(57)【要約】【課題】物流効率および面積効率を考慮して部品配置設計が可能な部品配置演算を実行する。【解決手段】部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段１８と、ストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段２０と、部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する配置判定手段２２とを有し、配置判定手段２２において配置不可能と判定した場合、このストアを配置可能ストアリストから削除した後、ストア選択手段２０を再び実行し、また、配置判定手段２２において配置可能と判定した場合、このストアに対象となる部品を配置するための部品エリアを設定し、この部品を配置部品リストから削除した後、部品選択手段１８を再び実行する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算装置であって、
配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、
該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、
該ストアに対して該部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する配置判定手段と、
を有し、
前記配置判定手段において配置不可能と判定した場合、該ストアを前記配置可能ストアリストから削除した後、前記ストア選択手段を再び実行し、また、前記配置判定手段において配置可能と判定した場合、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記部品選択手段を再び実行する、部品配置演算装置。
【請求項２】
請求項１記載の部品配置演算装置であって、
前記配置判定手段における制約条件は、選択されたストアに対して、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである、部品配置演算装置。
【請求項３】
複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算装置であって、
各々の部品が持つストアリストに対して、各々の部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く配置可能ストア集合抽出手段と、
配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、
該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、
を有し、
前記配置可能ストア集合抽出手段を実行した後、前記部品選択手段において部品を選択し、前記ストア選択手段において該部品のストアを選択し、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記配置可能ストア集合抽出手段を再び実行する、部品配置演算装置。
【請求項４】
請求項３記載の部品配置演算装置であって、
前記配置可能ストア集合抽出手段における制約条件は、各々の部品が持つストアリストに含まれるストアが、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである制約条件を満たしていることに加え、複数の任意の部品に対して同じストアに配置する指定がある場合に、それらの部品のストアリストがすべて同じであることである、部品配置演算装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１項記載の部品配置演算装置であって、
前記部品ポイントは、対応する部品の優先度および面積差を、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記優先度は該部品の搬入出頻度の関数であり、前記面積差は該部品を配置する際に所定の配置条件によりストア毎に異なる配置面積の最大値と最小値の差の関数であり、
前記ストアポイントは、対応するストアの運搬距離ポイントおよび面積ポイントを、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記運搬距離ポイントは該ストアまで部品を搬入出する際の運搬距離の関数であり、前記面積ポイントは該ストアに部品を配置する際に所定の配置条件に依存する配置面積の関数である、部品配置演算装置。
【請求項６】
請求項５記載の部品配置演算装置であって、
前記部品ポイントおよび前記ストアポイントにおける配置条件は、ストア内でのリフト移動方向であるパレット配置列に対して、同一配置列には同一種類の部品のパレットのみを配置し、同一種類の部品の配置列は隣接するように配置し、同一種類の部品のパレットは同一ストアに配置することである、部品配置演算装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の部品配置演算装置であって、
前記部品ポイントおよび前記ストアポイントの重み係数を、予め設定された複数の数値から選択入力させる外部入力手段をさらに有する、部品配置演算装置。
【請求項８】
請求項１から７いずれか１項記載の部品配置演算装置であって、
前記部品置場内を、複数の矩形のストア、各ストアの外周に対して平行に延設される通路、および障害物に分割する分割手段をさらに有し、
同一種類の部品は同一のパレットに格納され、パレットはリフトで運搬され、リフトは通路を通りストア近傍に到達すると通路進行方向に対して略垂直方向に方向転換し略直進してストア内に移動してパレットの搬入出を行い、
ストア内でのリフト移動方向で通路向きをリフト通路方向とし、複数のストアを回転移動して前記リフト通路方向が一定方向になるように座標変換した計画座標系を生成する座標系生成手段をさらに有する、部品配置演算装置。
【請求項９】
請求項１から８いずれか１項記載の部品配置演算装置であって、
配置対象部品を複数のグループに分割し、あるグループを選択し、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定した後、設定した部品エリアは固定して、未配置のグループを選択して、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定することを繰り返す、部品配置演算装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載の部品配置演算装置であって、
部品エリアを設定した後、該部品エリア内に、パレットサイズに余裕分を加えたサイズを有し各パレットに対応して設けられる区画を配置する区画配置手段をさらに有し、
前記区画配置手段は、該部品エリア内に配置する区画リストから任意の区画を選択し、区画が配置可能な任意の一配置列の、配置済み区画および障害物を除いた配置可能部分で通路から最も奥に、選択した区画を配置し、区画リストから該区画を削除し、再び区画リストから任意の区画を選択して前記手順を繰り返す、部品配置演算装置。
【請求項１１】
複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算方法であって、
部品選択手段が配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する工程と、
ストア選択手段が該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択する工程と、
配置判定手段が該ストアに対して該部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する工程と、
を有し、
前記配置判定手段において配置不可能と判定した場合、該ストアを前記配置可能ストアリストから削除した後、前記ストア選択手段を再び実行し、また、前記配置判定手段において配置可能と判定した場合、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記部品選択手段を再び実行する、部品配置演算方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の部品配置演算方法であって、
前記配置判定手段における制約条件は、選択されたストアに対して、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである、部品配置演算方法。
【請求項１３】
複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算方法であって、
