JP7591008B2 - Inventory placement optimization system and inventory placement optimization method - Google Patents
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Description
本発明は、在庫配置最適化システム及び在庫配置最適化方法に関するものである。 The present invention relates to an inventory allocation optimization system and an inventory allocation optimization method.
所定条件下で所望のパラメータを最大または最小とする解を探索する、いわゆる組合せ最適化問題の概念は、作業員や装置といった各種リソースの配置や稼働スケジュールの最適化、交通渋滞解消、グローバルサプライチェーンにおける物流コスト低減、など実社会における複雑な問題にも適用されうる。 The concept of combinatorial optimization problems, which involves searching for a solution that maximizes or minimizes desired parameters under given conditions, can also be applied to complex real-world problems such as optimizing the allocation of various resources such as workers and equipment, optimizing operation schedules, eliminating traffic congestion, and reducing logistics costs in global supply chains.
一方、そうした問題においては解候補が爆発的に多くなるため、スーパーコンピュータや量子コンピュータなど相応の計算能力を有した計算機でなければ、当該問題を実用的な時間内に解くことが難しい。 However, because the number of potential solutions to such problems is explosively large, it is difficult to solve the problem within a practical time frame unless a computer with adequate computing power, such as a supercomputer or quantum computer, is used.
例えば、量子コンピュータに関連する従来技術としては、全数探索を必要とするような逆問題や組み合わせ最適化問題に対して高速演算を可能にする計算機に関し、スピンを演算における変数とし、解こうとする問題をスピン間相互作用とスピンごとに作用する局所場で設定し、また、時刻t=0において外部磁場により全スピンを一方向に向かせ、時刻t=τで外部磁場がゼロになるように外部磁場を徐々に小さくし、また、各スピンは時刻tにおける各サイトの外部磁場及びスピン間相互作用のすべての作用で決まる有効磁場に従い向きが定まるとして時間発展させ、その際、スピンの向きが有効磁場に完全に揃うのではなく、量子力学的に補正された向きとすることにより、系が基底状態をほぼ維持するようにする技術(特許文献1参照)などが提案されている。 For example, a conventional technology related to quantum computers is a computer that enables high-speed calculations for inverse problems and combinatorial optimization problems that require exhaustive search. It uses spin as a variable in the calculation, sets the problem to be solved in terms of spin-spin interactions and local fields acting on each spin, and directs all spins in one direction at time t = 0 using an external magnetic field, gradually decreasing the external magnetic field so that it becomes zero at time t = τ. It also assumes that the direction of each spin is determined by the effective magnetic field determined by the effects of all the external magnetic fields and spin-spin interactions at time t, and evolves over time. In this case, the spins are not perfectly aligned with the effective magnetic field, but are quantum mechanically corrected, so that the system maintains the ground state (see Patent Document 1).
また、最適化問題のうち、物流倉庫における在庫等の配置最適化に関する従来技術として、物流の現場における商品の入荷から出荷までのプロセスの効率を向上させる商品配置システム、商品配置方法、及び商品配置プログラム(特許文献2参照)などが提案されている。 As a conventional technique for optimizing the placement of inventory in a logistics warehouse, which is one of the optimization problems, a product placement system, a product placement method, and a product placement program (see Patent Document 2) have been proposed that improve the efficiency of the process from receiving to shipping products at the logistics site.
この技術は、複数の商品に関する出荷データから、各前記商品についてそれぞれ複数の特徴量を取得し、ある商品について取得した各前記特徴量と、他の商品について取得した各前記特徴量と、をそれぞれ対応する前記特徴量どうしで比較して、対応する前記特徴量どうしの間の変化量を算出し、算出した前記変化量の大きさに基づいて前記複数の商品を複数の商品群へと分類するグルーピング手段と、前記出荷データから各前記商品について過去の出荷実績を取得し、取得した前記出荷実績に基づいて前記複数の商品の出荷数量を予測する出荷予測手段と、前記出荷予測手段による出荷予測に基づいて、分類された前記商品群毎の配置場所、及び前記複数の商品の配置場所を決定する配置場所決定手段と、を有する商品配置システムにかかるものである。 This technology relates to a product placement system having a grouping means for acquiring multiple feature amounts for each of a plurality of products from shipping data relating to the products, comparing each of the feature amounts acquired for a certain product with each of the feature amounts acquired for other products with the corresponding feature amounts, calculating the amount of change between the corresponding feature amounts, and classifying the plurality of products into a plurality of product groups based on the magnitude of the calculated amount of change, a shipping prediction means for acquiring past shipping records for each of the products from the shipping data and predicting the shipping quantities of the plurality of products based on the acquired shipping records, and a placement location determination means for determining the placement locations of the classified product groups and the placement locations of the plurality of products based on the shipping prediction by the shipping prediction means.
