(57)【要約】【課題】荷物を輸送する場合において、荷物の荷ズレおよび荷崩れの発生を防止し、過剰な固定部材の材料費および固定にかかる作業費の発生を防止する。【解決手段】積載支援装置１の固定箇所演算部１４は、輸送条件取得部１１が取得した荷物を輸送する輸送手段と輸送経路によって規定される加速度および傾きを含む輸送条件を示す輸送条件情報と、積載条件取得部１２が取得した荷物の積載位置、積み段数および周囲の物体との隣接状況を含む積載条件を示す積載条件情報と、梱包条件取得部１３が取得した荷物のサイズ、質量および最大静止摩擦係数を含む梱包条件を示す梱包条件情報とに基づいて、荷物にかかる力とその向きを算出し、荷物にかかる力とその向きから、荷物の荷ズレや荷崩れが発生するか否かを判定し、荷物の荷ズレや荷崩れが発生すると判定した荷物の固定が必要な箇所と、固定に必要な力とを演算する。【選択図】図１
2017121996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷物を輸送する輸送手段および輸送経路での輸送中に予想される前記荷物にかかる加速度および傾きを含む輸送条件を示す輸送条件情報を取得する輸送条件取得部と、
前記荷物の積載位置、積み段数および周囲の物体との隣接状況を含む積載条件を示す積載条件情報を取得する積載条件取得部と、
前記荷物のサイズ、質量および最大静止摩擦係数を含む梱包条件を示す梱包条件情報を取得する梱包条件取得部と、
前記輸送条件情報、前記積載条件情報および前記梱包条件情報に基づいて、前記荷物にかかる力とその向きを算出し、前記荷物にかかる力とその向きから、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生するか否かを判定し、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生すると判定した前記荷物の固定が必要な箇所と、固定に必要な力とを演算する固定箇所演算部と、
を備える積載支援装置。
【請求項２】
前記固定箇所演算部は、前記輸送条件情報、前記積載条件情報および前記梱包条件情報に基づいて、前記荷物を移動させる力および前記荷物を移動させる力と逆向の摩擦力とを算出し、前記荷物を移動させる力と前記摩擦力とから、前記荷物の荷ズレが発生するか否かを判定し、前記荷物の荷ズレが発生すると判定した前記荷物の前記固定が必要な箇所と、前記固定に必要な力とを演算する請求項１に記載の積載支援装置。
【請求項３】
前記固定箇所演算部は、前記輸送条件情報、前記積載条件情報および前記梱包条件情報に基づいて、前記荷物にかかるモーメントを算出し、前記荷物にかかるモーメントから、前記荷物の荷崩れが発生するか否かを判定し、前記荷物の荷崩れが発生すると判定した前記荷物の前記固定が必要な箇所と、前記固定に必要な力とを演算する請求項１または２に記載の積載支援装置。
【請求項４】
荷物を固定する固定部材の、固定部材を適用可能な位置である適用可能位置と、固定部材を適用可能な他の物体との間隔である適用可能間隔と、固定部材を適用した場合の強度と、固定部材の材料費と固定にかかる作業費との合計金額である固定費用とを含む固定部材マスタを参照し、前記固定箇所演算部の演算結果に基づいて、前記固定が必要な箇所に適用可能で前記固定に必要な力を満たす強度を有し、かつ、最も安価な固定部材を選定する固定部材選定部を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の積載支援装置。
【請求項５】
前記積載条件取得部は、前記輸送手段への積載率を低下させない条件下で変更した前記積載条件を示す積載条件情報を取得し、
前記固定箇所演算部は、前記積載条件を変更した輸送条件情報、前記積載条件情報および前記梱包条件情報に基づいて、前記荷物にかかる力とその向きを算出し、前記荷物にかかる力とその向きから、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生するか否かを判定し、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生すると判定した前記荷物の前記固定が必要な箇所と、前記固定に必要な力とを演算し、
前記固定部材選定部は、前記固定部材マスタを参照し、前記固定箇所演算部の演算結果に基づいて、前記荷物の前記固定が必要な箇所に適用可能で前記固定に必要な力を満たす強度を有し、かつ、最も安価な固定部材を選定し、最も安価な積載条件を算出する、
請求項４に記載の積載支援装置。
【請求項６】
加速度センサと積載シミュレーション装置と積載支援装置とで構成される積載支援システムであって、
前記加速度センサは、荷物を輸送する輸送手段に設置され、輸送経路で輸送中の積載物にかかる加速度および傾きを検知し、
前記積載シミュレーション装置には、前記荷物の積載位置、積み段数および周囲の荷物との隣接状況を含む積載条件と、前記荷物のサイズ、質量および最大静止摩擦係数を含む梱包条件とが入力され、
前記積載支援装置は、
前記加速度センサが検知した前記加速度および前記傾きを含む情報を、前記輸送手段および前記輸送経路での輸送中に予想される前記荷物にかかる加速度および傾きを含む輸送条件を示す輸送条件情報として前記加速度センサから取得する輸送条件取得部、
前記荷物の積載位置、積み段数および周囲の荷物との隣接状況を含む積載条件を示す積載条件情報を前記積載シミュレーション装置から取得する積載条件取得部、
