JP4438095B2 - 搬送システム - Google Patents

Description

この発明は天井走行車システム、地上走行の有軌道台車システム、無人搬送車システム、複数のスタッカークレーンを備えた自動倉庫システム、あるいはコンベヤシステムなどの搬送システムに関し、特に搬送車や搬送物品の分布などのシステムの状態を把握することに関する。

複数の搬送車を備えたシステムでは、搬送車からコントローラへ現在位置を報告させ、コントローラはこれに基づいて搬送指令の割付等を行う（特許文献１）。また搬送車の走行ルートは複数のノードに分割され、コントローラはノード単位で走行許可を与え、搬送車はノード単位で現在位置を報告する。

しかしながら、複数の搬送車は一斉に同じ時刻に現在位置を報告するわけではない。例えば仮に多数の搬送車が一斉に現在位置を報告すると、ＬＡＮの通信容量を超えることがある。また搬送車の現在位置の報告は必ずしも１回でコントローラに到達するわけではない。例えば途中で通信に失敗すると、搬送車は現在位置を再送信する。この場合、搬送車の送信インターフェースは現在位置を報告したことに対して受信の確認が得られないため再送信を行い、再送信時の現在位置は送信に失敗した前回の送信時と同じとなる。

これとは別に、上記のような搬送車による物品の搬送をコンベヤで行うシステムがある。このシステムでは、独立して駆動を入り切りすることが可能な複数のコンベヤによって搬送経路が形成されており、物品が渋滞しているエリアでは渋滞が解消されるまでコンベヤを停止させることにより、先行物品に後行物品が強く押し当てられるのを防止するようにしている。コンベヤの停止や再起動はロスタイムをもたらすし、またコンベヤに機械的な負荷を加えてその寿命を短縮する。
特許３１８９８８３号

この発明の課題は、搬送車がバラバラのタイミングでその状態を報告しても、また再送信などによる通信遅延が生じても、複数の搬送車の現在の状態を把握できるようにすることにある。
この発明での課題は、複数の搬送車からなるシステムに対して、正確に搬送車の分布を評価できるようにすることにある。
この発明での課題は、搬送車が渋滞を回避して効率的に搬送できるようにすることにある。

この発明は、複数の搬送車とこれらを管理するコントローラとを備えたシステムであって、各搬送車に自機の走行ルートに沿った座標を時刻と共に前記コントローラに報告すると共に、分岐部では走行ルートに沿った座標に加えて、分岐か直進かを時刻と共に前記コントローラに報告する手段を設けると共に、コントローラには、報告された座標と分岐か直進かと時刻とから、各搬送車の少なくとも現在の座標を推定するための推定手段と、該推定に基づいて走行ルート上の搬送車の現在位置の分布を求めるための状態評価手段、とを設け、前記コントローラまたは搬送車は、求めた分布に基づき渋滞を回避するように走行ルートを探索する、ようにしたことを特徴とする。

この発明では、搬送車の座標と時刻とをコントローラに入力して少なくとも現在の座標を推定する。報告時刻がばらばらでも、報告時刻が判明しているので、現在までの経過時間で補正して現在の座標を推定できる。また通信不良による再送などを行った場合でも、同様に現在の座標を推定できる。

この発明では、複数の搬送車の位置を求めて、渋滞の回避や搬送指令の割付などを効率的に行うことができる。

この発明では特に、搬送車の位置の分布を求めて、渋滞を回避するように走行ルートを選択できる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図３に搬送車システムに関する実施例を示す。ここでは搬送車として天井走行車を想定し、２は搬送車システムで、クリーンルーム内などに設けられ、４はインターベイルート、６はバイパスルート、８，９はこれらを接続するショートカットである。インターベイルート４にはイントラベイルート１０，１１を接続し、ルート４，６，１０，１１には標識１２を設けて、搬送車１４〜１７には標識１２を読み込むためのリーダを設けて、現在位置を認識する。標識１２は例えばバーコードやＲＦＩＤなどで構成し、標識自体のＩＤを記述して搬送車１４〜１７がＩＤで走行ルートのマップを参照して座標を求め、あるいは標識１２自体に走行ルート上の座標を記述する。なお搬送車１４〜１７の走行方向は図１に示す矢印の１方向である。また搬送車１４〜１７にレーザでマークからの距離測定と方位測定とを行う位置認識装置などを搭載して、走行ルート上の絶対位置を直接求めるようにしても良い。

