JP2004281622A - 搬送台車システム - Google Patents

Abstract

【構成】上位コントローラが無人搬送車コントローラに搬送作業を依頼する際に、物品がステーションで荷積み可能になるまでの予測時間を通知する。無人搬送車コントローラは、予測時間からの時差が最短で到着する無人搬送車に、搬送指令を割り付ける。
【効果】搬送効率を低下させずに、ステーションで物品が無人搬送車を待つ時間を短縮できる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の利用分野】
この発明は、天井走行車などの有軌道台車や無人搬送車などの、搬送台車システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
【特許文献１】特開２００２−１１０７６６号公報
特許文献１は、半導体製造用などの搬送システムにおいて、ストッカに物品の出庫指令を与えると同時に、搬送台車にストッカの出庫ステーションへの走行指令を与え、出庫ステーションでの搬送物品の待ち時間（荷積み待ち時間）を最短にすることを開示している。
【０００３】
しかしながらこのようにすると、逆に搬送台車が出庫ステーションで長時間待機する可能性がある。また搬送台車の台数に余裕が無い場合、搬送台車を出庫ステーションで待機させると、他の搬送指令を犠牲にすることになる。
【０００４】
【発明の課題】
この発明の基本的課題は、搬送台車をステーションで長時間待機させたりせずに、搬送物品のステーションでの待ち時間を短縮することにある（請求項１〜３）。
請求項２の発明での追加の課題は、搬送物品がステーションに到着して荷積み可能になるまでの時間を予測するための、具体的な構成を提供することにある。
請求項３の発明での追加の課題は、複数の搬送指令が競合した際に、搬送物品の待ち時間を短くすると共に、搬送効率を高めることにある。
【０００５】
【発明の構成】
この発明は、搬送台車との移載用のステーションを備えた設備を複数設け、複数台の搬送台車により、前記ステーション間で物品を搬送するようにした搬送台車システムにおいて、前記ステーションで、搬送台車へ物品が荷積み可能になるまでの予測時間を求めるための手段と、搬送台車の前記ステーションへの到着時間を求めるための手段と、前記予測時間と前記到着時間とを用いて、所定の評価基準に最も近い搬送台車を選択して、該荷積み物品の搬送に割り付けるための手段、とを設けたことを特徴とする（請求項１）。
この明細書で、到着時間は、搬送台車が空荷でかつ正常な状態（物品を荷積みして搬送可能な状態）で到着する時間をいい、一般的には到着時間の予測値として用いる。
評価基準は、例えば当該搬送指令のみを考慮して、最短の待ち時間と最大スループットとを追求する場合、予測時間と到着時間との差の絶対値が最小となることである。
より複雑な評価基準としては、所定の待機ポジションで待機している、あるいは特急品などのために待機している搬送台車を、なるべく搬送作業に割り付けないために、所定時間分、到着時間が遅れるものとして扱う、あるいは搬送台車の残電池容量や累積走行時間などの、搬送台車のメンテナンス用の要素を加味して、到着時間を変更する、などのことがある。
【０００６】
好ましくは、前記設備から荷積み可能になった旨の報告を受信することにより、前記設備に物品の搬出を指示した後荷積み可能になるまでの時間を求めて、この時間を統計化して前記予測時間とするための手段を設ける（請求項２）。荷積み可能になった旨の報告を受信できない設備がある場合、例えば、予測時間の初期値を定め、搬送台車をこの設備のステーションに走行させた際に、荷積み可能か不能かの実績で、初期値を変更するなどが好ましい。
【０００７】
特に好ましくは、複数の搬送指令を複数の搬送台車に割り付ける場合、前記到着時間を求めるための手段では、前記複数の搬送台車の走行とステーションでの停止とをシミュレーションして、到着時間を求める（請求項３）。考慮する搬送台車の走行と停止の範囲は、例えば、搬送指令で用いる荷積みステーションまでの、搬送指令を割り付けようとする搬送台車の走行と停止等とする。
【０００８】
