(57)【要約】【課題】自走台車の走行停止を適切なものにする。【解決手段】部品毎にピッキング時間／回、ピッキング個数／回、仕分時間／個、歩行時間を記憶する作業条件テーブルを用意する。そして、自走台車の走行制御において、部品毎のピッキング仕分けに必要な時間を考慮して、自走台車の停止時間を制御する。【選択図】　　　　図１
2004001949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の部品が種類毎に所定の位置に収容されている部品棚と、
この部品棚に沿って走行し必要な部品が積み込まれる無人搬送車と、
無人搬送車に積み込むべき部品であることを前記部品棚の部品収容箇所にて表示するピッキング指示装置と、
積み込むべき部品の種類に応じて無人搬送車の停止位置と停止時間を制御する制御装置と、
を有するピッキングシステム。
【請求項２】
複数種類の部品が種類毎に所定の位置に収容されている部品棚に沿って必要な部品が積み込まれる無人搬送車を走行させる走行制御手段と、
前記無人搬送車に積み込むべき部品であることを前記部品棚の部品収容箇所に表示させるピッキング指示手段と、
を有し、
前記走行制御手段は、積み込むべき部品の種類に応じて無人搬送車の停止位置と停止時間を制御するピッキングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類の部品が種類毎に所定の位置に収容されている部品棚に沿って必要な部品が積み込まれる無人搬送車を走行させるピッキングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車など多数の部品を組み付ける作業場においては、無人搬送車を用いて、部品を搬送している。組み立てラインにおいては、通常複数の種類の車両が順次搬送されてくる。そして、その車両に必要な部品が無人搬送車で運ばれてくる必要がある。一方、車両の組み立てに必要な部品は部品棚に部品の種類毎に予め定められた位置に収容されている。
【０００３】
そこで、必要な部品を部品棚から取り出し、無人搬送車に積み込む必要がある。このため、作業者は、無人搬送車を、積み込むべき部品が収容されて部品棚の前で停止させ、部品を積み込むという動作を繰り返す。
【０００４】
また、部品棚における各部品の位置、無人搬送車に積み込むべき部品、積み込み場所などは予め決定されているため、ホストコンピュータからの指示により、無人搬送車において部品積み込み場所を表示したり、無人搬送車の停止場所を自動制御することが行われている。このような技術については、例えば特開平１１−０９６２２６号公報に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、無人搬送車による部品の搬送は、部品の使用場所に適切な時間に部品が到達することが第１の目的であり、このために無人搬送車の制御などが行われている。従って、通常は部品積み込みのための停止時間は一定時間とされていた。
【０００６】
ところが、実際の部品積み込み作業は、その部品種類などによっても異なり、積み込みが間にあわず無人搬送車を緊急停止させたり、時間が余ったりして、生産性がよくないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、無人搬送車の走行を効果的に制御できるピッキングシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数種類の部品が種類毎に所定の位置に収容されている部品棚と、この部品棚に沿って走行し必要な部品が積み込まれる無人搬送車と、無人搬送車に積み込むべき部品であることを前記部品棚の部品収容箇所にて表示するピッキング指示装置と、積み込むべき部品の種類に応じて無人搬送車の停止位置と停止時間を制御する制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