ここで、搬送車１４が図１の現在位置から目的地１８まで走行することを考える。搬送車１４の走行ルートには、インターベイルート４を直進するものと、ショートカット８，９を利用してバイパスルート６を経由するものの２通りがある。またインターベイルート４には先行搬送車１６が存在し、バイパスルート６にも先行搬送車１７が存在し、こでは先行搬送車１６の方が台数が多いものとする。２０は搬送車コントローラで、搬送車１４〜１７に対して搬送指令を割り付けると共に、走行ルートを指示する。さらにショートカット８，９の走行許可や、インターベイルート４とイントラベイルート１０，１１との間の分岐部や合流部の走行を管理する。ショートカット８，９は制御上は、分岐部と合流部とを組み合わせたものである。

分岐部や合流部の走行を搬送車１４〜１７が自律的に制御する場合、搬送車コントローラ２０はこの制御を行う必要がない。またここでは搬送車コントローラ２０が走行ルートを指示するものとしたが、搬送車１４〜１７が搬送車コントローラ２０に走行ルートの渋滞状態、即ち走行ルートの各区間に存在する搬送車の台数、あるいは走行ルート上の搬送車の分布を問い合わせて、自律的に走行ルートを決定して渋滞を回避しても良い。

図２，図３に、搬送車１４等と搬送車コントローラ２０との通信、及び搬送車コントローラ２０の構成を示す。ここでは搬送車１４に対する処理を例示するが、他の搬送車に対しても同様の処理をすると良い。２２は搬送車システムのＬＡＮで、搬送車１４はＬＡＮ２２を介して搬送車コントローラ２０と通信し、また搬送車間でもＬＡＮ２２を介して通信する。搬送車コントローラ２０の時計２４の時刻を標準時刻として、例えば所定の時間間隔でＬＡＮ２２に送出し、搬送車１４はこの時刻を受信して、搬送車コントローラ２０と時刻合わせする。

搬送車１４は例えば所定の時間間隔で現在位置の座標と送信時刻とをＬＡＮ２２に送出し、搬送車コントローラ２０の受信インターフェース２６で受信する。座標は図１の走行ルートに沿った座標であり、例えば直近に通過した標識の座標に、この標識からのエンコーダで求めた走行距離を加算したものとする。分岐部があると、標識からの走行距離のみでは搬送車１４の座標が定まらないので、左側に分岐，直進，右側に分岐などのデータを添えて、走行ルート上の座標を明確にする。また時刻は送信時刻あるいは座標を求めた時刻であり、送信時刻と座標を求めた時刻との間での座標の変化は例えば１ｃｍ以下である。

受信インターフェース２６は受信した座標と送信時刻を時系列データ記憶部２８へ入力する。時系列データには、時刻と座標以外に、載荷／空荷などの状態、搬送指令で指定した目的地などを追加しても良く、時系列データ記憶部２８で各搬送車別に座標と送信時刻の時系列データを記憶する。時系列データは現在座標の推定エンジン３２へ入力され、エンジン３２は走行ルートのレイアウトマップ３０を参照して、時系列データを例えば外挿して現在の座標を推定する。例えば直近の２点間の速度と最も近い送信時刻から現在までの時間を用いて、現在座標を推定する。搬送車の走行方向は１方向走行なので、分岐部以外ではレイアウトマップ３０から判明する。また分岐部に対して搬送車コントローラ２０から搬送車１４等に走行許可を与えるので、分岐方向は搬送車コントローラ２０にとって既知である。

現在座標推定エンジン３２は求めた現在座標を分布情報記憶部３４に入力し、分布情報記憶部３４は搬送車の現在位置の分布を記憶する。分布情報で用いる位置の精度は推定エンジン３２で求めた座標の精度よりも粗くても良く、分布情報を絶えず推定エンジン３２により更新する。走行管理部３６は分布情報を基に、渋滞を回避するように走行ルートを搬送車１４に指示する。例えば図１の場合、搬送車１４の現在位置と目的地１８の間に、インターベイルート４では３台の先行搬送車１６が存在し、バイパスルート６では１台の先行搬送車１７が存在するので、ショートカット８，９を経由しバイパスルート６を走行するように指示する。このようにして各搬送車は渋滞を回避して走行できる。なお走行ルートを搬送車コントローラ２０で指示する代わりに、分布情報を搬送車コントローラ２０から搬送車１４等に送信して、搬送車側で判断しても良い。また搬送車の分布が判明した際の、渋滞の回避アルゴリズム自体は公知である。