また上述と同様に、物流倉庫等における商品配置の最適化に関する従来技術として、物品の補充頻度及び入替頻度を低減する物品配置最適化システム及び方法(特許文献3参照)なども提案されている。 As mentioned above, a system and method for optimizing product placement in logistics warehouses and the like has also been proposed as a conventional technique for optimizing product placement (see Patent Document 3) that reduces the frequency of replenishing and replacing items.
この技術は、システムが、複数の棚が有し複数の商品が配置される複数の間口スペースの各々について、当該間口スペースに配置されている商品の将来の指定期間における需要予測の結果としての予測出荷量を基に当該商品の推奨容量値を計算するものにかかる。当該システムは、複数の間口スペースの各々の現状容量値と推奨容量値とを基に、それぞれが商品の入れ替えが生じる間口スペースペアである一つ以上の入替ペアを決定する。各間
口スペースについて、現状容量値は、間口スペースの容量を意味する値である。各間口スペースについて、推奨容量値は、当該間口スペースに配置されている商品が指定期間において単位期間に必要と予測される間口スペース容量を意味する値である。上述の一つ以上の入替ペアの各々は、下記の条件を満たしている。(a)当該入替ペアを構成する一方の間口スペースである第1の間口スペースの現状容量値が当該第1の間口スペースの推奨容量値よりも小さい、又は、当該入替ペアを構成する他方の間口スペースである第2の間口スペースの現在容量値が当該第2の間口スペースの推奨容量値よりも大きい。(b)第2の間口スペースの推奨容量値が第1の間口スペースの現状容量値を満たす。(c)第1の間口スペースの推奨容量値が第2の間口スペースの現状容量値を満たす。
This technology relates to a system that calculates a recommended capacity value of a product arranged in each of a plurality of front spaces, which a plurality of shelves have and in which a plurality of products are arranged, based on a predicted shipping amount of the product arranged in the front space as a result of a demand forecast for the product in a future specified period. The system determines one or more replacement pairs, which are front space pairs in which product replacement occurs, based on the current capacity value and the recommended capacity value of each of the plurality of front spaces. For each front space, the current capacity value is a value that means the capacity of the front space. For each front space, the recommended capacity value is a value that means the front space capacity that is predicted to be required for the product arranged in the front space in a unit period in a specified period. Each of the one or more replacement pairs described above satisfies the following conditions. (a) The current capacity value of a first front space, which is one front space constituting the replacement pair, is smaller than the recommended capacity value of the first front space, or the current capacity value of a second front space, which is the other front space constituting the replacement pair, is larger than the recommended capacity value of the second front space. (b) the recommended capacity value of the second frontage space satisfies the current capacity value of the first frontage space, (c) the recommended capacity value of the first frontage space satisfies the current capacity value of the second frontage space.
サプライチェーン上の物流倉庫では、日常業務として顧客からの注文が入った商品をピッキングエリアから抽出し、これを出荷する。一方、こうした抽出が順次実施されることで、ピッキングエリアの在庫数は減少していく。 In a logistics warehouse along the supply chain, daily operations include extracting products ordered by customers from the picking area and shipping them. Meanwhile, as these extractions are carried out one after another, the amount of inventory in the picking area decreases.