は複数種類の部品が種類毎に所定の位置に収容されている部品棚に沿って必要な部品が積み込まれる無人搬送車を走行させる走行制御手段と、前記無人搬送車に積み込むべき部品であることを前記部品棚の部品収容箇所に表示させるピッキング指示手段と、を有し、前記走行制御手段は、積み込むべき部品の種類に応じて無人搬送車の停止位置と停止時間を制御することを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明によれば、部品の種類に応じて、適切に無人搬送車の停止時間が制御されるので、生産性を向上することができ、また作業者への負担を軽減することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るピッキングシステムの特徴的構成の概略を示す図であり、工場の生産計画に基づく生産管理コンピュータから生産ラインの車両製造計画に基づき無人搬送車（自走台車）毎の部品積み込み計画が決定される。そして、１つの自走台車の走行計画を決定するために、対象となる自走台車が積み込む部品についてのデータがピッキングシステムの管理装置に入力される。ここで、本実施形態では、自走台車は、５つのブロック（部品箱）に分けられており、５つの車両に対する部品を積み込む。図において、製品順番１〜５が部品を搭載する部品箱を示しており、部品はＡ〜Ｃの３種類を例示している。
【００１２】
次に、管理装置は、自走台車条件テーブルおよび作業条件テーブルの内容を参照して、各部品を積み込むための自走台車の走行制御のデータを出力する。ここで、自走台車条件テーブルには、反応遅れ時間（ａ）が記憶されている。この反応遅れ時間は、走行開始の指示をした後、実際に走行が開始されるまで時間であり、ブレーキの解除や安全性のチェックなど実際の走行開始までに必要な時間により決定される。なお、この反応遅れ時間を、自走台車の種類や搭載した部品の数などによって変更可能にすることも好適である。この例では、反応遅れ時間（ａ）は、一律に２０００ｍｓｅｃ（２秒）に設定してある。
【００１３】
また、作業条件テーブルは、部品（部品種類）が自走台車が部品棚からピックアップする順番に並べられており、各部品について、１回のピッキングに要する時間である「ピッキング時間／回」、１回のピッキングにより取り出す部品個数である「ピッキング個数／回」、自走台車の所定位置に仕分けして積み込む「仕分時間／個」、作業者が作業場所に移動するための時間である「歩行時間」が記録されている。
【００１４】
例えば、部品Ａは、４つの部品を製品（車両）１、３〜５の４つの製品に仕分けして積み込む。また、この部品Ａは、ピッキング時間（ｃ）＝１秒、ピッキング個数（ｄ）＝２個、仕分時間（ｅ）＝０．５秒である。そこで、管理装置は、４個÷ｄの切り上げ×ｃ＋個数×ｅ＋ｆ＝４÷２×１＋４×０．５＋３＝２＋２＋３＝７という計算を行い、時間は７秒（７０００ｍｓｅｃ）であることを算出する。そして、自走台車に走行を指示するタイミングである走行開始タイミングとしては、計算で得た７秒から反応遅れ時間２秒を減算した５秒を算出する。すなわち、開始から５秒後に自走台車に対し走行指示を行い、その２秒後に自走台車が走行を開始することになる。
【００１５】
さらに、部品Ｂ、部品Ｃについても同様に計算を行い、それぞれの部品についての時間およびその累積時間、走行開始タイミングが算出される。なお、走行開始タイミングは、累積時間より２秒早いだけである。
【００１６】
このようにして、自走台車の走行開始タイミングが各部品の積み込み個数、各部品のピッキングに要する時間、仕分けに要する時間、歩行時間に基づいて決定される。従って、実際に必要な作業に応じた所要時間が設定される。従って、部品の個数、部品の大きさや部品棚の配置などに応じて適切な走行開始タイミングの設定が行え、効率的なピッキング作業が行える。
【００１７】