分岐部や合流部では搬送車間の自律的な制御による干渉回避が難しいので、搬送車コントローラ２０により分岐部や合流部への走行を許可する。走行管理部３６は、分岐部や合流部付近に存在する他の搬送車の位置を分布情報記憶部３４から求めて、分岐部や合流部への走行を許可する。さらに走行ルートに沿った搬送車１４等の分布が定まると、搬送指令の割付に際して、最も効率的な搬送車を選択して割り付けることが容易になる。搬送指令割付部３８は分布情報記憶部３４の分布情報を参照して、搬送車に搬送指令を割付ける。

従来例では、各搬送車は、走行ルートを複数に分割したノード（節）単位で、現在位置を搬送車コントローラに報告する。ノードは元々分岐部や合流部での制御用で、搬送車の車体長程度の長さなので、報告される位置精度は低い。これに対して実施例では、標識１２を基準とする走行ルート上の座標を報告するので、位置精度が高い。さらにＬＡＮ２２を介しての搬送車と搬送車コントローラ間の通信は失敗することがある。従来例では、搬送車が現在位置を報告した後、コントローラ側から確認を受信しないと、現在位置の報告に失敗したものとして、再度現在位置を報告する。この場合、通信不良による再送信なので、現在位置を新たに求め直すことはせず、元の位置を報告する。このためコントローラが受信する現在位置は、通信の遅れ分の誤差を伴う。

これに対して実施例では、搬送車は座標と時刻とを送信する。通信に失敗した場合、座標と時刻を書き直さず、そのまま再送信するが、コントローラ側では、どの時刻にどの座標に搬送車が存在したのかを知ることができる。得られた搬送車の座標は基本的には過去の座標であり、しかもばらばらの時刻での座標である。そこで搬送車毎の座標と時刻との組合せの時系列データを外挿することにより、推定エンジンで現在や近未来の座標、例えば搬送車が現在実行中の搬送指令を終了するまでの座標を推定できる。

各搬送車の位置を推定できると、現在や近未来の走行ルート上の搬送車の分布を求めることができる。搬送車の分布が求まると、例えばどの走行ルートを選択すると、効率的に渋滞を回避できるのかが判明する。また分岐部や合流部付近での搬送車の位置が判明すると、搬送車間の干渉を回避しながら、デッドロックを起こさず効率的に分岐部や合流部を走行させるように、分岐部や合流部の走行許可を与えることができる。さらに各搬送車が空荷か載荷かをコントローラで記憶すると、搬送車の分布データと合わせて、効率的に搬送指令を割付けることができる。

実施例は搬送車システムを例に説明したが、コンベヤシステムでも同様に適用することができる。

実施例の搬送車システムのレイアウトを示す要部平面図 実施例での搬送車コントローラの構成と搬送車との通信内容を示すブロック図 実施例での搬送車コントローラと搬送車間の通信及び搬送車コントローラでの処理を示す図

符号の説明

２ 搬送車システム
４ インターベイルート
６ バイパスルート
８，９ ショートカット
１０，１１ イントラベイルート
１２ 標識
１４〜１７ 搬送車
１８ 目的地
２０ 搬送車コントローラ
２２ ＬＡＮ
２４ 時計
２６ 受信インターフェース
２８ 時系列データ記憶部
３０ レイアウトマップ
３２ 現在座標推定エンジン
３４ 分布情報記憶部
３６ 走行管理部
３８ 搬送指令割付部

Claims (1)

1. 複数の搬送車とこれらを管理するコントローラとを備えたシステムであって、
   各搬送車に自機の走行ルートに沿った座標を時刻と共に前記コントローラに報告すると共に、分岐部では走行ルートに沿った座標に加えて、分岐か直進かを時刻と共に前記コントローラに報告する手段を設けると共に、
   コントローラには、報告された座標と分岐か直進かと時刻とから、各搬送車の少なくとも現在の座標を推定するための推定手段と、該推定に基づいて走行ルート上の搬送車の現在位置の分布を求めるための状態評価手段、とを設け、
   前記コントローラまたは搬送車は、求めた分布に基づき渋滞を回避するように走行ルートを探索する、ようにしたことを特徴とする、搬送システム。

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