前記荷物のサイズ、質量および最大静止摩擦係数を含む梱包条件を示す梱包条件情報を前記積載シミュレーション装置から取得する梱包条件取得部、および、
前記輸送条件情報、前記積載条件情報および前記梱包条件情報に基づいて、前記荷物にかかる力とその向きを算出し、前記荷物にかかる力とその向きから、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生するか否かを判定し、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生すると判定した前記荷物の固定が必要な箇所と、固定に必要な力とを演算する固定箇所演算部、
を有する積載支援システム。
【請求項７】
積載支援装置が実行する、
荷物を輸送する輸送手段および輸送経路での輸送中に予想される前記荷物にかかる加速度および傾きを含む輸送条件を示す輸送条件情報と、前記荷物の積載位置、積み段数および周囲の物体との隣接状況を含む積載条件を示す積載条件情報と、前記荷物のサイズ、質量および最大静止摩擦係数を含む梱包条件を示す梱包条件情報とに基づいて、前記荷物にかかる力とその向きを算出するステップと、
前記荷物にかかる力とその向きから、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生するか否かを判定するステップと、
前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生すると判定した前記荷物の固定が必要な箇所と、固定に必要な力とを演算するステップと、
を備える積載支援方法。
【請求項８】
コンピュータを、
荷物を輸送する輸送手段および輸送経路での輸送中に予想される前記荷物にかかる加速度および傾きを含む輸送条件を示す輸送条件情報と、前記荷物の積載位置、積み段数および周囲の物体との隣接状況を含む積載条件を示す積載条件情報と、前記荷物のサイズ、質量および最大静止摩擦係数を含む梱包条件を示す梱包条件情報とに基づいて、前記荷物にかかる力とその向きを算出し、前記荷物にかかる力とその向きから、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生するか否かを判定し、前記荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生すると判定した前記荷物の固定が必要な箇所と、固定に必要な力とを演算する固定箇所演算部として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷物の輸送手段への積載を支援する積載支援装置、積載支援システム、積載支援方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
荷物を輸送する場合において、荷物の梱包材を補強したり適切な梱包仕様にしたりすることによって輸送中の荷物の破損を防止する技術がある。
【０００３】
特許文献１には、荷物及び梱包材の物性と輸送環境データに基づいたシミュレーションで算出した荷物及び梱包材の異常度に基づいて、梱包材の補強部分を指示する物流支援方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、出荷対象となる物品の固有情報、輸送手段、輸送ルート、輸送制約条件および梱包副資材仕様に対応した物品の梱包仕様を決定する梱包仕様決定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６０２９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８４９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２に記載の技術では、梱包材によって荷物の破損への対応がされている一方で、荷物自体の固定方式は確立されておらず、荷物の荷ズレおよび荷崩れの発生への対応はされていない。そのため、荷物の積載において、荷物の積載条件を目視し、経験に基づいて固定箇所を決定している場合、必要な固定箇所へ固定部材が適用されないことがあり、荷物の荷ズレおよび荷崩れが発生する可能性がある。また、固定が不要な箇所への固定部材を適用することや、強度が過剰な固定部材を適用することによる過剰な固定部材の材料費および固定にかかる作業費が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、荷物を輸送する場合において、荷物の荷ズレおよび荷崩れの発生を防止し、過剰な固定部材の材料費および固定にかかる作業費の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る積載支援装置は、輸送条件取得部と、積載条件取得部と、梱包条件取得部と、固定箇所演算部とを備える。輸送条件取得部は、荷物を輸送する輸送手段および輸送経路での輸送中に予想される荷物にかかる加速度および傾きを含む輸送条件を示す輸送条件情報を取得する。積載条件取得部は、荷物の積載位置、積み段数および周囲の物体との隣接状況を含む積載条件を示す積載条件情報を取得する。梱包条件取得部は、荷物のサイズ、質量および最大静止摩擦係数を含む梱包条件を示す梱包条件情報を取得する。