配置可能ストア集合抽出手段が、各々の部品が持つストアリストに対して、各々の部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く工程と、
部品選択手段が配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する工程と、
ストア選択手段が該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択する工程と、
を有し、
前記配置可能ストア集合抽出手段を実行した後、前記部品選択手段において部品を選択し、前記ストア選択手段において該部品のストアを選択し、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記配置可能ストア集合抽出手段を再び実行する、部品配置演算方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の部品配置演算方法であって、
前記配置可能ストア集合抽出手段における制約条件は、各々の部品が持つストアリストに含まれるストアが、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである制約条件を満たしていることに加え、複数の任意の部品に対して同じストアに配置する指定がある場合に、それらの部品ストアリストがすべて同じであることである、部品配置演算方法。
【請求項１５】
請求項１１から１４いずれか１項記載の部品配置演算方法であって、
前記部品ポイントは、対応する部品の優先度および面積差を、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記優先度は該部品の搬入出頻度の関数であり、前記面積差は該部品を配置する際に所定の配置条件によりストア毎に異なる配置面積の最大値と最小値の差の関数であり、
前記ストアポイントは、対応するストアの運搬距離ポイントおよび面積ポイントを、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記運搬距離ポイントは該ストアまで部品を搬入出する際の運搬距離の関数であり、前記面積ポイントは該ストアに部品を配置する際に所定の配置条件に依存する配置面積の関数である、部品配置演算方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の部品配置演算方法であって、
前記部品ポイントおよび前記ストアポイントにおける配置条件は、ストア内でのリフト移動方向であるパレット配置列に対して、同一配置列には同一種類の部品のパレットのみを配置し、同一種類の部品の配置列は隣接するように配置し、同一種類の部品のパレットは同一ストアに配置することである、部品配置演算方法。
【請求項１７】
請求項１５または１６記載の部品配置演算方法であって、外部入力手段が前記部品ポイントおよび前記ストアポイントの重み係数を、予め設定された複数の数値から選択入力させる工程をさらに有する、部品配置演算方法。
【請求項１８】
請求項１１から１７いずれか１項記載の部品配置演算方法であって、
分割手段が前記部品置場内を、複数の矩形のストア、各ストアの外周に対して平行に延設される通路、および障害物に分割する工程をさらに有し、
同一種類の部品は同一のパレットに格納され、パレットはリフトで運搬され、リフトは通路を通りストア近傍に到達すると通路進行方向に対して略垂直方向に方向転換し略直進してストア内に移動してパレットの搬入出を行い、
座標系生成手段がストア内でのリフト移動方向で通路向きをリフト通路方向とし、複数のストアを回転移動して前記リフト通路方向が一定方向になるように座標変換した計画座標系を生成する工程をさらに有する、部品配置演算方法。
【請求項１９】
請求項１１から１８いずれか１項記載の部品配置演算方法であって、
配置対象部品を複数のグループに分割し、あるグループを選択し、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定した後、設定した部品エリアは固定して、未配置のグループを選択して、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定することを繰り返す、部品配置演算方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９項記載の部品配置演算方法であって、
区画配置手段が部品エリアを設定した後、該部品エリア内に、パレットサイズに余裕分を加えたサイズを有し各パレットに対応して設けられる区画を配置する工程をさらに有し、
前記区画配置手段は、該部品エリア内に配置する区画リストから任意の区画を選択し、区画が配置可能な任意の一配置列の、配置済み区画および障害物を除いた配置可能部分で通路から最も奥に、選択した区画を配置し、区画リストから該区画を削除し、再び区画リストから任意の区画を選択して前記手順を繰り返す、部品配置演算方法。
【請求項２１】
複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算をコンピュータに実行させるための部品配置演算用プログラムあって、
配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、
該ストアに対して該部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する配置判定手段と、
して機能させ、
前記配置判定手段において配置不可能と判定した場合、該ストアを前記配置可能ストアリストから削除した後、前記ストア選択手段を再び実行し、また、前記配置判定手段において配置可能と判定した場合、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記部品選択手段を再び実行させるための部品配置演算用プログラム。
【請求項２２】
請求項２１記載の部品配置演算用プログラムであって、
前記配置判定手段における制約条件は、選択されたストアに対して、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである、部品配置演算用プログラム。
【請求項２３】
複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算をコンピュータに実行させるための部品配置演算用プログラムであって、
各々の部品が持つストアリストに対して、各々の部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く配置可能ストア集合抽出手段と、
配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、
して機能させ、
前記配置可能ストア集合抽出手段を実行した後、前記部品選択手段において部品を選択し、前記ストア選択手段において該部品のストアを選択し、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記配置可能ストア集合抽出手段を再び実行させるための、部品配置演算用プログラム。
【請求項２４】
請求項２３記載の部品配置演算用プログラムであって、
前記配置可能ストア集合抽出手段における制約条件は、各々の部品が持つストアリストに含まれるストアが、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである制約条件を満たしていることに加え、複数の任意の部品に対して同じストアに配置する指定がある場合に、それらの部品ストアリストがすべて同じであることである、部品配置演算用プログラム。
【請求項２５】
請求項２１から２４いずれか１項記載の部品配置演算用プログラムであって、
前記部品ポイントは、対応する部品の優先度および面積差を、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記優先度は該部品の搬入出頻度の関数であり、前記面積差は該部品を配置する際に所定の配置条件によりストア毎に異なる配置面積の最大値と最小値の差の関数であり、
前記ストアポイントは、対応するストアの運搬距離ポイントおよび面積ポイントを、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記運搬距離ポイントは該ストアまで部品を搬入出する際の運搬距離の関数であり、前記面積ポイントは該ストアに部品を配置する際に所定の配置条件に依存する配置面積の関数である、部品配置演算用プログラム。
【請求項２６】
請求項２５記載の部品配置演算用プログラムであって、