その結果、ピッキングエリアの在庫数が基準を下回って不足状態となる場合、当該商品を保管エリアからピッキングエリアに搬出し、補充限度(ピッキングエリアの最大在庫数。出荷規模に応じて人手で定義)まで当該商品の補充を行うことになる。 As a result, if the stock level in the picking area falls below the standard and there is a shortage, the product in question will be transported from the storage area to the picking area and replenished up to the replenishment limit (the maximum stock level in the picking area, manually defined according to the size of the shipment).
ところが、出荷数に基づいて補充限度を決定しただけでは、実際のピッキングエリアの棚に当該商品を配置しきれないケースも頻出する。ピッキングエリアの棚の収容領域は当然ながら有限で、また、その形状(例:棚板の縦横比や間柱の位置など)や外部環境(例:後背部に近接した柱あり)は異なりうる。同様に、そうした棚に収容される商品の形状、サイズは、商品種ごとに様々である。 However, simply determining a replenishment limit based on the number of shipments often results in cases where the actual shelves in the picking area are not able to accommodate all of the products. The storage area of the shelves in the picking area is, of course, finite, and the shape (e.g., the aspect ratio of the shelves or the position of the partitions) and external environment (e.g., the presence of a pillar close to the rear) can vary. Similarly, the shapes and sizes of the products stored on those shelves vary depending on the type of product.
よって、単純に当該棚の収容可能な容積を、収容対象の商品の容積で除算した数が、当該棚における当該商品の収容数とはならない。そうした場合、商品形状によっては棚に収容できずに、ピッキングエリアへの配置ができないといった事態も想定される(図1参照)。 Therefore, the number of items that can be stored on a shelf is not simply the capacity of the shelf divided by the volume of the items to be stored. In such cases, it is possible that, depending on the shape of the item, it may not be possible to store it on the shelf and therefore it may not be possible to place it in the picking area (see Figure 1).
さらに、上述の補充限度の精度は良好とは言えず、実際の出荷と在庫のバランスが不均衡状態となりやすい問題もある。そのため、出荷量が多いにも関わらずピッキングエリアの在庫数が少ない商品や、出荷量が少ないにも関わらずピッキングエリアの在庫数が多い商品が存在するといった状況も生まれている(図2参照)。 Furthermore, the accuracy of the replenishment limits mentioned above is not very good, and there is a problem that the balance between actual shipments and inventory can easily become unbalanced. This can lead to situations where there are products with a large shipment volume but low inventory in the picking area, and products with a small shipment volume but high inventory in the picking area (see Figure 2).
その結果、保管エリアからピッキングエリアへの商品補充作業が、必要以上に頻繁に発生する一方で、当該商品をピッキングエリアに持ち込んでも棚に収容しきれなかった、といった事態が生じ、当該物流倉庫全体として業務効率が大幅に低下する恐れもあった。 As a result, product replenishment from the storage area to the picking area occurred more frequently than necessary, while the products brought to the picking area could not be stored on the shelves, which could lead to a significant drop in operational efficiency throughout the logistics warehouse.
そこで本発明の目的は、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務の効率化を可能とする技術を提供することにある。 The object of the present invention is to provide technology that minimizes the number of times products are replenished in the picking area of a logistics warehouse, thereby making the process more efficient.
上記課題を解決する本発明の在庫配置最適化システムは、物流倉庫におけるピッキングエリアに関する、商品の収納棚それぞれの位置とサイズ、前記収納棚に収納される商品それぞれのサイズと必要な最低在庫数たる補充点、前記収納棚で同一種の前記商品を列状に集積させる集合形態、前記商品が列状に集積された集合体の間の配置間隔、前記収納棚での前記集合体の高さと横幅方向及び奥行き方向での配置長、の制約条件の各情報を格納した記憶部と、前記収納棚における前記商品の収納数を目的関数、前記集合体の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置と、前記集合体を構成する前記商品の積み上げ段数と前記横幅方向及び奥行き方向での配置数のそれぞれを決定変数とし、前記制約条件の下、数理最適化ソルバーによって、前記目的関数である前記収納数を最大化する、前記決定変数の各値を演算する演算部とを有し、前記演算部は前記演算の結果に基づき、前記決定変数の各値を所定装置に出力するものである、ことを特徴とする。 The inventory allocation optimization system of the present invention, which solves the above problem, has a memory unit that stores information on each of the constraint conditions, such as the position and size of each storage shelf of the product, the size of each product stored in the storage shelf and the replenishment point as the minimum inventory required, the collection form in which the same type of product is accumulated in a row on the storage shelf, the placement interval between the collections of the products accumulated in a row, and the height and placement length of the collection in the width and depth directions on the storage shelf, and a calculation unit that calculates the value of each of the decision variables that maximizes the storage number, which is the objective function, using a mathematical optimization solver under the constraint conditions, and outputs each of the values of the decision variables based on the results of the calculation.