固定箇所演算部は、輸送条件情報、積載条件情報および梱包条件情報に基づいて、荷物にかかる力とその向きを算出し、荷物にかかる力とその向きから、荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生するか否かを判定し、荷物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生すると判定した荷物の固定が必要な箇所と、固定に必要な力とを演算する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、荷物を輸送する場合において、固定が必要な荷物の固定が必要な箇所と固定に必要な力を自動で演算することで、荷物の荷ズレおよび荷崩れの発生を防止し、過剰な固定部材の材料費および固定にかかる作業費の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る積載支援システムの構成例を示す図である。
【図２】実施の形態に係る固定候補梱包物の一例を示す概念図である。
【図３】実施の形態に係る梱包物が移動する可能性の例を示すマトリックス図である。
【図４】実施の形態に係る固定候補梱包物にかかる力およびその方向の演算方法を示す概念図である。
【図５】実施の形態に係る固定必要箇所に適用する固定部材の選定方法を示す概念図である。
【図６】実施の形態に係る固定部材マスタの一例を示す図である。
【図７】実施の形態に係る固定箇所演算処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態に係る固定部材選定処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態に係る積載支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同じ符号を付す。本実施の形態では、荷物を梱包材で梱包した梱包物を輸送する場合について説明するが、梱包していない荷物を輸送する場合にも本発明を適用可能である。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る積載支援システムの構成例を示す図である。積載支援システム１００は、積載支援装置１と、加速度センサ２と、積載シミュレーション装置３と、固定部材マスタ記憶部４とで構成される。積載支援装置１は、機能構成として、輸送条件取得部１１、積載条件取得部１２、梱包条件取得部１３、固定箇所演算部１４、固定部材選定部１５および記憶部１６を備える。加速度センサ２は、例えばトラック、鉄道、船舶、航空機などの梱包物を輸送する輸送手段に設置され、輸送経路で輸送中の積載物にかかる加速度および傾きを検知する。積載支援装置１の輸送条件取得部１１は、加速度センサ２が検知した加速度および傾きを含む情報を、該輸送手段および該輸送経路での輸送中に予想される梱包物にかかる加速度および傾きを含む輸送条件を示す輸送条件情報として加速度センサ２から取得し、固定箇所演算部１４に送る。あるいは、積載支援装置１の輸送条件取得部１１に、輸送条件情報として想定値を入力できるように構成してもよい。輸送中に予想される梱包物にかかる加速度および傾きは、梱包物を輸送する輸送手段と輸送経路によって規定される。輸送手段および輸送経路が複数ある場合には、輸送情報には、梱包物を輸送する輸送手段および輸送経路を識別する情報が含まれる。固定箇所演算部１４は、輸送条件取得部１１から受け取った輸送条件情報を蓄積記憶する。なお、輸送条件情報は記憶部１６に蓄積記憶される構成にしてもよい。
【００１３】
積載シミュレーション装置３には、梱包物を輸送手段に積載する際のトラックの荷台や船舶に積載される海上輸送コンテナ内の積載位置と、積み段数と、周囲の物体との隣接状況とを含む積載条件と、梱包物の梱包サイズ（縦の長さｂ、横の長さｃ、高さａ）と、梱包物の質量ｍと、梱包物の最大静止摩擦係数μとを含む梱包条件とが入力される。梱包物の最大静止摩擦係数μは、梱包物と梱包物が置かれる面との間の最大静止摩擦係数である。梱包物を積載支援装置１の積載条件取得部１２は、積載シミュレーション装置３から積載条件を示す積載条件情報を取得し、固定箇所演算部１４に送る。梱包条件取得部１３は、積載シミュレーション装置３から梱包条件を示す梱包条件情報を取得し、固定箇所演算部１４に送る。あるいは、積載支援装置１の積載条件取得部１２および梱包条件取得部１３に、積載条件情報および梱包条件情報としてそれぞれ想定値を入力できるように構成してもよい。梱包条件情報は、最大静止摩擦係数μの代わりに梱包物の梱包材を示す情報を含み、固定箇所演算部１４があらかじめ記憶する梱包物の梱包材と梱包物が置かれる面と最大静止摩擦係数μとの対応表に基づいて、梱包物の最大静止摩擦係数μを算出してもよい。なお、梱包していない荷物を輸送する場合は、梱包していない荷物と荷物が置かれる面との間の最大静止摩擦係数を用いる。
【００１４】
固定箇所演算部１４は、積載条件取得部１２および梱包条件取得部１３からそれぞれ受け取った積載条件情報および梱包条件情報と、記憶している輸送条件情報とに基づいて、固定が必要な梱包物（以下、固定必要梱包物という）の、固定が必要な箇所（以下、固定必要箇所という）と、固定に必要な力（以下、固定必要力という）とを演算する。固定箇所演算部１４は、固定必要梱包物と、固定必要箇所と、固定必要力とを示す固定必要情報を記憶部１６に記憶する。固定部材マスタ記憶部４は、各固定部材の固定部材を適用可能な位置と、固定部材を適用可能な他の物体との間隔と、固定部材を適用した場合の強度と、固定部材の材料費と固定にかかる作業費との合計金額（以下、固定費用という）とを含む固定部材マスタを記憶する。
