JP6600727B1 - ピッキング荷合わせシステム - Google Patents

Abstract

【課題】物流センターにおいて商品の入ったトレーの取り出しを行い指定された商品をピッキングして仕分け荷合わせするフローをより効率的に行う。【解決手段】ピッキング荷合わせシステム１０は、商品が入れられたトレーＡを収納するための棚２１を複数段で複数列設けた格納棚２０と、前記トレーＡを複数段の前記棚２１から受渡し可能で前記格納棚２０に沿って水平方向に移動可能なシャトル３０と、前記トレーＡが搬送されるループコンベア４０と、前記トレーＡをロボットピッキングか作業者ピッキングかに搬送するピッキングタイプ別レーン５０と、前記トレーＡを受け取り垂直方向へ搬送するクシ刃アーム連続垂直搬送機６０と、前記トレーＡの中から前記商品をロボット又は作業者がピッキングするためのピッキングステーション７０と、前記商品を荷合わせするためのソーター８０と、が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、物流センターにおいて商品の入ったトレーの取り出しを行い指定された商品をピッキングして仕分け荷合わせするフローをより効率的に行うためのシャトルを用いた物流システムに関するものである。

拡大を続けているネットビジネスは、ロングテールビジネスとも言われ、膨大な種類の商品の保管とピッキング、仕分け荷合わせ、宅配という難しい物流技術が要求される。
１箇所の物流センターで、１００万種類を超えるアイテムを保管し、顧客から１個もしくは２個、３個の注文をピッキングし荷合わせしなければならない。

多く見られるシステムの商品保管は、物品棚に商品を多段の棚板の上に仕切り板を設け１品ずつ保管しロケーションを登録する方法である。

また、オーダーピッキングと呼ばれる方法は棚から人間が歩行しながら端末に表示されたロケーションに行き指定された数量をピッキングし、スキャン確認を行う方法である。

これらの方法は、広大な倉庫の棚の中を、歩いて商品ピッキングをしなければならず、一人が持てる商品の量も自ずと限られる。つまり、歩く、探す、取り出す、カゴに入れる、流す、などの作業が発生し、特に歩く作業はピッキング作業の半分以上を占める。

最近では、棚を持ち上げるロボットが棚をピッカーのところまで運び、そこでピッキングをする仕組みが見られる、これはピッキング作業の中の歩く作業を無くすことでピッキング生産性を向上させる効果はある。しかしながら、棚から商品を取りだす作業は人間であり、どのロケーションからピックするのかという探す作業は無くならない、しかも棚の高さは人間が届く高さに限定され、保管効率も、それほど向上しない。

また、自動倉庫では商品又はケースをピッキングするための装置として各棚を水平移動して商品等をピッキングするシャトルが運用されている。シャトルは例えば特許文献１のような自動で走行する台車形状のシャトルが各段の棚を走行してピッキングを行う。

同様の構成として特許文献２のようにシャトルを昇降する装置にさらに商品を昇降するための荷昇降台を設けた自動倉庫も見受けられる。

特開平１１−２７８６０７号公報 特許第５９８８９８４号

現在の多品種少量配送の物流センターでは、トレーに入っている商品のピッキングにおいては作業者が行う場合でも、特許文献１、２のような自動倉庫の装置やロボットが行う場合でも、様々な改善が行われているが、トレーから取り出す商品の個数に応じて作業者がピッキングするのかロボットがピッキングするのかを効率的に選別してトレーを搬送し、また、ピッキングされた商品を配送先ごとに効率よく荷合わせするシステムにおいては処理速度や作業者の負担を軽減する構成などシステム上において改善の余地が大きい。

本発明では、特に物流センターにおいて商品の入ったトレーの取り出しを行い指定された商品をピッキングして仕分け荷合わせするフローをより効率的に行うためのシャトルを用いたピッキング荷合わせシステムを提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、商品が入れられたトレーを収納するための棚を複数段で複数列設けられた格納棚と、所定の段の棚に収納された前記トレーが垂直方向に連続した複数段の棚に昇降可能な昇降装置を有した移載装置により受け渡しが行われ前記格納棚に沿って水平方向に移動可能なシャトルと、前記シャトルで受け取りされた前記トレーが搬送されるループコンベアと、前記ループコンベアに載せられた前記トレーをロボットピッキングか作業者ピッキングかの行先を選択してそれぞれに搬送するピッキングタイプ別レーンと、前記ピッキングタイプ別レーンで行先選択された前記トレーをクシ刃状のアームで受け取り垂直方向へ搬送するクシ刃アーム連続垂直搬送機又は垂直リフターと、前記クシ刃アーム連続垂直搬送機又は前記垂直リフターによって搬送された前記トレーの中から前記商品を前記ロボット又は前記作業者がピッキングするためのピッキングステーションと、前記ピッキングステーションでピッキングされた前記商品を荷合わせするためのソーターと、が設けられることを特徴とするピッキング荷合わせシステムである。