また、本発明の在庫配置最適化方法は、情報処理システムが、物流倉庫におけるピッキングエリアに関する、商品の収納棚それぞれの位置とサイズ、前記収納棚に収納される商品それぞれのサイズと必要な最低在庫数たる補充点、前記収納棚で同一種の前記商品を列状に集積させる集合形態、前記商品が列状に集積された集合体の間の配置間隔、前記収納棚での前記集合体の高さと横幅方向及び奥行き方向での配置長、の制約条件の各情報を記憶部で格納し、前記収納棚における前記商品の収納数を目的関数、前記集合体の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置と、前記集合体を構成する前記商品の積み上げ段数と前記横幅方向及び奥行き方向での配置数のそれぞれを決定変数とし、前記制約条件の下、数理最適化ソルバーによって、前記目的関数である前記収納数を最大化する、前記決定変数の各値を演算し、前記演算の結果に基づき、前記決定変数の各値を所定装置に出力する、ことを特徴とする。 The inventory allocation optimization method of the present invention is characterized in that the information processing system stores in a memory unit information on the constraint conditions, such as the position and size of each storage shelf of the product, the size of each product stored in the storage shelf and the replenishment point as the minimum inventory required, the collection form in which the same type of product is accumulated in a row on the storage shelf, the arrangement interval between the collections of the products accumulated in a row, and the height and arrangement length of the collection in the width and depth directions on the storage shelf, as an objective function, the number of products stored in the storage shelf, the storage shelf where the collection is stored and the arrangement position on the storage shelf, the number of stacked layers of the products that make up the collection, and the arrangement number in the width and depth directions, as decision variables, calculates each value of the decision variable that maximizes the storage number, which is the objective function, using a mathematical optimization solver under the constraint conditions, and outputs each value of the decision variable to a specified device based on the results of the calculation.
本発明によれば、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務の効率化が可能となる。 The present invention makes it possible to minimize the number of times products are replenished in the picking area of a logistics warehouse, thereby improving the efficiency of that operation.
<数理最適化ソルバーとアニーリングマシンについて>
本実施形態の在庫配置最適化技術において、組合せ最適化問題の解を得るエンジンとして数理最適化ソルバーを採用している。数理最適化ソルバーには、線形計画ソルバーと量子アニーリングの各概念が包含されており、そのいずれも本実施形態に採用可能である。
<About mathematical optimization solvers and annealing machines>
In the inventory allocation optimization technology of this embodiment, a mathematical optimization solver is used as an engine for solving combinatorial optimization problems. The mathematical optimization solver includes the concepts of a linear programming solver and quantum annealing, either of which can be used in this embodiment.
線形計画ソルバーについては、すでに述べたように幾つか一般的ツールが存在し、その適用方法も広く知られているため、ここでは、量子アニーリングの概念とその適用について説明しておく。 As mentioned above, there are several common linear programming solver tools, and their application methods are widely known, so here we will explain the concept of quantum annealing and its applications.