【００１５】
固定部材選定部１５は、記憶部１６が記憶する固定必要情報に基づいて、固定部材マスタ記憶部４が記憶する固定部材マスタを参照し、固定必要梱包物の必要固定箇所に適用可能で、かつ、固定必要力を満たす固定部材に絞り込み、その中で最も安価な固定部材を選定する。固定部材選定部１５は、固定必要梱包物と、選定した固定部材とを示す固定部材情報、を記憶部１６に記憶し、固定部材情報および固定必要情報を出力する。固定部材情報は、選定した固定部材の固定費用を含んでもよい。固定部材情報および固定必要情報の出力は、例えば、画面表示してもよいし、メールで送信してもよいし、プリントアウトしてもよい。
【００１６】
図２は、実施の形態に係る固定候補梱包物の一例を示す概念図である。固定箇所演算部１４は、積載条件情報から、例えばトラックの荷台や船舶に積載される海上輸送コンテナ内の底面をＸ−Ｙ平面とした場合のＸ軸方向およびＹ軸方向の周囲の物体との隣接状況より、輸送手段に積載されるすべての梱包物について、移動する可能性があるか否かを判定する。外力に関わらず、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくともいずれかに隣接する物体がない面を固定候補箇所と定義し、固定候補箇所がある梱包物を固定候補梱包物と定義する。
【００１７】
図３は、実施の形態に係る梱包物が移動する可能性の例を示すマトリックス図である。図３（ａ）は、図２の梱包物２１が移動する可能性を示している。梱包物２１に着目すると、Ｘ軸の−方向及び、Ｙ軸の−方向に壁があり、またＸ軸の＋方向及び、Ｙ軸の＋方向には他の梱包物があるため、固定候補箇所がない。図３の例では固定候補箇所がないことを×で表している。ここでは、荷台が上下に急激に変動することはないものと仮定して、Ｚ軸方向への移動は考慮しないが、上下に急激な変動があり得る場合、例えば、航空機輸送でエアポケットに入って急下降するような可能性がある場合は、Ｚ軸方向への移動も考慮する。固定箇所演算部１４は、梱包物２１のように、固定候補箇所がない場合、固定候補梱包物ではないと判定する。図３（ｂ）は、図２の梱包物２２の固定が必要となる可能性を示している。梱包物２２に着目すると、Ｙ軸の−方向には壁があり、Ｘ軸の−方向およびＹ軸の＋方向には他の梱包物があるが、Ｘ軸の＋方向には、何もないため、固定候補箇所がある。図３の例では固定候補箇所があることを○で表している。固定箇所演算部１４は、梱包物２２のように、ひとつでも固定候補箇所がある場合、固定候補梱包物であると判定する。このような固定候補梱包物であるか否かの判定を、輸送手段に積載されるすべての梱包物に対して行う。
【００１８】
図４は、実施の形態に係る固定候補梱包物にかかる力およびその方向の演算方法を示す概念図である。固定箇所演算部１４は、すべての固定候補梱包物および固定候補箇所に対し、輸送条件情報および梱包条件情報に基づいて、固定候補梱包物にかかる力とその向きを算出する。輸送手段および輸送経路が複数ある場合には、固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物に設定されている輸送手段および輸送経路の輸送条件情報を読み出して用いる。固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物にかかる力とその向きから、固定が必要であるか否かを判定する。固定箇所演算部１４は、固定が必要である固定候補梱包物を固定必要梱包物とし、固定必要梱包物を固定する場合に必要な最低限の力である固定必要力を算出する。固定箇所演算部１４は、固定必要梱包物と、固定必要箇所と、固定必要力とを示す固定必要情報を記憶部１６に記憶する。
【００１９】
例えば、図４（ａ）の固定候補梱包物２３において、梱包物の質量をｍ、梱包材の最大静止摩擦係数をμ、輸送条件情報から抽出した最大の加速度をα、最大の傾きをθ、重力加速度をｇとしたとき、(ｍｇsinθ＋ｍαcosθ)＞μ(ｍｇcosθ−ｍαsinθ)であるとき、固定候補梱包物２３の荷ズレが発生する、つまり固定が必要であると判定する。ここでは、輸送中に予想される最大の加速度αおよび最大の傾きθを用いて荷ズレが発生する否かを判定しているが、輸送条件情報に含まれる加速度と傾きとが対応付けられている場合には、輸送経路上で起こりうる加速度および傾きの組み合わせから、荷ズレが発生するか否かを判定してもよい。不等式の左辺が固定候補梱包物２３を移動させる力で、右辺が固定候補梱包物２３を移動させる力と逆向の摩擦力である。固定が必要である場合、固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物２３を固定必要梱包物と判定し、固定候補梱包物２３の斜線の面を固定必要箇所と判定する。また、固定箇所演算部１４は、固定に必要な最低限の力である(ｍｇsinθ＋ｍαcosθ)−μ(ｍｇcosθ−ｍαsinθ)を固定必要力とする。図４（ａ）の例では、固定候補梱包物２３の底面以外の面に隣接する物体がない場合を想定しており、例えば図２の梱包物２２のように、Ｘ軸の−方向に梱包物２１がある場合、この梱包物２１からＸ軸の＋方向に受ける力も演算に加味される。また、輸送条件に水平方向の加速度だけでなく垂直方向の加速度（振動）が含まれる場合には、地面から垂直方向に受ける力として、演算に加味される。
