするシステム（１）。
【請求項９】
前記コンピュータプログラム製品（９）は、Ｃ＃で実装され、ＸＭＬテキストファイルに含まれる命令によって前記検出手段（８）、前記組立手段（２）及び前記位置決め手段（３）とインタフェース接続されている、ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、箱形の梱包容器の製造の分野に応用され、特に、少なくとも１つのボックス内のアイテムの最適な位置決め方法に関するものである。
【０００２】
また、本発明は、上記最適な位置決め方法を実行するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
アイテムを収容したボックスの容積を最適化するためのアルゴリズムを含むコンピュータ製品を用いて「ビンパッキング」問題を解決するための方法は、パッケージ製造の分野で昔から知られている。
【０００４】
これらの方法は、一般に、同じサイズを有し、ボックスのサイズを超えず、かつ、アイテムの相互貫入を引き起こすことなく、所定数のアイテムを収容するよう構成されたボックスの最小ボックス数を数学的に決定するステップを備えている。
【０００５】
すなわち、ボックスに挿入されるアイテムのリストとボックスのサイズが決定すると、容積最適化は、アイテムをボックスに導入する順序を定義することにより、アイテムに占有されていないスペースを最小化する目的を有する。
【０００６】
これらのアルゴリズムには、通常、一意の最適な順序を提供する正確な計算方法が含まれる。しかしながら、これらのアルゴリズムは計算時間が長いため、かなりの計算コストがかかり、ドメイン固有言語を使用するプログラミングライブラリが実装される。
【０００７】
このような欠点を少なくとも部分的に回避するために、最適な解決策を提供はしないが、複数のデータや制限状況に適合可能な、非常に柔軟な計算機能を用いて妥当な時間に許容可能な解決策を提供する発見的アルゴリズムを用いた方法が開発されている。
【０００８】
特許文献１には、アイテムの幾何学的データ及び寸法データ、並びに、ボックス内におけるアイテム配置の制限データを読み取る第１のステップによって、複数のボックス内のアイテムの配置の容量と順序を最適化する方法が開示されている。
【０００９】
この方法は、利用可能なボックスのリストから選択された最良のボックスを決定する第２のステップと、アイテムを収容するのに必要なボックス数を計算する後のステップとをさらに備えている。
【００１０】
アイテムの幾何学的データ及び寸法データには、ボックスにおいて損傷を防ぐために他のアイテムの上にのみ収まる可能性を含む、三次元の寸法、重量、及び、いくつかの配置制限が含まれる。
【００１１】
この既知の方法の第１の欠点は、リストのアイテムを収容するよう選択されたボックスが同じサイズを有し、また、利用可能なボックスのリストにそのサイズが含まれていないボックスは使用できないことである。
【００１２】
上記方法の別の欠点は、アイテムに占有されていないスペースがプロセスによって最小化されないが、使用中のすべてのボックスに同じ最小空きスペースが与えられることである。
【００１３】
これらの欠点を少なくとも部分的に回避するために、梱包されるアイテムのリストに基づいてカスタマイズされたボックスを作成するための方法及びシステムが開発されている。
【００１４】
特許文献２には、所定のリストに含まれる梱包されていないアイテムが占める容積を計算することにより、カスタマイズされたボックスを作成する方法が開示されている。
【００１５】
この方法は、全アイテム量を収容するのに適したサイズのボックスを形成するステップと、すべてのアイテムの体積の合計及びボックス組立へのそのような値の送信によって全体積の値を計算するステップとを備えている。
【００１６】
上記方法の第１の欠点は、アイテムに占有されていない体積の最小化を保証するのではなく、アイテムを収容するよう構成され、アイテムに付着する内壁を有するボックスの作成しか保証しないことである。
【００１７】
上記方法のさらなる欠点は、アイテムがボックス内に自動的に配置されず、アイテムをボックス内に手動で配置するオペレータの存在が必要となることである。
【００１８】
上記方法の別の欠点は、ボックスの中のアイテムの損傷のリスクを減らすのに必要な充填材の最小化を保証しないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第６８７６９５８号
【特許文献２】米国特許第２０１４０３３６０２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このような従来技術に照らして、本発明によって対処される技術的問題は、非占有容積を最適化し、ボックス内のアイテムの安定性を向上させつつ、アイテムを収容する梱包ボックスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の目的は、少なくとも１つのボックス内においてアイテムの最適な位置決めを行うための非常に効率的かつ比較的費用効果が高い方法及びシステムを提供することにより、上記欠点を回避することである。