上述の特許文献1にも示すように、本出願人は量子コンピューティング技術を開発し、例えば、ビッグデータに基づく全数探索問題(組合せ最適化問題の概念含む)における諸問題の解決を図ってきた。
As described in the above-mentioned
こうした全数探索問題に対して、一般的には量子コンピュータヘの期待が大きい。量子コンピュータは、量子ビットと呼ばれる基本素子からなり"0"と"1"を同時に実現する。そのためすべての解候補を初期値として同時に計算可能であり、全数探索を実現しうる可能性を持っている。しかし、量子コンピュータは全計算時間に亘って量子コヒーレンスを維持する必要がある。 Quantum computers are generally expected to solve these exhaustive search problems. Quantum computers are made up of basic elements called quantum bits, which can simultaneously realize "0" and "1". This means that all possible solutions can be calculated simultaneously using the initial value, making it possible to realize an exhaustive search. However, quantum computers must maintain quantum coherence throughout the entire calculation time.
こういった中で注目されるようになってきたのが断熱量子計算と呼ばれる手法である(参考文献:E.Farhi,et al.,"A quantum adiabatic
evolution al gor ithm applied to random
instances of an NP-complete problem," S
cience292,472(2001).)。
Among these, a method called adiabatic quantum computing has been attracting attention (Reference: E. Farhi, et al., "A quantum adiabatic computing
evolution al gorithm applied to random
instances of an NP-complete problem, "S
science292, 472 (2001). ).
この方法は、ある物理系の基底状態が解になるように問題を変換し、基底状態を見つけることを通して解を得ようとするものである。 This method transforms the problem so that the ground state of a physical system is the solution, and attempts to obtain a solution by finding the ground state.
問題を設定した物理系のハミルトニアンをH^pとする。但し、演算開始時点ではハミルトニアンをH^pとするのではなく、それとは別に基底状態が明確で準備しやすい別のハミルトニアンH^0とする。次に十分に時間を掛けてハミルトニアンをH^0からH^pに移行させる。十分に時間を掛ければ系は基底状態に居続け、ハミルトニアンH^pの基底状態が得られる。これが断熱量子計算の原理である。計算時間をτとすればハミルトニアンは式(1)となり、 Let H^p be the Hamiltonian of the physical system for which the problem is set. However, at the start of the calculation, the Hamiltonian is not H^p, but a different Hamiltonian H^0, whose ground state is clear and easy to prepare. Next, take a sufficient amount of time to transition the Hamiltonian from H^0 to H^p. If enough time is taken, the system will remain in the ground state, and the ground state of the Hamiltonian H^p will be obtained. This is the principle of adiabatic quantum computing. If the calculation time is τ, the Hamiltonian becomes equation (1),
[式1]
[Equation 1]
式(2)のシュレディンガー方程式に基づいて時間発展させて解を得る。
[式2]
A solution is obtained by time evolution based on the Schrödinger equation of equation (2).
[Equation 2]
断熱量子計算は全数探索を必要とする問題に対しても適用可能で、一方向性の過程で解に到達する。しかし、計算過程が式(2)のシュレディンガー方程式に従う必要があるならば、量子コンピュータと同様に量子コヒーレンスの維持が必要になる。 Adiabatic quantum computing can also be applied to problems that require exhaustive search, and a solution is reached in a one-way process. However, if the computation process needs to follow the Schrödinger equation in equation (2), then quantum coherence must be maintained, just like in a quantum computer.
但し、量子コンピュータが1量子ビットあるいは2量子ビット間に対するゲート操作を繰り返すものであるのに対して、断熱量子計算は量子ビット系全体に亘って一斉に相互作用させるものであり、コヒーレンスの考え方が異なる。 However, while a quantum computer repeats gate operations between one or two quantum bits, adiabatic quantum computing involves simultaneous interactions across the entire quantum bit system, and the concept of coherence is different.
例えば、ある量子ビットヘのゲート動作を考えてみる。この時、もしその量子ビットと他の量子ビットとで相互作用があれば、それはディコヒーレンスの原因になるが、断熱量子計算ではすべての量子ビットを同時に相互作用させるので、この例のような場合にはディコヒーレンスにならない。この違いを反映して断熱量子計算は量子コンピュータに比べてディコヒーレンスに対して頑強であると考えられている。 For example, consider a gate operation on a certain quantum bit. At this time, if there is an interaction between that quantum bit and other quantum bits, it will cause decoherence, but in adiabatic quantum computing, all quantum bits interact simultaneously, so decoherence does not occur in this example. Reflecting this difference, adiabatic quantum computing is thought to be more robust against decoherence than quantum computers.