特に、自走台車の走行開始が各部品についての積み込み作業の作業負荷に応じたペースメーカーになり、作業者は自走台車の動きにあわせて作業を行うことで、適切なペースでの作業を行うことができる。また、走行開始タイミングから走行開始までの期間についてはランプや残り時間表示で作業者に知らせることが好適であり、これによって走行の警告および作業ペースの指示の両方が達成できる。
【００１８】
さらに、後述するように、各部品棚においてはピッキング対象部品についてのランプ表示を行い、かつ自走台車については積み込み部品位置についてのランプ指示を行うことで、作業者による作業が容易になっている。また、作業が早期に終了した場合にこれを知らせる作業完了ボタンや、停止延長ボタンなどを自走台車に設け、そのときに都合で停止時間を調整できるようにするとよい。
【００１９】
次に、実際の車両組み立てラインのある工程区間で使用する部品車両１台毎に取りそろえる順立て工程に本実施形態のシステムを適用した事例について説明する。
【００２０】
図２に示すように、自走台車は、所定の走路上を自動走行する。順立て工程▲１▼では、所定の範囲で、走路の両側に部品棚群が配置されている。部品はその種類毎に分類され、部品棚群に収容されている。この順立て工程▲１▼では、順立て作業者が車両組み立てラインで組み立てられる車両５台分の部品を１回の作業でピッキングして、自動台車上の車両１第毎の部品箱に仕分けられながら挿入する。すなわち、必要な部品の収容されている棚の前で自走台車が停止し、作業者がその部品を車両毎に仕分けして部品箱に挿入する。この際の自走台車の走行開始タイミングが上述したように制御される。
【００２１】
すべての部品を搭載し終えた自走台車は、組み立てラインの部品箱供給ポイント▲２▼まで走行し停止する。組み立て作業者が自走台車から部品箱を取り、その部品箱内の部品を車両に組み付ける。すべて（この場合は５個）の部品箱を取られた自走台車は、空箱回収ポイント▲３▼まで走行し、待機する。車両組み立てラインで部品が取り出され空になった部品箱は、空箱回収ポイント▲３▼で自走台車上に戻される。すべて（５個）の部品箱が搭載された自走台車は順立て工程▲１▼の先頭まで走行しここに待機する。そして、順立て工程の開始とともに走行し、上述の作業が繰り返される。この例では、３台の自走台車により部品の搬送を行う例を示しているが、実際の工程における部品の使用個数、作業内容などにあわせて自走台車の台数は、適宜決定される。
【００２２】
図３に、実施形態に係るピッキングシステムの概略ハード構成が示されている。各部品棚には、ピッキング指示装置１０が設けられている。このピッキング指示装置１０は、部品棚から各部品収納場所にそれぞれ設けられたランプからなり、取り出す部品を指示する。
【００２３】
また、自走台車１２は、複数台設けられており、各自走台車１２には、仕分指示装置１４が搭載されている。この仕分指示装置１４は、各部品の搭載時に投入すべき部品箱を示す。
【００２４】
そして、管理装置１６は、各自走台車についての搭載部品などを決定し、自走台車１２の走行を制御するとともに、ピッキング指示装置１０におけるピッキング部品の指示、仕分指示装置１４における仕分指示を制御する。なお、自走台車１２とは、無線回線を通じて接続されている。
【００２５】
図４には、部品棚の構成が示してある。ピッキング指示装置１０は、部品棚の各間口に設置する表示器と各表示器１１０の表示を制御するコントローラ（図示せず）から構成されている。表示器１１０は、その間口の部品がピッキング対象であることを示すランプ１１２、とピッキング数量を示す数字表示窓１１４からなり、管理装置１６からの指令に応じてランプ１１２の点灯／消灯、数字表示窓１１４における数字の表示／消去を行う。
【００２６】