【発明の作用と効果】
この発明では、ステーションで搬送台車に荷積みする物品が荷積み可能になるまでの予測時間と、このステーションに搬送台車が到着するまでの時間とを求めて、これらを所定の評価基準により評価し、この評価基準に最も近い搬送台車に搬送指令を割り付ける。このため、物品がステーションで搬送台車の到着を待つ時間を短くできると共に、搬送台車がステーションに早めに到着しすぎて、搬送効率が低下することを防止できる（請求項１〜３）。
【０００９】
請求項２の発明では、物品が荷積み可能になった旨の報告を設備から受信することにより、この設備に対して物品の搬出を指示してからの時間を予測時間の実績値として求める。そして求めた実績値を適宜の手法で統計化し、例えばその平均値を求めて、予測時間とする。このようにすると、物品がステーションで荷積み可能になるまでの時間を正確に予測でき、物品を荷積みするまでの時間を短縮すると共に、搬送効率をさらに向上させることができる。
【００１０】
請求項３の発明では、複数の搬送指令に対して複数の搬送台車を割り付ける際に、搬送台車の走行とステーションでの停止とをシミュレーションして、到着時間を予測する。割り付けようとする複数の搬送指令の間で、搬送台車の走行路が重ならないなどの事情がある場合、これらの搬送指令は互いに無関係な搬送指令と見なして、他の搬送指令を考慮せずに搬送台車を割り付けることができる。しかしここで、走行路が重複するなどの事情がある場合、一方の搬送指令の実行のために、走行路がブロッキングされるなどの事態が生じ、他方の搬送指令が遅れることがある。ブロッキングは、特に荷積みステーションで生じる。そこでこのような場合、搬送台車の走行とステーションでの停止の状況とをシミュレーションして、即ち一方の搬送指令を実行することによる走行路のブロッキングの状況を考慮して、他方の搬送指令での搬送台車の到着時間を求める。このようにすると、複数の搬送指令間の相互の影響をも加味して、全体として短い待ち時間で、かつ高い搬送効率を実現できる。
【００１１】
【実施例】
図１〜図５に、無人搬送車システム２を例に実施例を示す。なお無人搬送車に代えて、天井走行車やリニア搬送車などの他の搬送台車を用いてもよい。また実施例では、無人搬送車をＡＧＶと呼ぶことがある。図１に無人搬送車システム２のレイアウトを示すと、４は走行路で、６はバイパスルートである。無人搬送車８は走行路４やバイパスルート６を所定の方向に例えば一方通行し、走行路４に沿って複数のストッカ１０や複数の処理設備１２が設けてある。搬送対象の物品は例えば半導体ウェハーや液晶基板、あるいは各種の機械部品や医薬品、食料品などとし、周囲の環境はクリーンルームでも通常の工場内などでもよい。
【００１２】
ストッカ１０や処理装置１２等の設備には、設備内に物品を搬入するための入庫ステーション１４と、設備から無人搬送車８に物品を荷積みするための出庫ステーション１５とが設けてある。なお入庫ステーション１４と出庫ステーション１５とを兼用してもよい。
【００１３】
図２に無人搬送車システム２の制御系を示すと、製造コントローラ２０は各処理装置１２との間で通信し、処理装置１２は処理が終了した物品の搬出を製造コントローラ２０へ依頼する。これに対して製造コントローラ２０は、物流コントローラ２２側から無人搬送車の到着時間などを受信した場合、到着時間などと共に、搬送依頼の確認を送信し、到着時間に合わせて出庫ステーションへ物品を搬出できるようにする。あるいはまた、製造コントローラ２０側から処理装置１２に対して、そのバッファから所定の物品の搬出することを要求する。そしてこの場合も好ましくは、物流コントローラ２２から受信した無人搬送車の到着時間を処理装置１２へ送信し、到着時間に合わせて出庫ステーションへ物品を搬出する。
【００１４】
無人搬送車システムの制御系は、図２の物流コントローラ２２とそのサブシステムの統計化部２４、及び無人搬送車コントローラ２８で構成されている。物流コントローラ２２は無人搬送車コントローラ２８の上位のコントローラで、他に無人搬送車コントローラ２８はストッカコントローラ２６からの情報などを利用できる。物流コントローラ２２は、製造コントローラ２０から搬送依頼を受けると、ストッカ１０での入庫や出庫が伴っている場合、所定のタイミングで入庫や出庫をストッカコントローラ２６へ送信する。そしてストッカコントローラ２６はこれに応じて入庫や出庫の指令をストッカ１０へ送信する。