【００２２】
本発明の特定の目的は、重心が最適化されたカスタマイズされたボックスを提供し、その中の空きスペースを最小化することができる上記方法及びシステムによって上記技術的問題を解決することである。
【００２３】
本発明の別の目的は、ボックスの全体積を最小化することができる上記方法及びシステムを提供することである。
【００２４】
本発明のさらなる目的は、アイテムの形状やサイズに関係なく、充填されるボックスを非常に柔軟に選択可能とする上記方法及びシステムを提供することである。
【００２５】
本発明の別の目的は、計算時間を短縮する上記方法及びシステムを提供することである。
【００２６】
本発明のさらに別の目的は、ボックス内のアイテムのあらゆる種類の位置制限に対処可能な上記方法及びシステムを提供することである。
【００２７】
以下でより明確に説明するように、これら及び他の目的は、独立請求項１に記載の少なくとも１つのボックス内においてアイテムの最適な位置決めを行う方法によって実現される。この方法は、ａ）梱包するアイテムの第１のリストを提供するステップと、ｂ）適切な充填材を介在させて、第１のリストの１つ又は複数のアイテムを収容するよう設計されたボックスの第２のリストを提供するステップと、ｃ）第１のリストの各アイテムの幾何学的データ及び寸法データの第１のセットを提供するステップと、ｄ）第２のリストの少なくとも１つのボックス内の各アイテムの位置決めを制限する位置制限データの第２のセットを提供するステップとを備えている。
【００２８】
上記方法は、ｆ）第２のリストの１つ又は複数のボックスを組み立てる機械的手段を提供するステップと、ｇ）第２のリストの少なくとも１つのメインボックスに第１のリストの各アイテムを配置する位置決め手段を提供するステップと、ｈ）位置決め手段と組立手段に接続され、ボックスの選択及びボックスへのアイテムの導入方法を最適化するための少なくとも１つの第１のアルゴリズムがロードされるメモリユニットを有するコンピュータ制御ユニットを提供するステップと、ｉ）第１のアルゴリズムを適用して、非占有空きスペースを最小限に抑えつつ、第１のリストのアイテムを収容する最小サイズを有する第２のリストの少なくとも１つのメインボックスを選択し、第１及び第２のデータセットに従って、選択されたボックス内における第１のリストのアイテムの導入順序、位置、回転を決定するステップと、ｊ）少なくとも１つのボックスを形成する組立手段と、選択され組み立てられたボックスに第１のリストのアイテムを導入する位置決め手段とを作動させるために第１のアルゴリズムを適用するステップとをさらに備えている。
【００２９】
すなわち、上記方法のステップｈ）には、ｊ）第１のアルゴリズムにより、各アイテムとその隣のアイテム又はボックスの内面との接触面積を計算し、安定した位置決めの確保及び充填材量の低減を考慮して、接触面積を最小閾値以上に維持するステップが含まれる。
【００３０】
さらなる態様では、本発明は、請求項１０に記載の最適なアイテムの位置決めを行うシステムに関する。
【００３１】
本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載したとおりである。
【００３２】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を用いて、非限定的な実施例により示す以下の好適かつ非排他的な実施形態の詳細な説明からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の方法を示す概略図である。
【図２】本発明の方法により複数のアイテムで充填された一対のボックスを示す概略図である。
【図３】図１の方法の詳細を概略的に示す図である。
【図４】本発明のシステムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
特に、図面を参照して、少なくとも１つのボックスＢ内においてアイテムＯの最適な位置決めを行う方法及びシステムを示し、概して、符号１で示される。
【００３５】
この方法は、ａ）梱包されるアイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…の第１のリストＬ１を提供するステップと、ｂ）輸送中にアイテムＯが損傷するのを防ぐために、適切な充填材Ｒを介在させて、第１のリストＬ１の１つ又は複数のアイテムを収容するよう設計されたボックスＢ１、Ｂ２、Ｂ３、…の第２のリストＬ２を提供するステップとを備えている。