図５には、仕分指示装置１４が示してある。仕分指示装置１４は、自走台車１２上の部品箱の搭載位置に設置する投入指示ランプ１４０と、その部品の仕分けが完了したことを作業者が入力するための完了ボタン１４２と、各投入指示ランプ１４０および完了ボタン１４２を制御するコントローラ（図示せず）から構成されている。無線回線を開始、管理装置１６から送られてくる指令により投入ランプ１１２が点灯／消灯される。また、完了ボタンが押されたことを無線回線を介して管理装置１６に通知することが可能である。また、仕分指示装置１４のコントローラは管理装置１６から自走台車１２に対する走行指示を中継する役割を担う。すなわち、管理装置１６からの走行開始指令は、仕分指示装置１４において受信され、コントローラが自走台車１２のモータなどを制御して走行を制御する。
【００２７】
図６には、無線通信のための構成が示してある。管理装置１６には、１つの地上局１６０が有線で接続されている。この地上局１６０は送信機、送信アンテナを有しており、管理装置１６からの指令を所定の方式に従って無線送信する。一方、各仕分指示装置１４は、移動局１４４を有している。この移動局１４４は、受信アンテナおよび受信機を有し、管理装置１６からの指令を取り出し、これを仕分指示装置コントローラ１４６に供給する。そこで、この仕分指示装置コントローラ１４６が上述した表示や走行制御を行う。
【００２８】
図７には、管理装置１６の構成が示してある。管理装置１６は、基本的にコンピュータから構成されている。管理装置１６では、まず管理装置１６の上位の生産管理システムから車両１台毎に必要な部品についての情報を受領する生産指示受領処理（Ａ）を行う。
【００２９】
また、管理装置１６には、作業条件テーブル（Ｂ）、自走台車条件テーブル（Ｃ）が設けられている。作業条件テーブル（Ｂ）には、部品種類に対するピッキング順番と、対応するピッキング指示装置の各表示器と、１回でピッキングできる部品個数と、部品１個の仕分時間と、前の部品からその部品までの歩行時間が登録されている。また、自走台車条件テーブル（Ｃ）には、走行指示を発してから発信する前の反応遅れ時間が登録されている。
【００３０】
管理装置１６は、生産指示受領処理（Ａ）からの生産指示に対し、作業条件テーブル（Ｂ）、および自走台車条件テーブル（Ｃ）を参照しながら、各部品のピッキングおよび仕分作業が完了するまでの許容時間と、ピッキング指示内容と仕分指示内容を決定する指示決定処理（Ｄ）を行う。このように指示決定処理（Ｄ）で、決定された指示内容データ（Ｅ）は、総合指示処理（Ｆ）に渡される。総合指示処理（Ｆ）では、ある部品の仕分けが完了したら次の部品に対するピッキング指示と仕分指示と次の部品に該当する停止位置への走行指示を行う。
【００３１】
また、どの部品までピッキング指示および仕分指示が進んだのかを記憶する作業指示進捗テーブル（Ｇ）と、どの部品まで走行指示が進んだのかを記録する走行指示進捗テーブル（Ｈ）が設けられており、総合指示処理（Ｆ）は、指示内容と、各テーブルにおける進捗状況を比較し、許容時間内に仕分完了を受領した場合には、自走台車に走行指示を出す。
【００３２】
また、指示内容データ（Ｅ）は、ペースメーカー走行指示処理（Ｉ）にも供給される。このペースメーカー走行指示処理（Ｉ）は、ある部品に対する許容時間までにその部品の仕分完了を受領したかどうかを監視し受領していない場合に、自走台車に対して、次の部品に該当する停止位置への走行指示を行う。これによって、作業者は、標準的な作業時間を認識することができる。
【００３３】
なお、その際に作業が終了していなかった場合には、作業者は停止ボタンまたは停止延長ボタン（図示せず）を押し、作業完了まで自走台車を停止させることができる。
【００３４】
このようにして、各種の条件を部品種類毎のピッキング時間、仕分時間を考慮した許容時間に応じた走行開始制御（ペースメーカー走行）を行うことができる。
【００３５】
次に、各工程の処理について個別に説明する。
【００３６】
生産受領処理（Ａ）では、管理装置１６は、組み立てラインを車両が通過する順番に車両１台毎に必要な部品の情報を必要台数分（例えば、５段分）だけ受領し、記憶する。