【００２０】
例えば、図４（ｂ）の固定候補梱包物２４において、梱包物の縦の長さをｂ、高さをａ、質量をｍ、輸送条件情報から抽出した最大の加速度をα、最大の傾きをθ、重力加速度をｇとしたとき、ａ／２(ｍｇsinθ＋ｍαcosθ)＞ｂ／２(ｍｇcosθ−ｍαsinθ)であるとき、固定候補梱包物２４の荷崩れが発生する、つまり固定が必要であると判定する。図４（ａ）の場合と同様に、ここでは、輸送中に予想される最大の加速度αおよび最大の傾きθを用いて荷崩れが発生するか否かを判定しているが、輸送条件情報に含まれる加速度と傾きとが対応付けられている場合には、輸送経路上で起こりうる加速度および傾きの組み合わせから、荷崩れが発生するか否かを判定してもよい。不等式の左辺が回転軸を点Ａから紙面に垂直方向に延びる線とした場合に固定候補梱包物２４にかかる時計回りのモーメントで、右辺が回転軸を点Ａから紙面に垂直方向に延びる線とした場合に固定候補梱包物２４にかかる反時計回りのモーメントである。固定が必要である場合、固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物２４を固定必要梱包物と判定し、固定候補梱包物２４の回転軸から高さ方向に延びる面を固定必要箇所と判定する。また、固定箇所演算部１４は、固定に必要な最低限の力であるａ／２(ｍｇsinθ＋ｍαcosθ)−ｂ／２(ｍｇcosθ−ｍαsinθ)を固定必要力とする。図４（ｂ）の例では、固定候補梱包物２４の底面以外の面に隣接する物体がない場合を想定しており、例えば図２の梱包物２２のように、Ｘ軸の−方向に梱包物２１がある場合、この梱包物２１からＸ軸の＋方向に受ける力も演算に加味される。また、輸送条件に水平方向の加速度だけでなく垂直方向の加速度（振動）が含まれる場合には、地面から垂直方向に受ける力として、演算に加味される。
【００２１】
図４（ａ）の固定候補梱包物２３の例において(ｍｇsinθ＋ｍαcosθ)≦μ(ｍｇcosθ−ｍαsinθ）である場合、および、図４（ｂ）の固定候補梱包物２４の例においてａ／２(ｍｇsinθ＋ｍαcosθ)≦ｂ／２(ｍｇcosθ−ｍαsinθ)である場合は、荷ズレおよび荷崩れの可能性がないため固定候補梱包物２３および固定候補梱包物２４の固定は不要とする。固定箇所演算部１４は、固定が不要と判定した梱包物を示す梱包不要情報をさらに記憶部１６に記憶してもよい。図４のように、輸送中に予想される最大の加速度αおよび最大の傾きθを用いて荷ズレおよび荷崩れが発生する否かを判定する場合には、輸送条件情報は蓄積記憶される構成ではなく、輸送条件取得部１１が取得した輸送条件情報に含まれる加速度および傾きの最大値を記憶し、更新される度に上書き記憶する構成にしてもよい。
【００２２】
図５は、実施の形態に係る固定必要箇所に適用する固定部材の選定方法を示す概念図である。固定部材選定部１５は、固定必要情報が示す固定必要箇所および固定必要力の条件を満たし、かつ、最も安価な固定部材を選定する。図５（ａ）に示すように、固定必要梱包物２５は、斜線の面が固定必要箇所であって、固定必要力が５Ｎである。また、固定必要梱包物２５の隣の梱包物との間隔は３０ｃｍである。
【００２３】
図６は、実施の形態に係る固定部材マスタの一例を示す図である。図６の例では、固定部材マスタは、固定部材の名称を示す「部材名」と、固定部材を適用可能な位置を示す「適用可能位置」と、固定部材を適用可能な他の物体との間隔を示す「適用可能間隔」と、固定部材を適用した場合の強度を示す「強度」と、固定部材の固定費用を示す「金額」との項目で構成される。実際には、固定部材の強度は、繰り返し荷重に耐える値で、固定部材のばらつきを考慮した値とする。図６に示す固定部材マスタを参照すると、固定部材の選択肢は、木片、ダンボール＋木片およびエアバッグである。
【００２４】
図５（ａ）の固定必要梱包物２５は床から３段目に位置するため、「適用可能位置」が床である木片は適用可能位置の要件を満たしていない。このため、固定部材選定部１５は、選択肢を「適用可能位置」に制限のないダンボール＋木片およびエアバッグに絞り込む。固定必要梱包物２５にダンボール＋木片を適用した例を図５（ｂ）に示す。固定必要梱包物２５にエアバックを適用した例を図５（ｃ）に示す。つづいて、図５（ａ）の固定必要梱包物２５の隣の梱包物との間隔は３０ｃｍであって、固定必要力は５Ｎであることから、選択肢に残る固定部材は、「適用可能間隔」に制限がなく「強度」が１０Ｎのダンボール＋木片と、「適用可能間隔」が５０ｃｍ以内で「強度」が５００Ｎのエアバッグとなる。ダンボール＋木片と、エアバッグは共に固定部材として固定必要梱包物２５に適用が可能なため、固定部材選定部１５は、「金額」の比較を行い、５００円のダンボール＋木片の方が１０００円のエアバッグより安価であることから、固定必要梱包物２５の固定部材としてダンボール＋木片を選定する。固定部材選定部１５は、固定必要梱包物と、選定した固定部材とを示す固定部材情報を記憶部１６に記憶し、固定部材情報および固定必要情報を出力する。このとき、固定部材選定部１５は、固定部材情報および固定必要情報と共に梱包不要情報を出力してもよい。
【００２５】