以上述べたように、断熱量子計算は全数探索を必要とするような難問に対して有効である。そして、スピンを演算における変数とし、解こうとする問題をスピン間相互作用とスピンごとに作用する局所場で設定する。 As described above, adiabatic quantum computing is effective for difficult problems that require an exhaustive search. Spin is treated as a variable in the calculation, and the problem to be solved is set in terms of spin-spin interactions and local fields acting on each spin.
時刻t=0において外部磁場により全スピンを一方向に向かせ、時刻t=τで外部磁場がゼロになるように外部磁場を徐々に小さくする。 At time t = 0, an external magnetic field is applied to orient all spins in one direction, and the external magnetic field is gradually reduced so that it becomes zero at time t = τ.
各スピンは、時刻tにおける各サイトの外部磁場及びスピン間相互作用のすべての作用で決まる有効磁場に従い、向きが定まるとして時間発展させる。 The orientation of each spin evolves over time according to the effective magnetic field determined by the combined effect of the external magnetic field at each site and the spin-spin interactions at time t.
その際、スピンの向きが有効磁場に完全に揃うのではなく、量子力学的に補正された向きとすることにより、系が基底状態をほぼ維持するようにする。 In this case, the spin direction is not perfectly aligned with the effective magnetic field, but is quantum mechanically corrected so that the system remains nearly in the ground state.
また、時間発展の際に各スピンを元の向きに維持する項(緩和項)を有効磁場に加え、解の収束性を向上させる。 In addition, a term (relaxation term) that maintains each spin in its original orientation as time evolves is added to the effective magnetic field, improving the convergence of the solution.
本実施形態における在庫配置最適化システムとしては、上述の断熱量子計算を行うアニーリングマシンを想定するが、勿論これに限定するものではなく、組合せ最適化問題を本発明の在庫配置最適化方法に沿って適宜に解くことが可能な、数理最適化ソルバーであればいずれも適用可能である。 In this embodiment, the inventory placement optimization system is assumed to be an annealing machine that performs the above-mentioned adiabatic quantum computing, but of course this is not limited to this, and any mathematical optimization solver that can appropriately solve combinatorial optimization problems in accordance with the inventory placement optimization method of the present invention can be applied.
なお、上述の数理最適化ソルバーとしては、例えば、CBC(COIN-OR BRAND-and-Cut)ソルバー(登録商標)、Gurobi(登録商標)、CPLEX(登録商標)、といった既存のものを想定できる。 Note that the mathematical optimization solver mentioned above can be, for example, existing ones such as CBC (COIN-OR BRAND-and-Cut) solver (registered trademark), Gurobii (registered trademark), and CPLEX (registered trademark).
また、他の具体的な例としては、アニーリング方式において電子回路(デジタル回路な
ど)で実装するハードウェアだけでなく、超伝導回路などで実装する方式も含む。また、
アニーリング方式以外にてイジングモデルを実現するハードウェアでもよい。例えばレーザーネットワーク方式(光パラメトリック発振)・量子ニューラルネットワークなども含む。また、前述した通り一部の考え方が異なるものの、イジングモデルで行う計算をアダマールゲート、回転ゲート、制御NOTゲートといったゲートで置き換えた量子ゲート方式
においても、本発明を実現することができる。
Other specific examples include not only hardware implemented with electronic circuits (digital circuits, etc.) in the annealing method, but also methods implemented with superconducting circuits, etc.
Hardware that realizes the Ising model using a method other than the annealing method may be used. For example, this includes a laser network method (optical parametric oscillation) and a quantum neural network. In addition, although some of the concepts are different as described above, the present invention can also be realized using a quantum gate method in which the calculations performed by the Ising model are replaced with gates such as a Hadamard gate, a rotation gate, and a controlled NOT gate.