前記部品ポイントおよび前記ストアポイントにおける配置条件は、ストア内でのリフト移動方向であるパレット配置列に対して、同一配置列には同一種類の部品のパレットのみを配置し、同一種類の部品の配置列は隣接するように配置し、同一種類の部品のパレットは同一ストアに配置することである、部品配置演算用プログラム。
【請求項２７】
請求項２５または２６記載の部品配置演算用プログラムであって、
前記部品ポイントおよび前記ストアポイントの重み係数を、予め設定された複数の数値から選択入力させる外部入力手段としてさらに機能させる、部品配置演算用プログラム。
【請求項２８】
請求項２１から２７いずれか１項記載の部品配置演算用プログラムであって、
前記部品置場内を、複数の矩形のストア、各ストアの外周に対して平行に延設される通路、および障害物に分割する分割手段としてさらに機能させ、
同一種類の部品は同一のパレットに格納され、パレットはリフトで運搬され、リフトは通路を通りストア近傍に到達すると通路進行方向に対して略垂直方向に方向転換し略直進してストア内に移動してパレットの搬入出を行い、
ストア内でのリフト移動方向で通路向きをリフト通路方向とし、複数のストアを回転移動して前記リフト通路方向が一定方向になるように座標変換した計画座標系を生成する座標系生成手段としてさらに機能させる、部品配置演算用プログラム。
【請求項２９】
請求項２１から２８いずれか１項記載の部品配置演算用プログラムであって、
配置対象部品を複数のグループに分割し、あるグループを選択し、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定した後、設定した部品エリアは固定して、未配置のグループを選択して、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定することを繰り返す、部品配置演算用プログラム。
【請求項３０】
請求項２８または２９記載の部品配置演算用プログラムであって、
部品エリアを設定した後、該部品エリア内に、パレットサイズに余裕分を加えたサイズを有し各パレットに対応して設けられる区画を配置する区画配置手段としてさらに機能させ、
前記区画配置手段は、該部品エリア内に配置する区画リストから任意の区画を選択し、区画が配置可能な任意の一配置列の、配置済み区画および障害物を除いた配置可能部分で通路から最も奥に、選択した区画を配置し、区画リストから該区画を削除し、再び区画リストから任意の区画を選択して前記手順を繰り返す、部品配置演算用プログラム。
【請求項３１】
請求項２１から３０いずれか１項記載の部品配置演算用プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項３２】
請求項１から１０いずれか１項記載の部品配置演算装置を有する部品配置支援システムであって、
部品配置に必要なデータを管理する統合データベースと、
部品置場内のレイアウトに変更が生じた場合、統合データベースからレイアウト情報を読み込み、前記レイアウト情報に修正を施した後、統合データベースに修正したレイアウト情報を出力する、レイアウト変更装置と、
を有し、
前記部品配置演算装置は、統合データベースが管理するデータに基づいて、部品配置演算を実行する、部品配置支援システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場等における部品配置に関する、より詳細には部品配置位置を自動演算する部品配置演算に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場等において生産した部品を次工程で使用する前に、一時的に部品を部品置場に保管する場合がある。この際、部品の配置位置を予め決定しておく必要がある。例えば、自動車生産工場におけるプレス等のロット生産では、ボディーパネルのような比較的大きな部品を、限られたスペースに仮置しなければならず、またその他の部品種類も膨大であるため、適切に部品配置を行う必要がある。
【０００３】
従来、部品の配置位置を決定するために部品管理者の経験により、部品置場での部品配置面積等を考慮して、ＣＡＤシステム上で作業者が各部品の配置位置を描画して配置設計を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のＣＡＤシステム上で作業者が行う配置設計では、部品種類が多く部品配置スペースが小さい場合には、計算作業が複雑かつ膨大になるため、作業時間も膨大になる上、計算作業の複雑さのために、部品の運搬作業に伴う物流効率までは考慮することが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、部品種類が多く部品配置スペースが小さい場合においても、物流効率および面積効率を考慮して部品配置設計が可能な部品配置演算装置、部品配置演算方法、部品配置演算用プログラム、部品配置演算用プログラムを記録した記録媒体および部品配置支援システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置演算装置は、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算装置であって、配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、該ストアに対して該部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する配置判定手段と、を有し、前記配置判定手段において配置不可能と判定した場合、該ストアを前記配置可能ストアリストから削除した後、前記ストア選択手段を再び実行し、また、前記配置判定手段において配置可能と判定した場合、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記部品選択手段を再び実行するものとする。
【０００７】
上記構成によれば、部品配置演算を部品配置演算装置により自動演算させることができるため、従来の手法では２、３週間という膨大な計算時間を要していたものが、数十分で可能になり、大幅な時間短縮が図れる上、計算ミスや配置不能になる可能性も激減される。さらに、部品種類が多く、また部品が比較的大きく、配置スペースが不足気味で、従来の手法では、事実上、配置面積のみを考慮して配置を行っていた状況下においても、面積効率に加え、部品運搬効率も考慮した部品配置が可能になる。
【０００８】
望ましくは、前記配置判定手段における制約条件は、選択されたストアに対して、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることとする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置演算装置は、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算装置であって、各々の部品が持つストアリストに対して、各々の部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く配置可能ストア集合抽出手段と、配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、を有し、前記配置可能ストア集合抽出手段を実行した後、前記部品選択手段において部品を選択し、前記ストア選択手段において該部品のストアを選択し、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記配置可能ストア集合抽出手段を再び実行するものとする。
【００１０】
上記構成によれば、複数の部品に関係する制約条件を考慮できる。例えば、複数の部品を同一ストアに配置するという制約条件を考慮できる。さらに、ストア選択手段を用いる前にストアリストから配置不可能なストアを取り除くことができ、配置演算時間がさらに短縮される。
【００１１】
望ましくは、前記配置可能ストア集合抽出手段における制約条件は、各々の部品が持つストアリストに含まれるストアが、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである制約条件を満たしていることに加え、複数の任意の部品に対して同じストアに配置する指定がある場合に、それらの部品のストアリストがすべて同じであることとする。
【００１２】
望ましくは、前記部品ポイントは、対応する部品の優先度および面積差を、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記優先度は該部品の搬入出頻度の関数であり、前記面積差は該部品を配置する際に所定の配置条件によりストア毎に異なる配置面積の最大値と最小値の差の関数であり、前記ストアポイントは、対応するストアの運搬距離ポイントおよび面積ポイントを、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記運搬距離ポイントは該ストアまで部品を搬入出する際の運搬距離の関数であり、前記面積ポイントは該ストアに部品を配置する際に所定の配置条件に依存する配置面積の関数とする。