図７は、実施の形態に係る固定箇所演算処理の動作の一例を示すフローチャートである。固定箇所演算処理は、積載支援装置１の起動中は繰り返し実行される。積載支援装置１の固定箇所演算部１４は、積載条件情報に基づいて、輸送手段に積載される梱包物の中に固定候補梱包物があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、図２および図３で説明したように、固定箇所演算部１４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくともいずれかに隣接する物体がない面を固定候補箇所と判定し、固定候補箇所がある梱包物を固定候補梱包物と判定する。固定候補梱包物がない場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、処理を終了する。固定候補梱包物がある場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、固定箇所演算部１４は、輸送条件情報および梱包条件情報に基づいて、固定候補梱包物にかかる力とその向きを算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、図４で説明したように、固定箇所演算部１４は、輸送条件情報から抽出した最大の加速度α、最大の傾きθ、重力加速度ｇを用いて、固定候補梱包物を移動させる力と、逆向の摩擦力と、固定候補梱包物にかかるモーメントとを算出する。固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物にかかる力とその向きから、固定が必要か否かを判定する（ステップＳ１３）、固定が必要でない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、処理はステップＳ１６に移行する。ステップＳ１３では、図４（ａ）で説明したように、固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物を隣接する物体がない方向に移動させる力が逆向の摩擦力よりも大きいとき、固定が必要であると判定する。図４（ｂ）で説明したように、固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物の隣接する物体がない方向にかかるモーメントが隣接する物体がある方向にかかるモーメントよりも大きい場合、固定が必要であると判定する。
【００２６】
固定が必要である場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、固定箇所演算部１４は、固定候補梱包物を固定必要梱包物とし、固定必要梱包物にかかる力とその向きから、固定必要力を算出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、図４（ａ）で説明したように、固定箇所演算部１４は、固定必要梱包物を隣接する物体がない方向に移動させる力と逆向の摩擦力との差分を固定必要力として算出する。図４（ｂ）で説明したように、固定箇所演算部１４は、固定必要梱包物の隣接する物体がない方向にかかるモーメントと隣接する物体がある方向にかかるモーメントとの差分を固定必要力として算出する。このとき、固定箇所演算部１４は、固定必要梱包物の固定に必要な最低限の力に任意の値を追加した値を固定必要力として算出してもよいし、加速度に安全係数を乗じて安全率を見込んでもよい。固定箇所演算部１４は、固定必要梱包物と、固定必要箇所と、固定必要力とを示す固定必要情報を記憶部１６に記憶する（ステップＳ１５）。未処理の固定候補梱包物がある場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２〜ステップＳ１６を繰り返す。未処理の固定候補梱包物がない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、処理を終了する。
【００２７】
図８は、実施の形態に係る固定部材選定処理の動作の一例を示すフローチャートである。固定部材選定処理は、積載支援装置１の起動中は繰り返し実行される。積載支援装置１の固定部材選定部１５は、固定必要情報に基づいて、固定部材マスタ記憶部４が記憶する固定部材マスタが示す固定部材の選択肢を適用可能位置で絞り込む（ステップＳ２１）。図５および図６の例では、固定必要梱包物２５が床から３段目に位置するため、ステップＳ２１で、固定部材選定部１５は、固定必要梱包物２５の固定部材の選択肢を「適用可能位置」に制限のないダンボール＋木片およびエアバッグに絞り込む。固定部材選定部１５は、固定必要情報に基づいて、固定部材の選択肢を適用可能間隔で絞り込む（ステップＳ２２）。固定部材選定部１５は、固定必要情報に基づいて、固定部材の選択肢を強度で絞り込む（ステップＳ２３）。図５および図６の例では、固定必要梱包物２５の隣の梱包物との間隔は３０ｃｍであって、固定必要力は５Ｎであるため、固定部材選定部１５は、ステップＳ２２およびステップＳ２３で、固定必要梱包物２５の固定部材の選択肢として、「適用可能間隔」に制限がなく「強度」が１０Ｎのダンボール＋木片と、「適用可能間隔」が５０ｃｍ以内で「強度」が５００Ｎのエアバッグとを残す。
【００２８】