【００３６】
例として、アイテムＯの第１のリストＬ１は、異なるサイズと機能を有し、輸送手段で搬送されるよう構成された、第２のリストＬ２の１つ又は複数のボックスＢ１、Ｂ２、Ｂ３、…に導入される複数のアイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…のリストであってもよい。
【００３７】
さらに、充填材Ｒは、要件に応じて異なるタイプのものであってもよく、高密度又は低密度のゆるい発泡スチロールチップ、気泡要素、多球層又は他の同等のタイプのものが含まれてもよい。
【００３８】
上記方法は、ｃ）第１のリストＬ１の各アイテムＯに関する幾何学的データ及び寸法データの第１のセットＤ’を提供するステップと、ｄ）第２のリストＬ２のボックスＢの少なくとも１つにおける各アイテムＯの位置決めを制限する位置制限データの第２のセットＤ’’を提供するステップとをさらに備えている。
【００３９】
すなわち、第１のデータセットＤ’には、各アイテムＯの３次元寸法及び重量が含まれていてもよく、第２のデータセットＤ’’には、３次元回転と、他のアイテムＯの下又は上にアイテムＯを配置する可能性とに対する制限が含まれていてもよい。
【００４０】
上記第１のリストＬ１には、例えば、２次元回転によってしか位置決めが行われないアイテム、又は、上面が空いた状態の他のアイテムＯの上にしか配置されないアイテムが含まれていてもよい。
【００４１】
上記方法は、ｅ）第２のリストＬ２の１つ又は複数のボックスＢを組み立てるよう構成された、最適位置決めシステム１の機械的手段２を提供するステップをさらに備えている。
【００４２】
ｆ）この位置決めシステム１の一部でもあり、第１のリストＬ１の各アイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…を第２のリストＬ２の少なくとも１つのメインボックスＢＰに配置するよう構成された位置決め手段３を提供するステップも考えられる。
【００４３】
組立て手段２は、所定の特性を有する段ボールシートの切断、折曲げ、接着を行ない、第２のリストＬ２に含まれる情報に従ってボックスＢを自動的に形成することができる。
【００４４】
ボックスＢの内部空洞は、位置決め手段３によって後に充填を行うことが可能であり、この位置決め手段３は、ベルトコンベヤータイプやロボットアームタイプのものであってもよい。
【００４５】
上記方法は、ｇ）位置決め手段３と組立て手段２に接続され、ボックスＢの選択とアイテムＯをボックスＢに導入する方法を最適化するための第１のアルゴリズム６がロードされるメモリユニット５を有するコンピュータ制御ユニット４を提供するステップを備えている。
【００４６】
この方法は、ｈ）第１のアルゴリズム６を適用して、第１のリストＬ１のアイテムＯを収容する最小サイズを有する第２のリストＬ２の少なくとも１つのメインボックスＢＰを選択し、空いているスペースを最小化するステップを含む。導入の順序を決定するために、選択されたボックスＢ内の第１のリストＬ１の項目Ｏの位置と回転を、データの最初のＤ’および２番目のＤ’’セットに従って決定する。
【００４７】
そして、この第１のアルゴリズム６は、いわゆる「最良選択」最適化を可能にし、ボックスＢの複数の可能な固定寸法を考慮して、アイテムＯを含むことができるボックスＢを選択する。
【００４８】
図２に示すように、第１の最適化アルゴリズム６は、ｈ１）選択されたメインボックスＢＰ内の第１のリストＬ１のすべてのアイテムＯの導入が導入順序によって認められない場合、少なくとも１つの追加ボックスＢＡを組み立てるステップを備えていてもよい。
【００４９】
第１のアルゴリズム６は、ｈ２）選択されたメインボックスＢＰへの挿入から除外されるアイテムＯの全アイテム量を最小化し、それらを追加ボックスＢに導入する追加のステップをさらに含んでいてもよい。
【００５０】
例えば、第１のリストＬ１が異なるサイズを有する複数のアイテムＯを含む場合、より大きなアイテムＯをメインボックスＢＰに導入し、残りのより小さなアイテムを追加ボックスＢＡに導入することが優先される。
【００５１】
また、上記方法１は、ｉ）少なくともメインボックスＢＰを形成する組立手段２と、選択され組み立てられたボックスＢに第１のリストＬ１のアイテムＯを導入する位置決め手段３とを作動させるために第１のアルゴリズム６を適用するステップをさらに備えている。
【００５２】
本発明の特有の態様では、上記ステップｈ）には、ｊ）第１のアルゴリズム６により、各アイテムＯとその隣のアイテム又はボックスＢの内面Ｓｉとの接触面積ＳＣを計算し、安定した位置決めの確保及び充填材Ｒの量の低減を考慮して、接触面積ＳＣを最小閾値Ｓｍ以上に維持するステップが含まれる。
【００５３】
上記方法では、この計算ステップｊ）により、可能な導入順序ごとに安定した位置決めと充填材Ｒの量の低減を確実に行うことにより、選択されたボックスＢの圧縮が図られる。