【００３７】
指示決定処理（Ｄ）は、１回の作業（車両５台分）の開始から各部品に対する作業完了までの許容時間を決定し、部品単位の作業順に内容を指示内容データ（Ｅ）に記憶する。
【００３８】
図８には、指示決定処理（Ｄ）の処理のフローチャートが示されている。ここで、作業順のｎの部品を部品ｎとし、最後の部品を部品Ｎとする。また、各変数は、Ａｎ：部品ｎの１回のピッキング時間、Ｂｎ：部品ｎの１回のピッキング回数、Ｃｎ：部品ｎの１個の仕分時間、Ｐｎ：部品ｎのピッキング個数、Ｄｎ：部品ｎ−１〜部品ｎまでの歩行時間、Ｅ：自走台車の反応遅れ時間、ＰＡｎ：部品１〜部品ｎまでの総ピッキング時間（ＰＡ０＝０）、ＡＡｎ：部品１〜部品ｎまでの総仕分時間（ＡＡ０＝０）、Ｄｎ：部品１〜部品ｎまでの総歩行時間（ＷＡ０＝０）である。
【００３９】
まず、積み込む部品ナンバーであるｎを１にセットし（Ｓ１１）、このｎが自走台車に積み込む最後の総数Ｎに１を加算したＮ＋１より小さいかを判定する（Ｓ１２）。
【００４０】
Ｓ１２の判定でＹＥＳであれば、車両５台分の生産指示情報より、部品ｎの使用個数Ｐｎを調べる（Ｓ１３）。
【００４１】
そして、総ピッキング時間ＰＡｎを（前回までの総ピッキング時間：ＰＡｎ−１）＋（今回のピッキング時間：（Ｐｎ／Ｂｎ）の切り上げ×Ａｎ）で算出する（Ｓ１４）。また、総仕分時間ＡＡｎについても、ＡＡｎ＝ＡＡｎ−１＋Ｐｎ×Ｃｎで算出し（Ｓ１５）、また総歩行時間ＷＡｎについても、ＷＡｎ＝ＷＡｎ−１＋Ｄｎで算出する（Ｓ１６）。
【００４２】
そして、部品ｎまでの許容時間をＳ１４〜Ｓ１６で算出したＰＡｎ＋ＡＡｎ＋ＷＡｎ−Ｅで算出する（Ｓ１７）。そして、ｎ＝ｎ＋１とし（Ｓ１８）、Ｓ１２に戻る。そして、Ｓ１２においてＮＯであれば、すべての部品についての処理が終了したため、処理を終了する。
【００４３】
図９には、このようにして算出した、作業順番、部品記号、使用個数、許容時間、車両（製品）毎の部品使用の有無の表を示す。作業順番および部品記号によって、部品棚の前の停止順番、停止位置が決定され、またピッキング指示装置および仕分指示装置における表示が決定される。そして、許容時間によってペースメーカ走行指示処理による走行タイミングの制御が行われる。
【００４４】
図１０には、総合指示処理（Ｆ）による処理を示す。総合指示処理（Ｆ）は、作業識別番号とその作業を行う自走台車の識別番号を取得すると、図１０に示すように、ピッキング指示、仕分指示、走行指示の処理を行う。ここで、図中の変数は、ＳＳ：作業指示進捗テーブルの値、ＲＳ：走行指示進捗テーブルの値、Ｎ：最後の部品の作業順番である。
【００４５】
まず、部品最初の部品ｎ＝１にセットし（Ｓ２１）、ｎ＜Ｎ＋１で最後の部品Ｎの処理が終了したかを判定する（Ｓ２２）。
【００４６】
Ｓ２２の判定でＹＥＳの場合には、部品ｎのピッキング個数ＰｎがＰｎ＞０かを判定する（Ｓ２３）。このＳ２３の判定でＹＥＳであれば、作業進捗テーブルの値ＳＳ＝ｎにセットする（Ｓ２４）。次に、作業進捗テーブルの値ＳＳが走行指示進捗テーブルの値ＲＳより大きいかを判定する（Ｓ２５）。通常この処理を通る場合には、ＳＳの値のみが更新され、ＲＳの値は更新されていないので、Ｓ２４の判定はＹＥＳとなる。この場合には、走行指示進捗テーブルの値ＲＳ＝ｎとして（Ｓ２６）、ＳＳの値とＲＳの値がそろえられる。
【００４７】
そして、ピッキング指示装置に対し、部品ｎに該当するランプの点灯と、ピッキング個数Ｐｎの表示を指示し（Ｓ２７）、自走台車に仕分車両に該当するランプの点灯と、部品ｎに該当する停止ポイントと速度を指示する（Ｓ２８）。
【００４８】
一方、ペースメーカー走行指示処理によって、ＲＳが更新されていた場合には、Ｓ２４の判定でＮＯとなる。この場合には、走行指示は不要である。そこで、ピッキング指示装置に対し、部品ｎに該当するランプの点灯と、ピッキング個数Ｐｎの表示を指示し（Ｓ２９）、自走台車に仕分車両に該当するランプの点灯を指示する（Ｓ３０）。