固定部材選定部１５は、絞り込んだ固定部材の中で最も安価な固定部材を選定する（ステップＳ２４）。図５および図６の例では、固定部材選定部１５は、ステップＳ２４で、「金額」の比較を行い、５００円のダンボール＋木片の方が１０００円のエアバッグより安価であるため、固定必要梱包物２５の固定部材としてダンボール＋木片を選定する。固定部材選定部１５は、固定必要梱包物と、選定した固定部材とを示す固定部材情報を記憶部１６に記憶し（ステップＳ２５）、固定部材情報および固定必要情報を出力する（ステップＳ２６）。固定部材が選定されていない固定必要梱包物がある場合（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、ステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１〜ステップＳ２７を繰り返す。固定部材が選定されていない固定必要梱包物がない場合（ステップＳ２７；ＮＯ）、処理を終了する。
【００２９】
以上説明したように実施の形態の積載支援装置１によれば、荷物を輸送する場合において、固定必要梱包物の固定必要箇所および固定必要力を自動で演算し、固定必要梱包物の固定必要箇所に適用可能で固定必要力を満たす強度を有し、かつ、最も安価な固定部材を自動で選定することで、必要な固定箇所へ固定部材が適用されていないことによる梱包物の荷ズレおよび荷崩れの発生を防止し、コストを低減することができる。また、固定が不要な箇所への固定部材を適用することや、強度が過剰な固定部材を適用することによる過剰な固定部材の固定費用の発生も防止することができる。これにより、固定部材の削減が可能になり、ひいては輸送手段の燃料費の削減にもつながり、さらなるコストの低減が期待できる。
【００３０】
上記の実施の形態では、積載条件取得部１２が取得した積載条件情報が示す積載条件のもと、固定必要梱包物、固定必要箇所、固定必要力、適用する固定部材、および固定部材の固定費用を決定するが、積載条件は輸送手段への積載率を低下させない条件下で、変更してもよい。輸送手段への積載率とは、輸送手段に積載されるすべての梱包物の合計外容積を、輸送手段に積載可能な最大容積で割った値とする。この変形例について説明する。
【００３１】
変形例では、固定部材情報は、選定した固定部材の固定費用を含む。輸送手段への積載率を低下させない条件下で変更した積載条件を示す積載条件情報を積載条件取得部１２に入力し、固定箇所演算部１４および固定部材選定部１５がそれぞれ固定箇所演算処理および固定部材選定処理を繰り返すことで、複数の積載条件のもとで算出された固定必要梱包物と、固定必要箇所と、固定必要力とを示す固定必要情報と、固定必要情報に基づいて選定した固定部材と、選定した固定部材の固定費用とを示す固定部材情報とが記憶部１６に記憶される。固定部材選定部１５は、記憶部１６に記憶された固定部材情報に含まれる固定費用を比較することで、さらに最も安価な積載条件を算出できる。この場合、最も安価な積載条件を示す情報を固定部材情報および固定必要情報と対応付けて記憶部１６に記憶する。
【００３２】
また、固定部材情報および固定必要情報と、最も安価な積載条件を示す情報を積載シミュレーション装置３の視覚情報と合わせるとより効果的である。つまり積載シミュレーション装置３に入力された、梱包物を輸送手段に積載する際のトラックの荷台や船舶に積載される海上輸送コンテナ内の積載位置と、積み段数と、周囲の物体との隣接状況とを含む積載条件と梱包物の梱包サイズと、梱包物の質量と、梱包物の最大静止摩擦係数とを含む梱包条件とを可視化した視覚情報と、固定部材情報および固定必要情報と、最も安価な積載条件を示す情報とを合わせて出力し、輸送手段への積載現場に提示することで、輸送中における梱包物の荷ズレおよび荷崩れによる荷物の破損をより効果的に防ぐことが可能となる。また過剰な梱包部材の材料費及び、固定に必要な作業費を削減できると共に、積載物の固定に要する時間を削減することが可能となる。
【００３３】
上記の実施の形態では、積載支援装置１の固定箇所演算部１４は、固定必要梱包物、固定必要箇所および固定必要力を算出したが、これに限らず、固定箇所演算部１４は、固定必要箇所および固定必要力のみを算出してもよい。また、積載支援装置１は固定部材選定部１５を備えず、固定部材選定部１５の処理を他の装置が実行したり、人がマニュアルにより行ったりしてもよい。例えばトラック、鉄道、船舶および航空機などの輸送手段において輸送される梱包物の固定方法がロープのような１種類の固定部材のみである場合、固定箇所演算部１４が固定必要梱包物および固定必要箇所のみを算出し、固定必要梱包物および固定必要箇所を示す固定必要情報をモニターまたは帳票により、視覚情報として出力してもよい。このような固定必要情報を視覚情報として出力し、輸送手段への積載現場に指示することで、輸送中における梱包物の荷ズレおよび荷崩れによる荷物の破損を防ぐことが可能となり、積載物の固定に要する時間を削減することが可能となる。固定箇所演算部１４は、固定必要力のみを算出してもよい。例えば、トラック、鉄道、船舶、航空機などの輸送手段によって梱包物が輸送される際に既存の固定部材が破損するなど、その強度に問題が見込まれる場合において、新たな固定部材を設計する際に、固定部材選定部１５が出力した固定必要力を設計の参考にすることができる。
【００３４】
上記の実施の形態では、固定候補箇所および固定必要箇所を面で決定したが、これに限らず、梱包物の形状によって、点や線で決定してもよい。また、固定箇所演算部１４は、輸送手段に積載される梱包物の荷ズレおよび荷崩れの両方について発生するか否かを判定してもよいし、片方について発生するか否かを判定してもよい。固定箇所演算部１４は、梱包物の荷ズレおよび荷崩れの少なくともいずれかが発生すると判定した場合、固定が必要であると判定する。
【００３５】