請求項２記載の発明は、前記シャトル昇降装置は前記シャトル１機に対して連続する３段の棚へ昇降可能であることを特徴とする請求項１に記載のピッキング荷合わせシステムである。

請求項３記載の発明は、前記ピッキングステーションは３機が３層となって設置され、前記各ピッキングステーションに対応する前記ソーターはクロスベルトソーターであり合計で３機が３層となって設置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のピッキング荷合わせシステムである。

請求項４記載の発明は、前記クシ刃アーム連続垂直搬送機はキャタピラコンベアにクシ刃状の前記アームが複数設けられた構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピッキング荷合わせシステムである。

請求項５記載の発明は、前記ピッキングタイプ別レーンの前記クシ刃アーム連続垂直搬送機とのトレー受け渡し部分は前記クシ刃アーム連続垂直搬送機のクシ刃状の前記アームとかみ合う形状となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のピッキング荷合わせシステムである。

請求項６記載の発明は、前記ソーターによって仕分けられた前記商品を簡易フイルム結束し、庫内用バーコードを添付後、コンベアで自動又は人手梱包ラインに送られ梱包後は出荷ステーションに送られコース別、自動カゴ車投入システムに繋がり、パッキングし、搬送用カゴ車に積載して出荷する出荷ステーションが設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のピッキング荷合わせシステムである。

本発明によれば、ピッキング荷合わせシステムは高層ラックとトレーによる高密度な商品保管と、クロスベルトソーターによる顧客別仕分が近くで無駄なく行える。コンベアの取り回しも短く、大量のハ゛ラピッキングと多くの顧客オーダーを、短時間にまとめることのできる、高生産性の物流システムである。さらに、シャトルによってトレーを高速に取り出すことができ、シャトルはシャトル昇降装置によって他の段の棚にも移動できるためシャトルの数を減らすことによりコスト削減に貢献し、ピッキングタイプ別レーンによってロボットピッキングか作業者ピッキングかを選択することができるので、ピッキングステーションにおいて商品の形状や個数に応じて最適なピッキング作業を行うことができ、クシ刃アーム連続垂直搬送機又は垂直リフターによって省スペースで連続的なケースの垂直方向の搬送を可能とし、ソーターによって迅速快適に荷合わせ作業を行うことができる。

また、請求項２の発明では、シャトル昇降装置はシャトル１機に対して連続する３段の棚へ昇降可能であることを特徴としているので、シャトルの可搬能力を最大限に活用し、省コストにも貢献できる。

また、請求項３の発明では、ピッキングステーションは３機が３層となって設置され、各ピッキングステーションに対応する前記ソーターはクロスベルトソーターであり合計で３機が３層となって設置されることを特徴としているので、物流センターの高さ方向を効率的に利用することができ、物流センターの配送能力も大幅に向上することができる。

また、請求項４の発明では、クシ刃アーム連続垂直搬送機はキャタピラコンベアにクシ刃状のアームが複数設けられた構成であることを特徴としているので、ロボット搬送やスタッカークレーンなどの単品を搬送する装置に比べて大幅な搬送能力が向上し、さらに省スペースで設置することが可能である。

また、請求項５の発明では、ピッキングタイプ別レーンのクシ刃アーム連続垂直搬送機とのトレー受け渡し部分はクシ刃状のアームとかみ合う形状となっていることを特徴としているので、複雑な移載装置を設けることなくスムーズに移載作業を行うことができる。

また、請求項６の発明では、ソーターによって仕分けられた商品を簡易フイルム結束し、庫内用バーコードを添付後、コンベアで自動又は人手梱包ラインに送られ梱包後は出荷ステーションに送られコース別、自動カゴ車投入システムに繋がり、パッキングし、搬送用カゴ車に積載して出荷する出荷ステーションが設けられることを特徴としているので、物流センターにおけるピッキングから配送までの一連の作業がコンパクトに設置することができる。また、荷合わせした商品を素早くまとめてパッキングすることもできる。