【００４９】
Ｓ２８またはＳ３０の処理が終了した場合には、完了ボタンのＯＮを判定し（Ｓ３１）、完了ボタンが押された場合には、ｎ＝ｎ＋１として（Ｓ３２）、Ｓ２２に戻る。そして、Ｓ２２においてＮＯであれば最後の部品Ｎまで処理が終了したため、処理を終了する。また、Ｓ２３においてＰｎが０であれば、その部品についてはピッキング不要であり、Ｓ３２において部品を更新する。
【００５０】
図１１には、ペースメーカー走行指示処理（Ｉ）のフローチャートが示されている。ペースメーカー走行指示処理では、作業識別番号とその作業を行う自走台車の識別番号を取得すると、図１１のフローで走行指示を行う。なお、図中のＴ：作業開始からの経過時間、Ｋｎ：部品ｎに対する作業完了までの許容時間である。
【００５１】
まず、走行指示進捗テーブルの値ＲＳについてＲＳ＝Ｎかを判定する（Ｓ４１）。この判定でＹＥＳであれば、走行指示はすべて終了しているため、処理を終了する。
【００５２】
一方、Ｓ４１の判定でＮＯの場合には、部品の順番を示すｎをｎ＝ＲＳとする（Ｓ４２）。次に、Ｔ≧Ｋｎかを判定する（Ｓ４３）。すなわち、作業開始からの作業時間が許容時間に至ったかを判定する。
【００５３】
この判定で、ＹＥＳであれば、ｎ＝ｎ＋１とする（Ｓ４４）。すなわち、走行指示進捗テーブルの値ＲＳより１つ大きな値にｎをセットする。そして、経過時間Ｔがこの１つ大きなｎにおける許容時間Ｋｎより大きいか、すなわちＴ＞Ｋｎか否かを判定する（Ｓ４５）。この判定で、経過時間Ｔの方が大きかった場合には、Ｓ４４に戻ってｎを更新しそれに対応するＫｎと比較を行い、Ｓ４５でＹＥＳとなるまでこれを繰り返す。Ｓ４５の判定でＮＯであれば、ｎ＝ｎ−１とし（Ｓ４６）、ＲＳ＝ｎに設定し（Ｓ４７）する。この一連の処理は、走行指示進捗テーブルの値ＲＳが、経過時間Ｔに比べて遅れていた場合に、これを修正するための処理であり、基本的動作とは関係ない。
【００５４】
そして、部品ｎに該当する停止ポイントと速度を指示し（Ｓ４８）、一定時間待ち（Ｓ４９）、Ｓ４１に戻る。
【００５５】
この処理によって、部品ｎについての許容時間を経過した場合、部品ｎ＋１の位置に移動指示して、走行指示進捗テーブルの値ＲＳが更新される。
【００５６】
従って、経過時間Ｔが許容時間Ｋｎを超えた場合には、ペースメーカー走行指示処理によって、自走台車に対し走行指示が出され、走行指示進捗テーブルの値ＲＳが更新される。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品の種類に応じて、適切に無地搬送車の停止時間が制御されるので、生産性を向上することができ、また作業者への負担を軽減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の特徴を示す概略構成図である。
【図２】車両組み立てラインと部品棚、自走台車の関係を示す図である。
【図３】機器構成を示す図である。
【図４】部品棚およびピッキング指示装置を示す図である。
【図５】自走台車および仕分指示装置の構成を示す図である。
【図６】無線通信の構成を示す図である。
【図７】管理装置における構成を示す図である。
【図８】指示決定処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】許容時間の計算結果を示す図である。
【図１０】総合指示処理の動作を示すフローチャートである。
【図１１】ペースメーカー走行指示処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　ピッキング指示装置、１２　自走台車、１４　仕分指示装置、１６　管理装置。
【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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