<ネットワーク構成>
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図3は、本実施形態の在庫配置最適化システム100を含むネットワーク構成図である。
<Network Configuration>
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Fig. 3 is a diagram showing a network configuration including an inventory
図3に示す在庫配置最適化システム100は、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務の効率化を可能とするコンピュータシステムであり、具体的には、数理最適化ソルバーを実装した情報処理装置である。例えば、当該情報処理装置が量子アニーリングのエンジンを備える場合、アニーリングマシンとなる。
The inventory
ただし、アニーリングマシンの概要は特許文献1に基づき既に述べたとおりであり、その具体的な構成や動作等の詳細については適宜省略する(以下同様)。また、アニーリング技術以外の数理最適化ソルバーを採用する場合も、既存技術を採用するため、具体的な構成や動作等の詳細については適宜省略する。
However, the outline of the annealing machine has already been described based on
本実施形態の在庫配置最適化システム100は、インターネットなどの適宜なネットワーク10を介して、ユーザ端末200とデータ通信可能に接続されている。
The inventory
上述のユーザ端末200は、在庫配置最適化システム100から、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務の効率化を可能とするための情報、すなわち、保管エリアからピッキングエリアの収納棚に格納する際の、当該収納棚における各商品の配置位置、配置数(列を構成する集合体での商品数といえる)、といった情報の提案を受ける端末である。
The above-mentioned
このユーザ端末200のユーザとしては、具体的には、物流倉庫の運営事業者で、物流企業やECサイト運営企業といった組織を想定できる。
Specific examples of users of this
いずれにしても、いわゆる多品種少量の商品を巨大な物流倉庫で保管し、オーダーに応じて迅速かつ確実に出荷する事業者であって、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務の効率化を図ろうとする事業者であれば、上述のユーザに該当しうる。つまり、そうした事業者の業務に関しては、本発明が適用可能であると言える。 In any case, any business that stores a wide variety of small quantities of products in a huge logistics warehouse and quickly and reliably ships products in response to orders, and that seeks to minimize the number of times products are replenished in the picking area of the logistics warehouse and to improve the efficiency of that business, could qualify as a user as described above. In other words, the present invention can be said to be applicable to the business operations of such businesses.
<ハードウェア構成>
また、本実施形態の在庫配置最適化システム100のハードウェア構成は、図4に以下の如くとなる。
<Hardware Configuration>
The hardware configuration of the inventory
すなわち在庫配置最適化システム100は、記憶部101、メモリ103、演算部104、および通信部105、を備える。
That is, the inventory
このうち記憶部101は、SSD(Solid State Drive)やハードディスクドライブなど適宜な不揮発性記憶素子で構成される。
The
また、メモリ103は、RAMなど揮発性記憶素子で構成される。
In addition,
また、演算部104は、記憶部101に保持されるプログラム102をメモリ103に読み出すなどして実行し装置自体の統括制御を行なうとともに各種判定、演算及び制御処理を行なうCPUである。
The
また、通信部105は、ネットワーク10と接続してユーザ端末200との通信処理を担うネットワークインターフェイスカード等を想定する。
The
なお、在庫配置最適化システム100がスタンドアロンマシンである場合、ユーザからのキー入力や音声入力を受け付ける入力装置、処理データの表示を行うディスプレイ等の出力装置、を更に備えるとすれば好適である。
If the inventory
また、記憶部101内には、本実施形態の在庫配置最適化システムとして必要な機能を実装する為のプログラム102に加えて、情報DB125が少なくとも記憶されている。ただし、この情報DB125についての詳細は後述する。
In addition to the
また、プログラム102、すなわち数理最適化ソルバーとしての動作を実装するアルゴリズムは、解くべき課題である数理モデル1021の情報を保持する。この数理モデル1021は、目的関数や決定変数、制約条件など数理解析に必要な各種情報について管理者等が予め設定しておくものとなる。在庫配置最適化システム100が、アニーリングマシンとして稼働する場合、数理モデル1021はイジングモデルとなる。
Furthermore, the
上述のように、本実施形態の在庫配置最適化システム100の一例である、イジングモデル1021を解くアニーリングマシンは、あくまでも一例であって、すでに述べたように、他の数理最適化ソルバーをプログラム102において実装し、又は外部システムから呼び出して利用し、イジングモデル1021の内容に対応した、目的関数、決定変数、及び制約条件からなる数理モデル1021を解く形態も勿論想定できる。