図９は、本発明の実施の形態に係る積載支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。積載支援装置１は、図９に示すように、一時記憶部１０１、記憶部１０２、計算部１０３、操作部１０４、外部入出力部１０５および表示部１０６を備える。一時記憶部１０１、記憶部１０２、操作部１０４、外部入出力部１０５および表示部１０６はいずれもＢＵＳを介して計算部１０３に接続されている。
【００３６】
計算部１０３はＣＰＵ（Central Processing Unit）などから構成され、記憶部１０２に記憶されている制御プログラムに従って、積載支援装置１の固定箇所演算部１４および固定部材選定部１５の各処理を実行する。
【００３７】
一時記憶部１０１はＲＡＭ（Random-Access Memory）などから構成され、記憶部１０２に記憶されている制御プログラムをロードし、計算部１０３の作業領域として用いられる。
【００３８】
記憶部１０２は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷなどの不揮発性メモリから構成され、積載支援装置１の処理を計算部１０３に行わせるためのプログラムをあらかじめ記憶し、また、計算部１０３の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを計算部１０３に供給し、計算部１０３から供給されたデータを記憶する。記憶部１６は、記憶部１０２に構成される。
【００３９】
操作部１０４は、キーボードおよびマウスなどのポインティングデバイスなどと、キーボードおよびポインティングデバイスなどをＢＵＳに接続するインタフェース装置から構成されている。ユーザが積載支援装置１に情報を入力する場合は、操作部１０４を介して、入力された情報が計算部１０３に供給される。
【００４０】
外部入出力部１０５は、ネットワークに接続する網終端装置または無線通信装置、およびそれらと接続するシリアルインタフェースまたはＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースから構成されている。外部入出力部１０５は、輸送条件取得部１１、積載条件取得部１２、梱包条件取得部１３および固定部材選定部１５として機能する。
【００４１】
表示部１０６は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成されている。表示部１０６は、ユーザが積載支援装置１に情報を入力する場合は、操作画面を表示する。固定部材選定部１５が固定部材情報、固定必要情報および最も安価な積載条件を示す情報を画面表示する場合には、表示部１０６に梱包計画情報が表示される。
【００４２】
図９に示す積載支援装置１の輸送条件取得部１１、積載条件取得部１２、梱包条件取得部１３、固定箇所演算部１４、固定部材選定部１５および記憶部１６の処理は、制御プログラムが、一時記憶部１０１、計算部１０３、記憶部１０２、操作部１０４、外部入出力部１０５および表示部１０６などを資源として用いて処理することによって実行する。
【００４３】
その他、前記のハードウェア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【００４４】
計算部１０３、一時記憶部１０１、記憶部１０２、操作部１０４、外部入出力部１０５および表示部１０６などから構成される積載支援装置１の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなど）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する積載支援装置１を構成してもよい。また、インターネットなどの通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードなどすることで積載支援装置１を構成してもよい。
【００４５】
また、積載支援装置１の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【００４６】
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して提供することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）に前記コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを提供してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  積載支援装置、２  加速度センサ、３  積載シミュレーション装置、４  固定部材マスタ記憶部、１１  輸送条件取得部、１２  積載条件取得部、１３  梱包条件取得部、１４  固定箇所演算部、１５  固定部材選定部、１６  記憶部、２１，２２  梱包物、２３，２４  固定候補梱包物、２５  固定必要梱包物、１００  積載支援システム、１０１  一時記憶部、１０２  記憶部、１０３  計算部、１０４  操作部、１０５  外部入出力部、１０６  表示部。
【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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