【００１５】
ストッカコントローラ２６は、各ストッカ１０について、出庫を指示した後、物品が出庫ステーションから荷積み可能になるまでの時間を求めて、その統計値を算出する。そして統計値としては、例えば平均値や、分散の平方根などに適宜の係数を乗じたものを平均値に加算したものなどを用いる。ストッカコントローラ２６からの出庫予測時間をτ１とする。ストッカコントローラ２６は、各ストッカの出庫ステーションに物品が荷積み可能な状態になるとその旨の報告を受け、また各ストッカに出庫を指示したのはストッカコントローラ２６であるので、出庫の指示から荷積み可能になるまでの待ち時間を容易に求めることができる。
【００１６】
統計化部２４は、物流コントローラ２２が製造コントローラ２０から搬送依頼を受けた後、処理装置１２の出庫ステーションで物品が荷積み可能になるまでの時間の統計値を求める。そしてこの統計値を予測時間τ０とする。製造コントローラ２０は、各処理装置１２の出庫ステーションで物品が荷積み可能になっても、その旨の報告を物流コントローラ２２に送信しない場合が多い。このため統計化部２４は、無人搬送車８が処理装置１２の出庫ステーションに到着した際の物品の有無などから、予測時間τ０を統計化して求める。統計化には、例えば平均値を例えば分散で補正したものを用いる。製造コントローラ２０が、処理装置のステーションで物品が荷積み可能になったことを物流コントローラ２２に送信する場合、搬送依頼から荷積み可能になった旨の報告を受信するまでの時間を統計化して、予測時間として用いることができる。
【００１７】
無人搬送車コントローラ２８は、複数の無人搬送車８を管理し、これらに搬送指令を割り付ける。無人搬送車コントローラ２８には、検索手段３０を設けて、各無人搬送車２８の現在位置と、実荷／空荷や残電池容量などの状況を記憶する。シミュレーション手段３２は、無人搬送車を搬送指令に割り付けた際、荷積みステーションに到着するまでの到着時間をシミュレーションにより求める。シミュレーションでは、少なくとも、他の無人搬送車がステーションなどで停止していることによるブロッキングを加味する。
【００１８】
割付手段３４は、各出庫ステーションで物品が荷積み可能になるまでの予測時間τ（前記のτ０またはτ１）と、このステーションに搬送台車が到着するまでの到着時間の差の絶対値を待ち時間とし、これにその他の評価基準を加えて、無人搬送車を割り付ける。なお無人搬送車の台数が比較的少ない場合には、物品が出庫ステーションで無人搬送車を多少の時間待つことはやむを得ないこととし、無人搬送車が到着するまでの到着時間から物品が荷積み可能になるまでの予測時間を引いたものを待ち時間としてもよい。
【００１９】
その他の評価基準としては、空きの無人搬送車を搬送ルート上に所定の割合で分布するように配備する、特急品の搬送や主な待機ポジションなどで待機している無人搬送車はなるべく他の搬送作業を割り付けない、行き先ステーション（入庫ステーション）が複数の搬送指令間で近接している場合、遠い側の行き先ステーションへ物品を搬送する無人搬送車を先行させる、複数の搬送指令を割り付ける場合、搬送指令間の相互作用によるブロッキングなどを考慮する、また複数の搬送指令を割り付ける場合、搬送指令の緊急度を加味し、緊急度の高い搬送指令で待ち時間が短くなるようにする、などがある。これらの評価基準を用いない場合、シミュレーションの結果、待ち時間が全体として最短となるように、搬送指令を割り付ける。このことは複数の搬送指令がある場合でも同様である。
【００２０】
搬送指令や搬送依頼のデータ形式を説明すると、これらは出庫ステーション（ｆｒｏｍデータ）と入庫ステーション（ｔｏデータ）を指定し、他に搬送指令や搬送物品のＩＤ、並びに予測時間τなどが付加されたものとなっている。また実施例では、検索手段３０，シミュレーション手段３２，割付手段３４を無人搬送車コントローラ２８に設けたが、これらを物流コントローラ２２等に設けてもよい。また実施例では到着時間のシミュレーションを、シミュレーション手段３２で行ったが、無人搬送車８で到着時間をシミュレーションし、その結果を無人搬送車コントローラ２８へ送信して、無人搬送車コントローラ２８が最適の無人搬送車を選択して、搬送指令を割り付けるようにしてもよい。
