(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一レーン上に存在する複数の自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法であって、
当初計画された搬送スケジュールを天井クレーンに指示する前に、事前シミュレーションを行うことで他方の天井クレーンと干渉するかどうかを検証し、干渉する場合には当初計画された搬送スケジュールと同一優先順位の搬送スケジュールで、再度シミュレーションを行うことで他方の天井クレーンと干渉するかどうかを検証し、同一優先順位のどの搬送スケジュールでも干渉する場合には、必要最小限の範囲で他方の天井クレーンから退避および待機するスケジュールを作成および指示した後、当初分配された搬送スケジュールを指示することを備え、かつ指示にしたがってクレーンが起動後もクレーンの状態を把握し、前記シミュレーションの妥当性を確認、修正する、自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法。
【請求項２】
現在実行中のスケジュールが動作完了する前に次の搬送物１個の搬送スケジュールに対して前記リアルタイムスケジューリング方法を開始し完了させる、請求項１記載の自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法。
【請求項３】
事前シミュレーション実行後、天井クレーンに動作指示した後、各々の天井クレーンの動作状況をリアルタイムに監視し、現在、事前シミュレーションの軌跡についてどの地点を実行しているかを推定する、請求項１または２記載の自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法。
【請求項４】
事前シミュレーションの軌跡上の現在地点を各天井クレーン毎に比較し、その位相ずれ量が一定値以上に達した場合には、一定値以内に収まるまでその動作開始を抑制する、請求項３記載の自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法。
【請求項５】
実際の天井クレーンの動作結果と事前シミュレーション結果との間に誤差が発生した場合に、その誤差を次回シミュレーションで修正する、請求項３または４記載の自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法。
【請求項６】
同一レーン上に存在する複数の天井クレーンの運行制御装置であって、
複数の天井クレーンの搬送スケジュールを策定する在庫管理計算機と、
前記策定された搬送スケジュールを天井クレーンに指示する前に、事前シミュレーションを行うことで他方の天井クレーンと干渉するかどうかを検証し、干渉する場合には当初計画された搬送スケジュールと同一優先順位の搬送スケジュールで、再度シミュレーションを行うことで他方の天井クレーンと干渉するかどうかを検証し、同一優先順位のどの搬送スケジュールでも干渉する場合には、必要最小限の範囲で他方の天井クレーンから退避および待機するスケジュールを作成および指示した後、当初分配された搬送スケジュールを天井クレーンに指示することを備え、かつ前記シミュレーションの妥当性を容易に確認、修正できるように搬送物１個単位で直近未来のシミュレーションを行う並列処理計算機を有する複数台天井クレーンの運行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一レーン上に存在する複数の自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同一レーン上に存在する複数の天井クレーンの自動制御方法の一例が特開平８−２８２９６８号公報に開示されている。
【０００３】
同公報に開示された方法は、クレーンの運行順序または搬送命令データの組み合せを変更して複数の時刻スケジュールを作成し、クレーンが搬送を行なっていない待機時間が最も少ない組合せを決定し、決定された順序および各クレーンからの実績に基き、各クレーンへ搬送指令を出すことにより、各クレーンの非干渉化を図り、クレーンの効率的な運行制御を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の制御方法では、時間軸を基本としたスケジューリング方法を採用しているため、クレーンの位置決めに時間を要した場合や、掴み動作時の手動介入等でスケジューリングと実際の動作時間との乖離が生じた場合は隣接天井クレーンとの干渉が発生する可能性がある。この回避策として、各天井クレーン起動時のインタロック制御が提案されているが、インタロックで起動を制限するにはクレーンの速度が異なる場合は位置関係を考慮したシーケンスとする必要があり、隣接クレーンが２台以上有る場合は２台以上のクレーンとの関係を配慮したシーケンスとする必要があり煩雑なシーケンスロジックを作成する必要がある。