【００１３】
上記構成によれば、さらに、物流効率と面積効率の両方を考慮した配置が可能となる。
【００１４】
望ましくは、前記部品ポイントおよび前記ストアポイントにおける配置条件は、ストア内でのリフト移動方向であるパレット配置列に対して、同一配置列には同一種類の部品のパレットのみを配置し、同一種類の部品の配置列は隣接するように配置し、同一種類の部品のパレットは同一ストアに配置することとする。
【００１５】
上記構成によれば、通路からみて奥に配置されている部品と同じ部品が手前に配置されるため、リフトによる部品の搬入出が容易になり、また、同一部品が同じストアにまとまって配置されるため、運搬作業や確認作業にとって好都合である。
【００１６】
望ましくは、前記部品ポイントおよび前記ストアポイントの重み係数を、予め設定された複数の数値から選択入力させる外部入力手段をさらに有するものとする。
【００１７】
望ましくは、前記部品置場内を、複数の矩形のストア、各ストアの外周に対して平行に延設される通路、および障害物に分割する分割手段をさらに有し、同一種類の部品は同一のパレットに格納され、パレットはリフトで運搬され、リフトは通路を通りストア近傍に到達すると通路進行方向に対して略垂直方向に方向転換し略直進してストア内に移動してパレットの搬入出を行い、ストア内でのリフト移動方向で通路向きをリフト通路方向とし、複数のストアを回転移動して前記リフト通路方向が一定方向になるように座標変換した計画座標系を生成する座標系生成手段をさらに有するものとする。
【００１８】
上記構成によれば、計画座標系を利用して配置演算を行うことで、配置演算の複雑化を回避できるため、さらに、演算時間の短縮が図れる。
【００１９】
望ましくは、配置対象部品を複数のグループに分割し、あるグループを選択し、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定した後、設定した部品エリアは固定して、未配置のグループを選択して、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定することを繰り返すものとする。
【００２０】
上記構成によれば、部品配置が段階的に実行されるため、部品配置途中における状況変更への対応が容易であり、また所望の部品を優先的に配置することも容易になる。
【００２１】
望ましくは、部品エリアを設定した後、該部品エリア内に、パレットサイズに余裕分を加えたサイズを有し各パレットに対応して設けられる区画を配置する区画配置手段をさらに有し、前記区画配置手段は、該部品エリア内に配置する区画リストから任意の区画を選択し、区画が配置可能な任意の一配置列の、配置済み区画および障害物を除いた配置可能部分で通路から最も奥に、選択した区画を配置し、区画リストから該区画を削除し、再び区画リストから任意の区画を選択して前記手順を繰り返すものとする。
【００２２】
上記構成によれば、区画サイズを所望のサイズに設定することで、配置されるパレット間に所望の隙間を確保することが可能になる。
【００２３】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置演算方法は、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算方法であって、部品選択手段が配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する工程と、ストア選択手段が該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択する工程と、配置判定手段が該ストアに対して該部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する工程と、を有し、前記配置判定手段において配置不可能と判定した場合、該ストアを前記配置可能ストアリストから削除した後、前記ストア選択手段を再び実行し、また、前記配置判定手段において配置可能と判定した場合、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記部品選択手段を再び実行するものとする。
【００２４】
上記構成によれば、部品配置演算を部品配置演算装置により自動演算させることができるため、従来の手法では２、３週間という膨大な計算時間を要していたものが、数十分で可能になり、大幅な時間短縮が図れる上、計算ミスや配置不能になる可能性も激減される。さらに、部品種類が多く、また部品が比較的大きく、配置スペースが不足気味で、従来の手法では、事実上、配置面積のみを考慮して配置を行っていた状況下においても、面積効率に加え、部品運搬効率も考慮した部品配置が可能になる。
【００２５】
望ましくは、前記配置判定手段における制約条件は、選択されたストアに対して、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることとする。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置演算方法は、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算方法であって、配置可能ストア集合抽出手段が、各々の部品が持つストアリストに対して、各々の部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く工程と、部品選択手段が配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する工程と、ストア選択手段が該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択する工程と、を有し、前記配置可能ストア集合抽出手段を実行した後、前記部品選択手段において部品を選択し、前記ストア選択手段において該部品のストアを選択し、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記配置可能ストア集合抽出手段を再び実行するものとする。
【００２６】
上記構成によれば、複数の部品に関係する制約条件を考慮できる。例えば、複数の部品を同一ストアに配置するという制約条件を考慮できる。さらに、ストア選択手段を用いる前にストアリストから配置不可能なストアを取り除くことができ、配置演算時間がさらに短縮される。
【００２７】
望ましくは、前記配置可能ストア集合抽出手段における制約条件は、各々の部品が持つストアリストに含まれるストアが、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである制約条件を満たしていることに加え、複数の任意の部品に対して同じストアに配置する指定がある場合に、それらの部品ストアリストがすべて同じであることとする。
【００２８】
望ましくは、前記部品ポイントは、対応する部品の優先度および面積差を、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記優先度は該部品の搬入出頻度の関数であり、前記面積差は該部品を配置する際に所定の配置条件によりストア毎に異なる配置面積の最大値と最小値の差の関数であり、前記ストアポイントは、対応するストアの運搬距離ポイントおよび面積ポイントを、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記運搬距離ポイントは該ストアまで部品を搬入出する際の運搬距離の関数であり、前記面積ポイントは該ストアに部品を配置する際に所定の配置条件に依存する配置面積の関数とする。
【００２９】
上記構成によれば、さらに、物流効率と面積効率の両方を考慮した配置が可能となる。
【００３０】
望ましくは、前記部品ポイントおよび前記ストアポイントにおける配置条件は、ストア内でのリフト移動方向であるパレット配置列に対して、同一配置列には同一種類の部品のパレットのみを配置し、同一種類の部品の配置列は隣接するように配置し、同一種類の部品のパレットは同一ストアに配置することとする。
【００３１】
上記構成によれば、通路からみて奥に配置されている部品と同じ部品が手前に配置されるため、リフトによる部品の搬入出が容易になり、また、同一部品が同じストアにまとまって配置されるため、運搬作業や確認作業にとって好都合である。
【００３２】