【００２１】
図３に搬送指令の割付アルゴリズムを示す。統計化部２４やストッカコントローラ２６などで、出庫ステーションで物品が荷積み可能になるまでの時間τを予測し、検索手段３０で各無人搬送車の位置と現在状況を確認する。そして搬送指令に対して無人搬送車への割付のパターンを複数抽出し、これらの各割付に対して待ち時間を評価する。抽出基準は、ｆｒｏｍステーションへの到着時間が予測時間に近い無人搬送車を、例えば複数台抽出するものなどとする。待ち時間としては、物品が荷積み可能になる時刻の予測値と、無人搬送車がそのステーションに到着する時刻の予測値との差の絶対値を用いてもよく、あるいは物品が荷積み可能になった後、無人搬送車の到着を待つ時刻などとしてもよい。そして待ち時間と、これを補正するその他の評価基準とを用いて、最適割付を決定する。
【００２２】
その他の評価基準としては、空きの無人搬送車の配備を適正にする、より緊急度の高い搬送指令に備えて空きの無人搬送車を配備する、残電池容量の少ない無人搬送車等にはなるべく搬送指令を割り付けない、搬送指令の割付の延べ回数などが無人搬送車間でなるべく均等になるようにする、などのことがある。これらの基準により無人搬送車を選択して、搬送指令を割り付ける。
【００２３】
無人搬送車が出庫ステーションに到着し、搬送物品が荷積み可能な状態であれば、荷積みして搬送指令を実行する。荷積み可能でない場合、例えば前記の出庫予測時間に出庫遅れへの許容時間を加算した時刻まで待機し、特急品などの緊急度の高い搬送指令ではさらに待機する。出庫遅れの許容時間分経過しても荷積み可能にならない場合、搬送指令を変更して、他の無人搬送車に搬送指令を再割付した方が効率的かどうかを検討し、その結果に従って搬送指令の割り付けを変更する。例えば未割り付けの他の搬送指令が存在して、そのｆｒｏｍステーションへの走行時間が所定時間以下で、かつそのｆｒｏｍステーションでの予測時間と到着時間との時間差が所定値以下なら、搬送指令の割り付けを変更する。
【００２４】
複数の搬送指令に対して、搬送台車の到着時間をシミュレーションする例を図４に示す。無人搬送車Ａ，Ｂが例えば空荷で、搬送指令の割付が可能であり、出庫ステーションα，βからの搬送指令の割付を検討しているものとする。また出庫ステーションから無人搬送車への荷積み（移載）には２０秒必要であるとする。出庫ステーションαでは３０秒後に物品の荷積みが可能になり、出庫ステーションβでは４０秒後に可能になるとする。
【００２５】
出庫ステーションαからの搬送指令を最短で実行するには、無人搬送車Ａをステーションαに割り付け、無人搬送車Ｂをステーションβに割り付ければよい。ところがこのようにすると、出庫ステーションαで走行路が物品の移載のため３０秒目から５０秒目までの２０秒間ブロッキングされ、無人搬送車Ｂの出庫ステーションβへの到着は７０秒目となる。このため合計の待ち時間は３０秒となる。これに対して先行の無人搬送車Ａを出庫ステーションβに、後行の無人搬送車Ｂを出庫ステーションαに割り付けると、αでの待ち時間は１０秒、βでの待ち時間も１０秒で、合計の待ち時間は２０秒となり、待ち時間を１０秒短縮できる。例えばこのようにして、合計の待ち時間が最小になるように無人搬送車の割付を決定する。そしてここで行っているのは、無人搬送車の走行状況をシミュレーションして、目的の荷積みステーションへの到着時刻を求めることである。またこの過程で必要なのは、他の搬送指令などのために走行路がブロッキングされる停止時間である。そしてこのような停止時間は、主としてステーションで生じる。
【００２６】