【００５４】
図３に示すように、第１のアルゴリズム６は、最小閾値Ｓｍの値の仮決定を含んでいてもよく、その値は５０％の最小接触面積ＳＣから最大１００％、好ましくは７５％の範囲であってもよい。
【００５５】
第１のアルゴリズム６による計算ステップｊ）は、ｋ）各アイテムＯ１、Ｏ２、ＯＲ３、…に関連付けられる仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…を定義し、その寸法を決定するサブステップと、ｌ）その仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…の各面Ｆの表面積を計算し、寸法が最小閾値ＳＭよりも大きい面Ｆを決定するサブステップとを含んでいてもよい。
【００５６】
上記方法では、これらのサブステップにより、各アイテムＯの形状を、三次元寸法が各アイテムＯの最大サイズに対応する対応する仮想平行六面体Ｐに線形化できるようにする。
【００５７】
これにより、上記方法は、各アイテムＯがその隣のアイテム又はボックスＢの内面Ｓｉに寄りかかるために使用可能な面Ｆの測定を容易にすることができる。
【００５８】
第１のアルゴリズム６による計算ステップｊ）は、ｍ）仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…の挿入のランダムな順序を決定するサブステップと、ｎ）ランダム化された反復により各ボックスＢの角点Ｔを決定するサブステップとを含んでいてもよい。
【００５９】
このような各仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…の角点Ｔは、対応する仮想平行六面体Ｐ１の接触面ＳＣと２つの垂直面Ｆ１、Ｆ２が、その隣の平行六面体Ｐ２又はボックスＢの内面Ｓｉに接触する点に対応することが好ましい。
【００６０】
あるいは、角点Ｔは、「壁構築」方法によって決定されてもよく、この方法では、仮想平行六面体Ｐの面Ｆのみが接触面ＳＣと見なされるか、又は「端点」が考慮され、関連する角点Ｔが仮想平行六面体Ｐの頂点から選択される。
【００６１】
すなわち、サブステップｎ）では、過去に導入された平行六面体Ｐとの可能な接触を特定することにより、平行六面体Ｐの角点Ｔにおける可能な配置を繰り返し判定し、すべての認められた配置について、仮想的に導入された平行六面体Ｐのすべての新しい角点Ｔを計算してもよい。
【００６２】
この計算は、各アイテムＯに関連付けられた仮想平行六面体Ｐの角点Ｔの適切な形状射影、例えば、ボックスＢとそのすべての内壁にすでに導入されたアイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…のすべての仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３上でそれを各軸に沿って回転させることにより実行されてもよい。
【００６３】
従って、サブステップｎ）では、過去に挿入されたもの又はボックスＢの内壁に向かってアイテムがさらに押しやられることを防ぐ。
【００６４】
図１に示すように、第１のアルゴリズム６を適用するステップｈ）は、ｏ）各アイテムＯに関連付けられた仮想平行六面体Ｐの接触面積ＳＣの加重和の最大値として定義される、ボックスＢに対する仮想平行六面体Ｐの付着指数を計算するサブステップを含んでいる。
【００６５】
当技術分野で周知のように、加重和は、目的を決めるための条件付けパラメータを確立するのに用いられる計算であり、目的の達成のためにパラメータが持つ重要度に従って各条件付けパラメータに重みが割り当てられる。
【００６６】
この計算サブステップｏ）の計算が行われた後、ｐ）所定のパラメータに関する回数だけ、考え得る異なる導入順序に基づいて、ボックスＢへの各仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…の反復導入をシミュレートし、ｑ）考え得る各導入と、すべての仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を含み得る最小の体積を有するボックスＢを関連付けるサブステップを備えていてもよい。
【００６７】
導入順序や、第１のリストＬ１のアイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…を含み得る最良のボックスＢの決定は、ｒ）仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の付着指数が高く、ボックスＢの体積が最小となる導入順序を選択するサブステップによって行われる。
【００６８】