また、起動インタロック成立後にクレーンが移動中に予定外の停止が発生した場合は、隣接クレーンが近づいて衝突することを防ぐために他の手段を講じておく必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、同一レーンに存在する複数の天井クレーンについて、相互の干渉を考慮しながら稼働率の向上を実現する、自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法および複数台天井クレーンの運行制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法は、当初計画された搬送スケジュールを天井クレーンに指示する前に、事前シミュレーションを行うことで他方の天井クレーンと干渉するかどうかを検証し、干渉する場合には当初計画された搬送スケジュールと同一優先順位の搬送スケジュールで、再度シミュレーションを行うことで他方の天井クレーンと干渉するかどうかを検証し、同一優先順位のどの搬送スケジュールでも干渉する場合には、必要最小限の範囲で他方の天井クレーンから退避および待機するスケジュールを作成および指示した後、当初分配された搬送スケジュールを指示することを備え、かつ搬送スケジュールに沿ってクレーンが動作開始した後もクレーンの動作状況を把握し、前記シミュレーションの隣接クレーンの状況と動作を比較の上シミュレーション結果をリアルタイムに修正し衝突回避を可能とする直近未来のシミュレーションを行う。
【０００７】
現在実行中のスケジュールの動作完了前に次に実行予定のスケジュールについてシミュレーションを行い、干渉の発生有無を検証し、干渉が発生する場合にはスケジュールの入替または退避を行うことによって稼働率の向上を実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１を参照すると、本発明の一実施形態の複数台天井クレーンの運行制御装置は、複数の天井クレーン６1〜６nに対して相互の干渉を回避し、かつあらかじめ設定された、搬送優先順位を考慮した搬送スケジュールおよび退避スケジュールに基づいて天井クレーン６1〜６nのリアルタイムスケジューリングおよび非干渉制御を行なって天井クレーン６1〜６nの制御装置（不図示）に動作指示を出す並列処理計算機１と、搬送スケジュール群３を策定する在庫管理機２で構成されている。
【００１０】
並列処理計算機１は搬送スケジュール群３と、リアルタイムスケジューリングを行うリアルタイムスケジューリング部４と、非干渉制御を行なう非干渉制御部５を含み、リアルタイムスケジューリング部４はさらに、通常シミュレーション部４Ａと入替シミュレーション部４Ｂと退避シミュレーション部４Ｃを含む。
【００１１】
表１は在庫管理計算機２で策定された搬送スケジュール群３の一例を示している。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
搬送スケジュール群３は搬送物１個につき１行として、実行済フラグ、計画順、優先順位、スケジュール詳細（スケジュール名等）が記述されている。表１では、現在、４番目の搬送スケジュールまで実行済みとなっている。このとき１台の天井クレーンからスケジュールの要求がきたとすると、リアルタイムスケジューリング部４によって次の計画順である５番目の搬送スケジュールＥが分配され、この搬送スケジュールＥと優先度が同一である搬送スケジュールＦ、Ｇ、Ｈが入替対象スケジュールとして登録される。
【００１４】
次に、本実施形態におけるリアルタイムスケジューリングについて図２のフローチャートにより説明する。
【００１５】
あらかじめ定義された天井クレーンの各軸の速度、加速度、移動可能範囲、ワークの掴み、放し時間などからなる天井クレーン動作モデルをもとに、当初計画された通常スケジュールを分配し（ステップ１１）、通常スケジュールを実行したときの軌跡を描き、通常シミュレーション部４Ａでシミュレーションを行う（ステップ１２）。さらにこのシミュレーションの軌跡と同時期に実行予定である隣接する天井クレーンのシミュレーションの軌跡との干渉チェックを非干渉制御部５で行う（ステップ１３）。当初分配された搬送スケジュールでのシミュレーション開始から終了までの全域で隣接する天井クレーンのシミュレーションの軌跡との干渉が発生していなければ、そのままその搬送スケジュールを当該クレーンに送信する（ステップ１４）。干渉が発生した場合には、隣接する天井クレーンのもつスケジュールとの優先度をチェックする（ステップ１５）。当該天井クレーンが優先の場合はそのまま搬送スケジュールを送信する（ステップ１４）が、当該天井クレーンが非優先となった場合は、前述した入替対象スケジュールの有無を確認する（ステップ１６）。入替対象スケジュールが存在すれば、その中でも隣接する天井クレーンと干渉しにくいまたは搬送時間が比較的短いと思われる搬送スケジュールのひとつを分配し（ステップ１７）、入替シミュレーション部４Ｂで再度シミュレーションを開始する（ステップ１２）。再度シミュレーションしても、また干渉が発生した場合は、他の入替対象スケジュールでのシミュレーションを繰り返す。最終的に、どの入替対象スケジュールでも干渉が発生した場合は、他方の天井クレーンを避けるために最小限度の退避および待機を行う退避スケジュールを作成し、退避シミュレーション部４Ｃでシミュレーションを行う（ステップ１８）。この退避スケジュールを送信（ステップ１９）後、再度当初分配された搬送スケジュールでのシミュレーションを行う（ステップ１２）。このときのシミュレーションでは隣接する天井クレーンとの干渉は発生しないはずであり、当初分配されたスケジュールは送信可能な状態となる。
【００１６】
次に、リアルタイムスケジューリング方法の詳細について図３から図６を参照して説明する。
【００１７】
天井クレーンへの指示が確定したスケジュールを実行完了するまでの残り時間（図３−２１）が少なくなると、天井クレーンから次の指示の要求が来る。そして、前述のようにスケジュールが分配される。確定したスケジュールが動作完了した後から通常スケジュールを実行するものとして天井クレーン動作モデルをもとにシミュレーションを行い、軌跡を描く。描いた軌跡が隣接する天井クレーンの軌跡と干渉しなければ、スケジュールを確定する。