望ましくは、外部入力手段が前記部品ポイントおよび前記ストアポイントの重み係数を、予め設定された複数の数値から選択入力させる工程をさらに有するものとする。
【００３３】
望ましくは、分割手段が前記部品置場内を、複数の矩形のストア、各ストアの外周に対して平行に延設される通路、および障害物に分割する工程をさらに有し、同一種類の部品は同一のパレットに格納され、パレットはリフトで運搬され、リフトは通路を通りストア近傍に到達すると通路進行方向に対して略垂直方向に方向転換し略直進してストア内に移動してパレットの搬入出を行い、座標系生成手段がストア内でのリフト移動方向で通路向きをリフト通路方向とし、複数のストアを回転移動して前記リフト通路方向が一定方向になるように座標変換した計画座標系を生成する工程をさらに有するものとする。
【００３４】
上記構成によれば、計画座標系を利用して配置演算を行うことで、配置演算の複雑化を回避できるため、さらに、演算時間の短縮が図れる。
【００３５】
望ましくは、配置対象部品を複数のグループに分割し、あるグループを選択し、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定した後、設定した部品エリアは固定して、未配置のグループを選択して、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定することを繰り返すものとする。
【００３６】
上記構成によれば、部品配置が段階的に実行されるため、部品配置途中における状況変更への対応が容易であり、また所望の部品を優先的に配置することも容易になる。
【００３７】
望ましくは、区画配置手段が部品エリアを設定した後、該部品エリア内に、パレットサイズに余裕分を加えたサイズを有し各パレットに対応して設けられる区画を配置する工程をさらに有し、前記区画配置手段は、該部品エリア内に配置する区画リストから任意の区画を選択し、区画が配置可能な任意の一配置列の、配置済み区画および障害物を除いた配置可能部分で通路から最も奥に、選択した区画を配置し、区画リストから該区画を削除し、再び区画リストから任意の区画を選択して前記手順を繰り返すものとする。
【００３８】
上記構成によれば、区画サイズを所望のサイズに設定することで、配置されるパレット間に所望の隙間を確保することが可能になる。
【００３９】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置演算用プログラムは、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算をコンピュータに実行させるための部品配置演算用プログラムあって、配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、該ストアに対して該部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する配置判定手段と、して機能させ、前記配置判定手段において配置不可能と判定した場合、該ストアを前記配置可能ストアリストから削除した後、前記ストア選択手段を再び実行し、また、前記配置判定手段において配置可能と判定した場合、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記部品選択手段を再び実行させるものとする。
【００４０】
上記構成によれば、部品配置演算を部品配置演算装置により自動演算させることができるため、従来の手法では２、３週間という膨大な計算時間を要していたものが、数十分で可能になり、大幅な時間短縮が図れる上、計算ミスや配置不能になる可能性も激減される。さらに、部品種類が多く、また部品が比較的大きく、配置スペースが不足気味で、従来の手法では、事実上、配置面積のみを考慮して配置を行っていた状況下においても、面積効率に加え、部品運搬効率も考慮した部品配置が可能になる。
【００４１】
望ましくは、前記配置判定手段における制約条件は、選択されたストアに対して、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることとする。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置演算用プログラムは、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する部品配置演算をコンピュータに実行させるための部品配置演算用プログラムであって、各々の部品が持つストアリストに対して、各々の部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く配置可能ストア集合抽出手段と、配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する部品選択手段と、該部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択するストア選択手段と、して機能させ、前記配置可能ストア集合抽出手段を実行した後、前記部品選択手段において部品を選択し、前記ストア選択手段において該部品のストアを選択し、該ストアに該部品を配置するための部品エリアを設定し、該部品を前記配置部品リストから削除した後、前記配置可能ストア集合抽出手段を再び実行させるものとする。
【００４２】
上記構成によれば、複数の部品に関係する制約条件を考慮できる。例えば、複数の部品を同一ストアに配置するという制約条件を考慮できる。さらに、ストア選択手段を用いる前にストアリストから配置不可能なストアを取り除くことができ、配置演算時間がさらに短縮される。
望ましくは、前記配置可能ストア集合抽出手段における制約条件は、各々の部品が持つストアリストに含まれるストアが、配置済み部品エリアおよび障害物と重ならないこと、ならびに、選択された部品を配置するのに必要な面積があることである制約条件を満たしていることに加え、複数の任意の部品に対して同じストアに配置する指定がある場合に、それらの部品ストアリストがすべて同じであることとする。
【００４３】
望ましくは、前記部品ポイントは、対応する部品の優先度および面積差を、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記優先度は該部品の搬入出頻度の関数であり、前記面積差は該部品を配置する際に所定の配置条件によりストア毎に異なる配置面積の最大値と最小値の差の関数であり、前記ストアポイントは、対応するストアの運搬距離ポイントおよび面積ポイントを、所定の重み係数を乗じて加えたものであり、前記運搬距離ポイントは該ストアまで部品を搬入出する際の運搬距離の関数であり、前記面積ポイントは該ストアに部品を配置する際に所定の配置条件に依存する配置面積の関数とする。
【００４４】
上記構成によれば、さらに、物流効率と面積効率の両方を考慮した配置が可能となる。
【００４５】
望ましくは、前記部品ポイントおよび前記ストアポイントにおける配置条件は、ストア内でのリフト移動方向であるパレット配置列に対して、同一配置列には同一種類の部品のパレットのみを配置し、同一種類の部品の配置列は隣接するように配置し、同一種類の部品のパレットは同一ストアに配置することとする。
【００４６】
上記構成によれば、通路からみて奥に配置されている部品と同じ部品が手前に配置されるため、リフトによる部品の搬入出が容易になり、また、同一部品が同じストアにまとまって配置されるため、運搬作業や確認作業にとって好都合である。
【００４７】
望ましくは、前記部品ポイントおよび前記ストアポイントの重み係数を、予め設定された複数の数値から選択入力させる外部入力手段としてさらに機能させるものとする。
【００４８】
望ましくは、前記部品置場内を、複数の矩形のストア、各ストアの外周に対して平行に延設される通路、および障害物に分割する分割手段としてさらに機能させ、同一種類の部品は同一のパレットに格納され、パレットはリフトで運搬され、リフトは通路を通りストア近傍に到達すると通路進行方向に対して略垂直方向に方向転換し略直進してストア内に移動してパレットの搬入出を行い、ストア内でのリフト移動方向で通路向きをリフト通路方向とし、複数のストアを回転移動して前記リフト通路方向が一定方向になるように座標変換した計画座標系を生成する座標系生成手段としてさらに機能させるものとする。
【００４９】
上記構成によれば、計画座標系を利用して配置演算を行うことで、配置演算の複雑化を回避できるため、さらに、演算時間の短縮が図れる。
【００５０】
望ましくは、配置対象部品を複数のグループに分割し、あるグループを選択し、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定した後、設定した部品エリアは固定して、未配置のグループを選択して、該グループに含まれる全ての部品を配置するための部品エリアを設定することを繰り返すものとする。