本発明の方法のサブステップによって、３次元寸法を有し、全体的な重心が底部に向かって変位するメインボックスＢＰ及び追加ボックスＢＡの選択が可能となることが理解されるであろう。
【００６９】
また、上記方法１は、メインボックスＢＰの寸法と、ボックスＢの第２のリストＬ２にない少なくとも１つの追加ボックスＢＡの寸法を決定し、その後組立手段２を作動させる第２の最適化アルゴリズム７を備えていてもよい。
【００７０】
この第２のアルゴリズム７によって、ボックスＢの寸法を計算して、ボックスＢの３次元寸法と総重量の最大限度に応じて第１のリストＬ１のアイテムＯを導入する「最良適合」最適化が図られる。
【００７１】
好都合には、第１のリストＬ１のすべてのアイテムＯをそのような最大サイズを有する選択されたメインボックスＢＰに導入できない場合、第２のアルゴリズム７によって、各ボックスＢにどのアイテムが導入されるか、導入順序、ボックスＢ内の各アイテムＯの位置と回転を示しつつ、残りのアイテムＯが導入される少なくとも１つの追加ボックスＢＡの寸法が選択されてもよい。
【００７２】
これらの最大寸法限度により、第１のリストＬ１のすべてのアイテムＯがメインボックスＢＰに導入されることが認められない場合、計算後、第２のアルゴリズム７は組立手段２を作動させて、内部寸法が残りのアイテムＯを収容し得る追加ボックスＢＡを形成し、その後位置決め手段３を作動させる。
【００７３】
特に、第２のアルゴリズム７は、各アイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…の仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…の総体積を計算して、仮想平行六面体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…の総体積を収容し得る体積の１つのボックスＢを特定することにより、メインボックスＢＰ及び追加ボックスＢＡの寸法を決定してもよい。
【００７４】
第１のアルゴリズム６及び第２のアルゴリズム７は、発見的計算を用いて、３０個のオブジェクトＯ１、Ｏ２、Ｏ３、．．．を含む第１のリストＬ１と、第１のアルゴリズム６の場合、２０個のボックスＢ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．を含む第２のリストＬ２を考慮したパッキングソリューションを提供し得ることが有利である。
【００７５】
また、本発明は、ボックスＬ２の第２のリストの少なくとも１つのボックスＢ内において第１のリストＬ１のアイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…の最適な位置決めを行うシステム１に関する。
【００７６】
このシステム１は、図４に示すように、第１のリストＬ１のアイテムＯ１、Ｏ２、Ｏ３、…を検出する検出手段８と、第２のリストＬ２のボックスＢを組み立てる自動組立手段２とを備えている。
【００７７】
このシステム１は、さらに、第２のリストＬ２の１つ又は複数のボックスＢ内において第１のリストＬ１の１つ又は複数のアイテムＯの位置決めを行う自動位置決め手段３と、検出手段８、組立手段２及び位置決め手段３に動作可能に接続され、メモリユニット５を有するマイクロプロセッサベースの制御ユニット４とを備えている。
【００７８】
特に、上記システム１は、メモリユニット５にロードされ、上述の方法を実行するよう構成された第１のアルゴリズム６、第２のアルゴリズム７及びコード部分を含むコンピュータプログラム製品９を備えている。
【００７９】
このコンピュータプログラム製品９は、Ｃ＃タイプのプログラミング言語で実装されてもよく、ＸＭＬテキストファイルに含まれる命令によって検出手段８、組立手段２及び位置決め手段３とインタフェース接続されていてもよい。
【００８０】
上記から、本発明の方法及びシステムが所定の目的を達成し、特に、非占有容積を最適化し、ボックス内のアイテムの安定性を向上させつつ、アイテムを収容する梱包ボックスを提供できることは明確であろう。
【００８１】
本発明の方法及びシステムは、添付の特許請求の範囲に開示された本発明の概念内で多くの変更や変形が可能である。
【００８２】
本発明の方法及びシステムについて、特に添付の図面を参照して説明したが、本開示や特許請求の範囲で参照される符号は、本発明をより良く理解するためにのみ使用され、特許請求の範囲をいかなる方法によっても限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、シート材料をパッケージに加工するための工場で産業規模で製造することができるため、産業での応用が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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