本発明に係るピッキング荷合わせシステムの一実施形態を示す正面概略図である。 本発明に係るピッキング荷合わせシステムの一実施形態を示す平面概略図である。 本発明に係るピッキング荷合わせシステムの一実施形態を示す正面部分拡大図であり、（ａ）は正面部分拡大図、（ｂ）はシャトルの拡大図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態の一例について、さらに詳しく説明する。図１はピッキング荷合わせシステムの一実施形態を示す正面概略図、図２は平面概略図、図３は正面部分拡大図を示す。

主に物流センターに適用されるピッキング荷合わせシステム１０は、商品Ｂが入れられたトレーＡを収納するための棚２１を複数段で複数列設けられた格納棚２０と、所定の段の棚２１に収納されたトレーＡが垂直方向に連続した複数段の棚に昇降可能な昇降装置を有した移載装置により受け渡しが行われ前記格納棚に沿って水平方向に移動可能なシャトル３０と、シャトル３０で受け取りされたトレーＡが搬送されるループコンベア４０と、ループコンベア４０に載せられたトレーＡをロボットピッキングか作業者ピッキングかの行先を選択してそれぞれに搬送するピッキングタイプ別レーン５０と、ピッキングタイプ別レーン５０で行先選択されたトレーＡをクシ刃状のアーム６１で受け取り垂直方向へ搬送するクシ刃アーム連続垂直搬送機６０と、クシ刃アーム連続垂直搬送機６０によって搬送されたトレーＡの中から商品Ｂをロボット又は作業者がピッキングするためのピッキングステーション７０と、ピッキングステーション７０でピッキングされた商品Ｂを荷合わせするためのソーター８０と、が設けられている。

本実施例では、図１、図２のようにソーター８０を中心に配置し、その両側に格納棚２０が並設される構成となっている。また、ループコンベア４０と所定の数のピッキングタイプ別レーン５０とそれに対応するクシ刃アーム連続垂直搬送機６０及びピッキングステーション７０がひとつのユニット単位となり、本実施例の物流センターでは４つのユニットが配置されている。また、ピッキングステーション７０とソーター８０は３層となっており、物流センターの空間を有効活用し、荷合わせ能力も大幅に向上する。

本実施例では、商品Ｂ、トレーＡは付与されたバーコードによって個々に管理されているので、どの商品がどの商品保管ボックスに入っていてどこの格納棚に保管されているかを逐次管理しながら各作業フロアの端末に指示を送れるようになっている。トレーＡには単一種類の商品Ｂを入れる場合や、トレーＡ内部に仕切りを設けて複数種類の商品Ｂを入れることもある。なお、クシ刃アーム連続垂直搬送機６０は垂直リフターとすることもできる。

シャトル３０は、格納棚２０に沿って水平方向に移動可能なだけでなく、図３（ａ）やシャトル部分をさらに拡大した図３（ｂ）のように、移載装置３１が図示しない昇降装置によって上下に昇降することによって３段分の棚のトレー受け渡しを行うことができる。これによってシャトル３０の装備台数を大幅に削減することができる。

ループコンベア４０は、シャトル３０によって受け取られたトレーＡはループコンベア４０に受け渡され、その後選択されたピッキングタイプ別レーン５０まで搬送するための装置である。

ピッキングタイプ別レーン５０はトレーＡをロボットピッキングか作業者ピッキングかの行先を選択してそれぞれに搬送する装置である。ロボットピッキングではピッキングしづらい商品形状のものも存在するので、そのような商品は予め付加情報としてマスター化しておくことによりその後のピッキング及びループコンベアでの最適ステーションに自動仕分けすることができる。

クシ刃アーム連続垂直搬送機６０は、ピッキングタイプ別レーン５０で選別されたトレーＡをクシ刃アーム連続垂直搬送機６０によって各層のピッキングステーション７０へと垂直搬送するための装置である。なお、垂直リフターとすることもできる。
クシ刃アーム連続垂直搬送機６０はクシ刃状のアーム６１が垂直方向へ回転するキャタピラコンベア６２に複数設けられた構成となっていて、アーム６１が水平姿勢を維持できる構成となっている。また、ピッキングタイプ別レーン５０のトレー受け渡し部分はクシ刃状のアーム６１とかみ合う形状となっていると、アーム６１と受け渡し部分がかみ合ったタイミングでトレーＡを受け渡し部分に移動させれば複雑な移載装置を設けることなくスムーズにトレー移載作業を連続的に行うことができる。