【００５１】
上記構成によれば、部品配置が段階的に実行されるため、部品配置途中における状況変更への対応が容易であり、また所望の部品を優先的に配置することも容易になる。
【００５２】
望ましくは、部品エリアを設定した後、該部品エリア内に、パレットサイズに余裕分を加えたサイズを有し各パレットに対応して設けられる区画を配置する区画配置手段としてさらに機能させ、前記区画配置手段は、該部品エリア内に配置する区画リストから任意の区画を選択し、区画が配置可能な任意の一配置列の、配置済み区画および障害物を除いた配置可能部分で通路から最も奥に、選択した区画を配置し、区画リストから該区画を削除し、再び区画リストから任意の区画を選択して前記手順を繰り返すものとする。
【００５３】
上記構成によれば、区画サイズを所望のサイズに設定することで、配置されるパレット間に所望の隙間を確保することが可能になる。
【００５４】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置演算用プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上述した部品配置演算用プログラムを記録した記録媒体であり、この記録媒体をコンピュータが読み込むことで、部品を配置する部品配置演算をこのコンピュータに実行させることができる。
【００５５】
（５）また、上記目的を達成するために、本発明に係る部品配置支援システムは、上述した部品配置演算装置を有する部品配置支援システムであって、部品配置に必要なデータを管理する統合データベースと、部品置場内のレイアウトに変更が生じた場合、統合データベースからレイアウト情報を読み込み、前記レイアウト情報に修正を施した後、統合データベースに修正したレイアウト情報を出力する、レイアウト変更装置と、を有し、前記部品配置演算装置は、統合データベースが管理するデータに基づいて、部品配置演算を実行するものとする。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５７】
図１は、本発明に係る部品配置演算装置の好適な実施形態を示しており、その全体構成を示すブロック図である。本発明に係る部品配置演算装置１０は、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイント等を記憶手段１２に入力しておき、これらポイントに基づいて、部品を分配配置する。なお、部品ポイント、ストアポイントについては後に詳述する。
【００５８】
分割手段１４は、部品置場内を、複数の矩形のストア、各ストアの外周に対して平行に延設される通路、および障害物に分割する。座標系生成手段１６は、ストア内でのリフト移動方向で通路向きであるリフト通路方向に対して、複数のストアを回転移動して前記リフト通路方向が一定方向になるように座標変換した計画座標系を生成する。部品選択手段１８は、配置部品リストから部品ポイントが最も高い部品を選択する。ストア選択手段２０は、部品選択手段１８で選択した部品の配置可能ストアリストからストアポイントが最も高いストアを選択する。配置判定手段２２は、ストア選択手段２０で選択したストアに対して対象となる部品を配置するための所定の制約条件に基づいて、配置可能か配置不可能かを判定する。
【００５９】
中央制御手段２４は、配置判定手段２２において配置不可能と判定した場合、そのストアを配置可能ストアリストから削除した後、ストア選択手段２０を再び実行させる。また、配置判定手段２２において配置可能と判定した場合、そのストアに対象となる部品を配置するための部品エリアを設定し、その部品を配置部品リストから削除した後、部品選択手段１８を再び実行する。中央制御手段２４は部品エリアの配置完了後、区画配置手段２６を実行して、部品エリア内に配置する区画リストから任意の区画を選択し、区画が配置可能な配置列の、配置済み区画および障害物を除いた配置可能部分で通路から最も奥に、選択した区画を配置し、区画リストから該区画を削除し、再び区画リストから任意の区画を選択して前記手順を繰り返す。中央制御手段２４は、各手段を制御して、上述した部品配置手順を繰り返し実行させることで、所望の部品全てを、分配配置する。さらに中央制御手段２４は、図示しない外部からの入出力も制御可能とする。
【００６０】
図１では、各手段が通信媒体２８で接続されている。各手段はハードウェアで構成され、それぞれが、あるいは一部が独立した装置でもよく、また各手段はコンピュータを実行させるソフトウェアの一手順であってもよい。さらにはハードウェア、ソフトウェアの混在構成でも可能なことは、容易に理解できる。以下に、本発明に係る部品配置演算装置１０の動作について詳述する。
【００６１】
図２は、本発明により部品配置が実施される部品置場の概略図である。工場内で生産される複数種類の部品はパレットと呼ばれる収容箱に格納され、同じパレットには同一種類の部品を格納する。部品はパレットに格納して、決められた段数重ねられるが、重ねられるパレットも同一種類の部品のパレットとする。パレットに格納された部品は、リフトを使って、生産場所から部品置場に搬入され、あるいは部品置場から次工程場所へ搬出される。
【００６２】
図２に示されるとおり、部品置場は複数のストアに分割され、いくつかのストアが集まって一固まりのストアグループを形成している。図２では３つのストアグループが通路によって区切られており、さらに部品配置が不可能なエリアとして障害物が存在する。ストアグループ上にはストア以外に部品エリアが存在する。部品置場は通路、ストアおよび障害物に分割されるが、ストア上で部品配置が決定している領域を部品エリアと称する。
【００６３】
生産場所にてパレットを積んだリフトは、通路を通り部品を配置するストアに到達すると、通路進行方向に対して垂直方向に方向転換してストア内に進入してパレットを配置する。この際、リフトはストア内で直進のみを行うものとし、つまり、通路進行方向に垂直な方向のみに移動を制限することで、パレットはこの制限された移動方向に列を作って配置されることになる。ストア内でのリフト移動方向つまりパレットの配置される列を配置列と呼び、またリフトの移動方向で通路に向かう向きをリフト通路方向と呼ぶ。
【００６４】
さらに、パレットを配置する部品エリア上の場所として、区画を定義する。区画の大きさは、パレットサイズに余裕分を加えたサイズとする。これにより、パレットを部品エリア上に配置する際、パレットの大きさに加えてリフトによる運搬配置に必要な余裕分を見込んでパレットを配置することができる。ある種類の部品の部品配置に必要な区画数は、例えばこの部品が１ロットとして生産される数量を配置するのに必要な区画数とする。この場合、次ロットの生産までに、配置された部品は次工程で利用されるため、１ロット分の部品を配置する場所があればよい。
【００６５】
ここで、部品ポイントを定義する。部品ポイントは部品の種類毎に優先度、面積差の各ポイントを求め、これらに所定の重み付けをして加えたものである。優先度は、部品を格納したパレットをストアに搬入する頻度と、ストアから部品を搬出する頻度に基づき決定されるものであり、物流効率を考慮することを意味する。面積差は、ある部品を配置する際、配置条件によって配置するストア毎に配置面積が異なることを考慮したものである。配置条件としては、例えば同一配置列には空きスペースができても異なる部品のパレットは配置しない。つまり、同一配置列の通路から見て奥にある部品と手前にある部品を同じ部品のパレットにすることで、通路から見て奥にある部品を搬出する手間を避けることができる。さらに同一種類の部品のパレットは隣接する配置列に配置することで、同じ部品を一箇所にまとめて配置でき、運搬や確認作業に都合がよい。このような配置条件による制約により、同じ種類の部品でもストアによって配置面積が異なるため、特定種類の部品に対し、全てのストアに対して配置条件の制約で配置面積を演算し、その最大配置面積と最小配置面積の差を算出して、この差を面積差とする。つまり、面積差の大きい部品の部品ポイントを大きく設定し、部品ポイントの大きい部品を優先的に配置することで、部品配置に際し、面積効率を考慮することが可能になる。
【００６６】
さらに、ストアポイントを定義する。ストアポイントは、各部品についてストア毎に運搬距離ポイントと面積ポイントを求め、これらに重み付けして加えたものである。
【００６７】
運搬距離ポイントは、部品の生産場所からストアポイントを算出するストアまでのリフトの運搬距離に対応し、運搬距離が小さいストアに、より大きいポイントを設定する。運搬距離は物流効率に関連しており、運搬距離が小さい、すなわちポイントが大きいストアに優先的に部品を配置する。面積ポイントは、部品を各ストアに配置する際、上述した配置条件により、ストア毎に配置面積が異なるため、配置面積が小さいストアに、より大きいポイントを設定する。つまり配置面積が小さいほど面積ポイントが高くなり、この結果ストアポイントも高くなり、ストアポイントが高いストアに優先的に部品を配置することで、面積効率を考慮することが可能になる。