【００１８】
当初計画された搬送スケジュール（図４−２２）が隣接する天井クレーンと干渉する場合、入替対象スケジュールのひとつでシミュレーションを行い、隣接する天井クレーンと干渉しない搬送スケジュール（図４−２３）が見つかれば、その搬送スケジュールを確定する。どの入替対象スケジュールでも干渉が発生した場合は、隣接する天井クレーンを避けるための退避スケジュールを作成し、シミュレーションを行う。隣接する天井クレーンと干渉しない距離まで退避（図５−２４）し、干渉しない時間まで待機（図５−２５）した後、当初分配された搬送スケジュールに対してシミュレーション（図５−２６）を行い、スケジュールを送信する。天井クレーンがスケジュールを要求しても、分配するスケジュールがない場合は、隣接する天井クレーンのシミュレーションの進捗に合わせて待機シミュレーション（図６−２７）を行う。待機中に隣接する天井クレーンとの干渉が発生した場合は、待機側天井クレーンに退避（図６−２８）指示を出す。
【００１９】
次に、非干渉制御の詳細について図７、図８、図９により説明する。前述のように、天井クレーンの軌跡のシミュレーションを行った後、現在、天井クレーンがシミュレーションの軌跡上のどこを実行しているかを、現在の天井クレーンの各種状態（実行中のジョブ番号、動作状態、現在座標、速度など）をもとに推測する。前述の天井クレーンの現在状態追跡を各天井クレーン毎に個別に行い、それらの相対的な位相ずれ量（図７−２９）をリアルタイムに計算する。天井クレーンの動作制御を行う制御装置では動作開始時にこの位相ずれ量をみて、隣接する天井クレーンより一定値以上位相が進んでいるときには、位相ずれ量が一定値以内になるまで停止し指示実行を抑制する。これにより隣接する天井クレーン同士の衝突が回避できる。図７はクレーンが停止中の位相ずれを説明しているが、クレーンが走行中の位相ずれは図９のようになり、走行中のクレーンが不測の事態で停止した場合も位相ずれ量(図９−２９)を検出することにより指令実行を抑制することにより衝突を回避することができる。
【００２０】
前述の位相ずれ量による動作開始タイミングの制御のみでは、位相が進んでいる側の天井クレーンの動作が遅れるか、位相が遅れている側の天井クレーンが一旦待機状態になるかのどちらかにならない限りは一旦ずれてしまった位相を元に戻すことはできない。そこで位相が遅れている側の天井クレーンが次回スケジュールに対するシミュレーションを開始するときに、現在の位相ずれ量（図８−２９）と同じ時間（図８−３０）だけ待機スケジュールを作成し、その後、本来の搬送スケジュールのシミュレーション（図８−３１）を開始する。実際に天井クレーンが動作する段階では、位相ずれ量分の待機スケジュール（図８−３０）分の待機はせず、すぐに次の搬送スケジュール（図８−３１）の動作を開始する。これにより、一旦ずれてしまった位相を元に戻すことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現在実行中のスケジュールの動作完了前に次に実行予定のスケジュールについて現状の動作とシミュレーションの誤差を補正したシミュレーションを行い、干渉発生の有無を検証し、干渉が発生する場合にはスケジュールの入替または退避を行うことにより、天井クレーンの稼働率が向上する効果がある。また、クレーン動作中も現状のクレーンの動作状態を反映した直近未来のシミュレーションを実行することにより複数クレーンの衝突を回避することができる。また、本発明を並列処理計算機上で実現することにより、全体のクレーン台数が増えたとしても計算機の能力を気にすることなく、本発明が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の天井クレーン自動制御装置の構成図である。
【図２】リアルタイムスケジューリング方法を示すフローチャートである。
【図３】通常シミュレーションの説明図である。
【図４】入替シミュレーションの説明図である。
【図５】退避シミュレーションの説明図である。
【図６】待機シミュレーションの説明図である。
【図７】非干渉制御の説明図である。
【図８】非干渉制御の説明図である。
【図９】非干渉制御の説明図である。
【符号の説明】
１    並列処理計算機
２    在庫管理計算機
３    搬送スケジュール群
４    リアルタイムスケジュール群
４Ａ    通常シミュレーション部
４Ｂ    入替シミュレーション部
４Ｃ    退避シミュレーション部
５    非干渉制御部
６1〜６n    天井クレーン
１１〜１９    ステップ
２１    実行完了するまでの残り時間
２２    干渉するスケジュールのシミュレーション
２３    干渉しないスケジュールのシミュレーション
２４    退避シミュレーション
２５    待機シミュレーション
２６    当初分配されたスケジュールのシミュレーション
２７    待機シミュレーション
２８    退避シミュレーション
２９    位相ずれ量
３０    位相ずれ量
３１    次の搬送スケジュール
【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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