図５に、統計化部２４での処理を示す。各処理装置の出庫ステーションに対して、予測時間の初期値（仮の予測時間）を割り当てる。次に搬送依頼から荷積みが可能になるまでの推定時間を記憶する。この推定時間は、物流コントローラ２２が搬送依頼を製造コントローラ２０から受けた時間を基準とし、無人搬送車がそのステーションに到着した際に、荷積み物品が既に存在すれば、到着時刻から依頼時刻を引き算し、これに１以下の適宜の係数、例えば０．８など、を乗したものを推定時間とする。また無人搬送車が到着した際に、物品が荷積み可能でなく、荷積み可能になるまで待機した場合、荷積み可能になるまでの時間を求めることができる。さらに荷積み可能でないので、搬送指令の割付を変更し、他の無人搬送車が荷積みを行った場合も、同様にして推定時間を求めることができる。これらの推定時間は、ステーション毎に、かつ搬送指令毎に個別に記憶し、推定時間の平均と分散とを算出できるようにする。そして推定時間の平均値に、分散を加味した付加時間、例えば分散のルート×１／２、を加算したものを予測時間とする。なお製造コントローラが、処理設備との間で搬送依頼に関する情報を通信した後に、実際に物品を搬出可能になった時点で、再度搬送依頼を物流コントローラに送信する場合、最初の搬送依頼から次の搬送依頼までの時間を統計化して、予測時間にできる。
【００２７】
搬送指令毎に推定時間を記憶することにメモリ上の問題がある場合、推定時間の平均とおおよその分散のみを記憶し、新たな推定時間が得られる毎に平均時間を変更し、かつ新たな推定時間と平均時間との差に応じておおよその分散を修正していけばよい。また推定時間により仮の予測時間を変更していく速度は、搬送台車システムの運用開始時は早く、運用開始から充分時間が経つと徐々に小さくしてもよい。例えば運用開始時に、処理設備の出庫ステーションに対して例えば各５分の予測時間を割り当て、この予測時間で無人搬送車を走行させて、荷積み物品が出庫ステーションに存在すれば、ステーション毎の予測時間を短縮し、存在しなければ予測時間を長くするループを実行する。そして１回毎の予測時間の修正は、例えば最初の数回までは、毎回予測時間を大きく変更し、以降は変更幅を小さくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の無人搬送車システムのレイアウトを示す図
【図２】実施例の無人搬送車システムの制御系を示すブロック図
【図３】実施例での無人搬送車への搬送指令の割り付けアルゴリズムを示すフローチャート
【図４】実施例での、出庫ステーションα、βへの無人搬送車の割り付けのモデルを示す図
【図５】実施例での、処理装置の出庫ステーションで荷積み可能になるまでの予測時間を算出する、アルゴリズムを示すフローチャート
【符号の説明】
２ 無人搬送車システム
４ 走行路
６ バイパスルート
８ 無人搬送車
１０ ストッカ
１２ 処理装置
１４ 入庫ステーション
１５ 出庫ステーション
２０ 製造コントローラ
２２ 物流コントローラ
２４ 統計化部
２６ ストッカコントローラ
２８ 無人搬送車コントローラ
３０ 検索手段
３２ シミュレーション手段
３４ 割付手段

Claims (3)

1. 搬送台車との移載用のステーションを備えた設備を複数設け、複数台の搬送台車により、前記ステーション間で物品を搬送するようにしたシステムにおいて、
   前記ステーションで、搬送台車へ物品が荷積み可能になるまでの予測時間を求めるための手段と、搬送台車の前記ステーションへの到着時間を求めるための手段と、前記予測時間と前記到着時間とを用いて、所定の評価基準に最も近い搬送台車を選択して、該荷積み物品の搬送に割り付けるための手段、とを設けたことを特徴とする、搬送台車システム。
2. 前記設備から荷積み可能になった旨の報告を受信することにより、前記設備に物品の搬出を指示した後荷積み可能になるまでの時間を求め、求めた時間を統計化して前記予測時間とするための手段を設けたことを特徴とする、請求項１の搬送台車システム。
3. 複数の搬送指令を複数の搬送台車に割り付ける場合、前記到着時間を求めるための手段では、前記複数の搬送台車の走行とステーションでの停止とをシミュレーションして、到着時間を求めるようにしたことを特徴とする、請求項１または２の搬送台車システム。

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