【００６８】
図３は、本発明に係る部品配置演算装置による部品配置手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて部品配置手順を説明する。
【００６９】
ステップ２１において、配置が必要な部品に対し、配置に必要な区画数、部品ポイント、ストアポイントを算出し、部品リストとして登録する。
【００７０】
ステップ２２において、部品リストに部品が登録されているか否かを確認する。部品リストに部品が登録されていなければ、すべての部品が配置完了したと判断して部品配置を終了する。部品リストに部品があればステップ２３に進む。
【００７１】
ステップ２３において、部品リストから部品ポイントが最も高い部品Ｐを選択する。
【００７２】
ステップ２４において、部品Ｐの配置可能ストアリストから、部品Ｐを配置したときに最もストアポイントが高いストアＳを選択する。
【００７３】
ステップ２５において、ストアＳに対し、所定の制約条件に基づいてストアＳ内の配置不能エリアを削除する。制約条件としては、配置しようとする部品エリアがすでに配置済みの部品エリアや障害物と重ならない等である。制約条件により不能エリアを削除する手法としては、例えば、制約論理プログラミングを利用して、制約伝搬処理を行うことで、解の探索時間の大幅な短縮が見込まれる。制約プログラミングとは人工知能技術の一つで、主として、勤務計画、生産計画などのスケジューリング問題を解くための方法論として研究や産業応用が行われているものである。
【００７４】
ステップ２６において、ステップ２５で配置不能エリアを削除した後、選択された部品Ｐを配置するのに必要な面積があるか否かを確認する。必要な面積がない、つまり配置エリアがない場合ステップ２７に進み、部品Ｐの配置可能ストアからストアＳを削除し、ステップ２４に戻る。ステップ２６で部品Ｐの配置エリアがあることが確認されれば、ステップ２８に進む。
【００７５】
ステップ２８において、ストアＳに部品Ｐを配置する。この際、配置可能エリアの中で部品運搬距離が最も短くなるように部品Ｐを配置する。なお、選択したストアＳに部品を配置する手順については後に詳述する。
【００７６】
ステップ２９において、部品リストから部品Ｐを取り除き、ステップ２２へ戻る。
【００７７】
以上のステップを、配置対象部品が部品リストからなくなるまで繰り返すことで、配置対象部品の全てを、ストアに配置する。
【００７８】
図４は、表示座標系（Ａ）で表示した部品置場を、計画座標系（Ｂ）に変換して表示した結果を示す。前述したように、パレットを運搬するリフトは、通路から通路進行方向に対して垂直に方向転換してストアに進入して部品を配置するが、この際ストア内へのパレット配置は、ストア内でのリフト移動方向に対応して、つまりリフト移動方向に重なる列にパレットを配置することが望ましい。しかしながら、上述した部品配置手順において、部品置場を図２に示すような実平面に対応した表示座標系により実際の配置どおりの通路、ストア、障害物の位置関係で部品の配置を行おうとすると、ストアと通路の位置関係により、リフト通路方向が、表示座標系に対して上下左右の４方向に分散してしまう恐れがあり、リフト移動方向を考慮して部品配置を行う場合、配置演算を複雑にしてしまう。これを回避するため、表示座標系に替えて、ストアを回転・移動してリフト通路方向が一方向になるように変換した座標系である計画座標系を利用する。図４（Ｂ）に示されるように、計画座標系に座標変換することで、全てのストアに対するリフト通路方向が一定方向として演算が可能になる。
【００７９】
図５は、計画座標系で表示されたストアに、部品エリアを設定する様子を示した図である。部品Ｐの部品エリアは、計画座標系において、部品エリアの左下の座標（Ｘｐ，Ｙｐ）、間口方向幅Ｗｐおよび奥間口方向幅Ｌｐで表現される。ここで、Ｘ方向、すなわち奥間口方向が配置列の方向であり、配置列には同一種類の部品のパレットしか配置しないという制約条件により、部品エリアの配置列方向の長さＬｐはストアの配置列方向の長さＬｓに等しくなる。
【００８０】
したがって、部品Ｐが配置されるストアＳｐを左下の座標（Ｘｓｐ，Ｙｓｐ）、間口方向幅Ｗｓｐおよび奥間口方向幅Ｌｓｐで表現すると、Ｌｐ＝Ｌｓｐ、Ｘｐ＝Ｘｓｐとなる。つまり、部品Ｐが配置される部品ストアＳｐが決定すれば、Ｌｐ，Ｘｐは一意に決定する。またＷｐは部品Ｐの必要区画数Ｈから決定される。すなわちＷｐは必要区画数Ｈをストアの１列に配置されるパレット数で割り、その商が整数の場合はその商を、整数でない場合は（商＋１）の整数部分を必要区画列数とし、この必要区画列数に区画幅を乗じた値となる。したがって、配置ストアＳｐおよび配置位置（間口方向）Ｙｐを決定すれば、部品配置に必要な変数が全て決定する。
【００８１】
前述の図３のステップ２６では、部品配置が可能か否かを確認するが、可能であれば配置ストアＳｐが決定し、その後ステップ２８でストアＳに部品を配置し、Ｙｐを決定している。Ｙｐの決定方法としては、例えば部品運搬距離が最短となる値とする。このようにＳｐとＹｐが決定され、部品配置を行うことができる。
【００８２】
複数種類のパレットを考慮すると、部品により格納するパレットの種類が決まるため、部品が決定しパレットの種類が決定することで区画の大きさまで決定する。区画の大きさ決定後、図３のフローチャートに従って部品の配置を実施すればよい。
【００８３】
また、特定種類のパレットに対しては、隣に空きパレット置場を１列設けることを指定することもできる。つまり特定種類のパレットに格納する部品Ｐを配置する際、部品Ｐに対する間口方向幅Ｗｐ（図５参照）として、前述の方法で算出したＷｐに対し、１列分の区画幅を加えたものを使用して図３のフローチャートに従って部品の配置を実施すればよい。
【００８４】
また、部品ポイントの設定において、特定の種類のパレットを使用する部品に対しては一定のポイント追加を指定できるようにしてもよい。つまり所望の部品に対して部品ポイントを増加させることが任意に設定できることで、特定種類のパレットを使用する部品に対して、配置する優先順位を高めることができる。
【００８５】
また、ストアグループを設定し、部品の配置できるストアを特定ストアグループに指定できるようにしてもよい。この場合、図３のフローチャートのステップ２４における配置可能ストアリストを、指定されたストアグループ内のストアのみとし、指定されたストアグループの中から最もストアポイントが高いストアを選択する。
【００８６】
また、図３のフローチャートのステップ２１において、一部の部品を選択して配置対象部品として登録し、図３のフローチャートに基づいて、登録した一部の部品の配置を行い、配置が終了した後、配置済みのものはストアに固定し、次に再びステップ２１で未配置の一部の部品を選択して、配置対象部品として登録し、上記と同じ手順を繰り返すことで、段階的に部品配置することも可能である。
【００８７】
図３のステップ２６において、部品エリアを配置するストアが決定した後、ステップ２８においてストアに部品を配置する。この時、配置可能エリアの中で、部品運搬距離が最も短くなるように部品配置する。なお、ストアへの部品配置については、後に図６および図７に基づいて詳述する。
【００８８】
図９は、本発明の部品配置演算装置の好適な他の実施形態の全体構成を示すブロック図であり、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く配置可能ストア集合抽出手段５０を有している。その他の手段である、分割手段１４、座標系生成手段１６、部品選択手段１８、ストア選択手段２０、中央演算手段２４、区画配置手段２６、記憶手段１２の構成は図１で説明したものと同様である。
【００８９】
図１０は、図９の部品配置演算装置１０による部品配置手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートについて説明する。
【００９０】
ステップ５１において、配置が必要な部品に対し、配置に必要な区画数、部品ポイント、ストアポイントを算出し、部品リストとして登録する。
【００９１】
ステップ５２において、部品リストに部品が登録されているか否かを確認する。部品リストに部品が登録されていなければ、全ての部品が配置完了したとして部品配置を終了する。部品リストに部品があればステップ５３に進む。
【００９２】