ピッキングステーション７０は、ピッキングタイプ別レーン５０によって選別されてクシ刃アーム連続垂直搬送機６０によって搬送されてきたトレーＡから管理モニターに表示された指定の商品Ｂをピッキングするためのエリアである。ピッキングステーション７０ではロボットピッキングと作業者ピッキングに分けられており、ロボットピッキングではピッキングしづらい商品形状のものも存在するので、そのような商品は予め付加情報としてマスター化しておくことによりその後のループコンベアでの最適ステーションに自動仕分けすることができる。

ソーター８０は、ピッキングステーション７０によってピッキングされた商品をあて先別に荷合わせするための装置であり、本実施例ではクロスベルトソーターとなっている。これによって、ソーターのサイズを小さくすることができ物流センターの敷地を有効活用することができる。なお、このソーター８０には荷合わせされた商品Ｂをまとめるためのフイルム結束装置を装備してもよい。

荷合わせされた商品Ｂ群は出荷ステーション９０によって簡易フイルム結束し、庫内用バーコードを添付後、コンベアで自動又は人手梱包ラインに送られ梱包後は出荷ステーションに送られコース別、自動カゴ車投入システムに繋がり、パッキングし、搬送用カゴ車に積載して出荷されるこの出荷ステーション９０は完全自動ラインとして稼働することも可能である。

本発明のピッキング荷合わせシステムは多品種少量ピッキングを行う物流センター等において、少数の作業員数で効率よく商品のピッキング及び荷合わせ作業を行うことができるシステムである。

Ａ トレー
Ｂ 商品
１０ ピッキング荷合わせシステム
２０ 格納棚
２１ 棚
３０ シャトル
４０ ループコンベア
５０ ピッキングタイプ別レーン
６０ クシ刃アーム連続垂直搬送機
７０ ピッキングステーション
８０ ソーター
９０ 出荷ステーション

Claims (6)

1. 商品が入れられたトレーを収納するための棚を複数段で複数列設けられた格納棚と、
   所定の段の棚に収納された前記トレーが垂直方向に連続した複数段の棚に昇降可能な昇降装置を有した移載装置により受け渡しが行われ前記格納棚に沿って水平方向に移動可能なシャトルと、
   前記シャトルで受け取りされた前記トレーが搬送されるループコンベアと、
   前記ループコンベアに載せられた前記トレーをロボットピッキングか作業者ピッキングかの行先を選択してそれぞれに搬送するピッキングタイプ別レーンと、
   前記ピッキングタイプ別レーンで行先選択された前記トレーをクシ刃状のアームで受け取り垂直方向へ搬送するクシ刃アーム連続垂直搬送機又は垂直リフターと、
   前記クシ刃アーム連続垂直搬送機又は前記垂直リフターによって搬送された前記トレーの中から前記商品を前記ロボット又は前記作業者がピッキングするためのピッキングステーションと、
   前記ピッキングステーションでピッキングされた前記商品を荷合わせするためのソーターと、
   が設けられることを特徴とするピッキング荷合わせシステム。
2. 前記シャトルの前記昇降装置は連続する３段の棚へ昇降可能であることを特徴とする請求項１に記載のピッキング荷合わせシステム。
3. 前記ピッキングステーションは３機が３層となって設置され、
   前記各ピッキングステーションに対応する前記ソーターはクロスベルトソーターであり合計で３機が３層となって設置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のピッキング荷合わせシステム。
4. 前記クシ刃アーム連続垂直搬送機はキャタピラコンベアにクシ刃状の前記アームが複数設けられた構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピッキング荷合わせシステム。
5. 前記ピッキングタイプ別レーンの前記クシ刃アーム連続垂直搬送機とのトレー受け渡し部分は前記クシ刃アーム連続垂直搬送機のクシ刃状の前記アームとかみ合う形状となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のピッキング荷合わせシステム。
6. 前記ソーターによって仕分けられた前記商品を簡易フイルム結束し、庫内用バーコードを添付後、コンベアで自動又は人手梱包ラインに送られ梱包後は出荷ステーションに送られコース別、自動カゴ車投入システムに繋がり、パッキングし、搬送用カゴ車に積載して出荷する出荷ステーションが設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のピッキング荷合わせシステム。

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