ステップ５３において、各々の部品が持つストアリストから配置不可能であるストアを取り除く。制約条件により配置不可能ストアを削除する手法としては、例えば、前述の制約論理プログラミングを利用して、制約伝搬処理を行うことで、解の探索時間の大幅な短縮が見込まれる。
【００９３】
ステップ５４において、部品リストから部品ポイントが最も高い部品Ｐを選択する。
【００９４】
ステップ５５において、部品Ｐの配置可能ストアリストから、部品Ｐを配置したとき最もストアポイントが高いストアＳを選択する。
【００９５】
ステップ５６において、ストアＳに部品Ｐを配置する。この際、配置可能エリアの中で部品運搬距離が最も短くなるように部品Ｐを配置する。
【００９６】
ステップ５７において、部品リストから部品Ｐを取り除きステップ５２へ戻る。なお、選択したストアＳに部品を配置する手順については前述したとおりである。
【００９７】
図６に部品エリアに区画を配置する例を示す。前述した図３あるいは図１０の配置手順により部品エリアが既に配置済みのため、区画の配置決定は部品毎に実施すればよい。
【００９８】
座標系は前述した計画座標系を使用することが望ましい。図６では、部品エリア内の区画の隣に空きが１列ある。これは、隣に空きパレット置場を１列設けることを指定した場合のパレット配置例である。
【００９９】
ここで奥間口方向をＸ方向、間口方向をＹ方向とする。部品Ｐの任意の区画Ｒは左下の座標（ＸＲ，ＹＲ）および間口方向幅ＷＲ、奥間口方向幅ＬＲで表現されるが、ＷＲ、ＬＲは部品Ｐのパレット開口幅に余裕分を加えた幅、奥間口幅に余裕分を加えた幅である。したがって、決定すべき変数はＸＲ、ＹＲの二つである。また奥間口方向ＸＲ値の範囲はＸｐ〜Ｘｐ＋Ｌｐ−ＬＲ、間口方向ＹＲの値の範囲はＹｐ〜Ｙｐ＋Ｗｐ−ＷＲである。ここでＸｐ、Ｙｐ、Ｌｐ、Ｗｐは図５で示したものである。
【０１００】
区画を配置する際の制約条件として、配置しようとする区画は同一ストアの配置済み区画及び障害物と重ならないこととする。また空きパレット置場を一列設ける場合は空きパレット列に配置しないことである。
【０１０１】
図７は、上述した状況において、部品エリアに区画を配置する区画配置手順を示すフローチャートである。
【０１０２】
ステップ６１において、部品エリアに配置する区画に番号を付けて、配置対象区画として区画リストに登録する。
【０１０３】
ステップ６２において、区画リストが空きか否かを確認する。区画リストに区画が登録されていなければ、すべての区画が配置完了したと判断して区画配置を終了する。区画リストに区画があればステップ６３に進む。
【０１０４】
ステップ６３において、区画リストから任意の区画Ｒを選択する。
【０１０５】
ステップ６４において、部品エリアに対し、所定の制約条件に基づいて部品エリア内の区画配置不能エリアを削除する。制約条件としては、配置しようとする区画が、すでに配置済みの区画や障害物と重ならない等である。制約条件により不能エリアを削除する手法として、例えば、前述した制約論理プログラミングを利用して、制約伝搬処理を行うことで、解の探索時間の大幅な短縮が見込まれる。
【０１０６】
ステップ６５において、配置可能エリア内で奥間口方向（Ｘ方向）に最も大きな値としてＸｒを決定する。
【０１０７】
ステップ６６において、Ｘ方向について所定の制約条件に基づいて区画配置不能エリアを削除する。
【０１０８】
ステップ６７において、間口方向（Ｙ方向）の値を決定する。値は配置されるストアのリフト通路方向から判断して最も小さい値または最も大きい値としてＹＲを決定する。前述の図６の例は、左側のストアには最も小さい値が、右側のストアには最も大きな値が設定された場合を示している。これらは共に、表示座標系に直すとリフト通路方向からみて、左づめになっている。
【０１０９】
ステップ６８において、区画を配置できないエリアを取り除いた後、ステップ６２に戻る。
【０１１０】
以上のステップを、配置対象区画が区画リストからなくなるまで繰り返すことで、配置対象区画の全てを、部品エリアに配置する。
【０１１１】
図８は、上述した部品配置演算装置を利用した、部品配置支援システムの好適な実施形態であり、その全体構成を示す図である。
【０１１２】
部品配置演算装置１０は、上述したように、複数種類の部品を部品置場内の複数のストアに分配配置するために、部品の種類毎に設定される部品ポイントおよび部品の種類毎に各ストアに対して設定されるストアポイントに基づいて、部品を配置する。
【０１１３】
統合データベース３２は、部品配置に必要なあらゆるデータを管理し、データベース保守装置３４は、統合データベース３２へのデータ追加、修正、削除を行う。
【０１１４】
図８の各装置はデータ送受ができるように、ＬＡＮ等の通信媒体３６によって相互に連結されている。もちろん通信媒体は、ＬＡＮに限定されるものではなく、他の有線通信方式であってもよく、無線通信方式であってもよい。
【０１１５】
部品配置支援システム３０は図示しないインターフェース部を介して、外部装置あるいは作業者とのデータ送受が可能である。外部装置の例としては、入庫情報、品番マスタ、設備マスタ、パレットマスタなどの各種マスタ情報を有するマスタコンピュータ３８であり、遠隔地にあるマスタコンピュータ３８と部品配置支援システム３０が、例えばインターネット回線を介して、通信可能に接続されていることが望ましい。
【０１１６】
マスタコンピュータ３８からの情報としては、例えば、製品の生産指示などの情報であり、製品生産指示から生産部品数などの情報を作成する。この部品数から、実際に配置を行うためのパレット数を算出するが、算出はマスタコンピュータ３８が実行してもよく、あるいは、部品配置支援システム３０内で実行してもよい。
【０１１７】
各種マスタ情報の変更分は、統合データベース３２に格納され、統合データベース３２内のデータを基に、部品配置演算装置１０を実行し、必要に応じて、部品配置演算結果を作業者が微調整した後、配置演算結果を統合データベース３２に出力する。なお、作業者による配置演算結果の微調整は、部品配置演算装置１０を直接操作して実行してもよく、また、微調整用のマニュアル修正装置を本システムに通信接続して、図示しないマニュアル修正装置を介して、修正を施してもよい。
【０１１８】
出力結果は、ＣＡＤ４０に取り込まれ、配置に関する帳票類の作成や、必要に応じて結果をプリンタ４２から印刷出力可能とする。
【０１１９】
また、パレットの運搬経路や空きスペースなど部品置場に変更が生じた場合、レイアウト変更装置４４は、統合データベース３２からレイアウト情報を読み込み、修正を施して、統合データベース３２に修正結果を出力する。
【０１２０】
統合データベース３２へのデータ追加、修正、削除を行う場合、データ保守装置３４は、対象となるデータを、統合データベース３２から読み込み、変更を施した後、統合データベース３２に出力する。
【０１２１】
なお、図８では部品配置支援システム３０内の各装置は、これら全てあるいは一部を融合した装置として実現されてもよく、あるいは、各装置の一部を、ソフトウェアにより実現される手段としてコンピュータに実行させてもよいことは容易に理解できる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る部品配置演算装置、部品配置演算方法、部品配置演算用プログラム、部品配置演算用プログラムを記録した記録媒体および部品配置支援システムにより、部品種類が多く部品配置スペースが小さい場合においても、物流効率および面積効率を考慮して部品配置設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品配置演算装置のブロック図である。
【図２】部品配置が実施される部品置場の概略図である。
【図３】部品配置手順を示すフローチャートである。
【図４】表示座標系から計画座標系への座標変換例を示す図である。
【図５】計画座標系における部品エリアの設定例を示す図である。
【図６】部品エリアに区画を配置する例を示す図である。
【図７】区画配置手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る部品配置支援システムの構成図である。
【図９】本発明に係る他の実施形態による部品配置演算装置のブロック図である。
【図１０】他の実施形態による部品配置手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　部品配置演算装置、１２　記憶手段、１４　分割手段、１６　座標系生成手段、１８　部品選択手段、２０　ストア選択手段、２２　配置判定手段、２４　中央制御手段、２６　区画配置手段、３０　部品配置支援システム。
【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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