As described above, the annealing machine that solves the
なお、アニーリングマシンの概要にて述べた断熱量子計算は、別名で量子アニールとも呼ばれ、古典的な焼きなましの概念を量子力学に発展させたものである。即ち、断熱量子計算は本来古典的動作が可能で、高速性や解の正解率に関しで性能を向上させるために量子力学的効果が付加されたものとも解釈できる。そこで本発明では、演算部そのものは古典的とし、演算過程に量子力学的に定まるパラメータを導入することにより、古典的であるが量子力学的な効果を含んだ演算方法・装置を実現する。ただし、演算部を量子コンピュータで構成する形態についても勿論採用しうる。 The adiabatic quantum computing mentioned in the overview of annealing machines is also known as quantum annealing, and is an extension of the classical concept of simulated annealing to quantum mechanics. In other words, adiabatic quantum computing is essentially capable of classical operation, and can be interpreted as adding quantum mechanical effects to improve performance in terms of speed and accuracy rate. Therefore, in this invention, the calculation unit itself is classical, and by introducing parameters determined quantum mechanically into the calculation process, a calculation method and device that is classical but includes quantum mechanical effects is realized. However, it is of course possible to adopt a form in which the calculation unit is composed of a quantum computer.
以上の概念に基づき、以下の例では断熱量子計算との関連性を説明しながら解としての基底状態を得る古典的アルゴリズムと、それを実現するための装置に関して述べる。 Based on the above concepts, in the following example we will describe a classical algorithm for obtaining the ground state as a solution, while explaining its relevance to adiabatic quantum computing, and a device for implementing it.
こうした前提での在庫配置最適化システム100は、N個の変数sj z(j=1,2,…,N)が-1≦sj z≦1の値域を取り、局所場gjと変数間相互作用Jij(i,j=1,2,…,N)によって課題の設定がなされる。
Under these assumptions, the inventory
また演算部104では、時刻をm分割して離散的にt=t。(t。=0)からtm(tm =τ)まで演算するものとし、各時刻tkにおける変数SjZ(tk)を求めるに当たり、前時刻tk-1の変数Sjz(tk-1)(i=1,2,..,N)の値と緩和項の係数9pinaあるいは9pinbを用いてBjz(tk)={ΣiJijSiz(tk-1)+gj+sgn(sjz(tk-1))・9pina}・tk/τあるいはBjz(tk)={ΣiJiJSjz(tk-1)+gj+9pinb .SjZ(tk-1)}・tk/τを求め、上述の変数Sjz(tk)の値域が-1≦sjz(tk)≦1に
なるように関数fを定めてSjz(tk)=f(Bjz(tk),tk)とし、時刻ステップをt=t0からt=tmに進めるにつれて上述の変数Sjzを-1あるいは1に近づけ、最終的にsjz<0ならば、Sjzd=-1、Sjz>0ならば、Sjzd=1として解を定める。ただし、最終的な解sj
zdが実数であることが適切である場合は、sj
zdを[-1,1]を値域とする実数として解を定めてもよい。
The
係数gpinbは、例えば|Jij|の平均値の50%から200%の値である。また、課題設定の局所場gjに関して、あるサイトj’に対してのみ補正項δgj’をgj’に加え、該サイトj’に対してのみgj’の大きさを大きくすることもできる。また、補正項δgj’は、例えば|Jij|の平均値の10%から100%の値である。 The coefficient gpinb is, for example, a value between 50% and 200% of the average value of |Jij|. In addition, for the local field gj in the problem setting, a correction term δgj' can be added to gj' only for a certain site j', and the magnitude of gj' can be increased only for that site j'. In addition, the correction term δgj' is, for example, a value between 10% and 100% of the average value of |Jij|.
続いて、量子力学的な記述から出発して古典的な形式に移行することを通して、アニーリングマシンの基本的原理を述べる。 Next, we describe the basic principles of annealing machines, starting from a quantum mechanical description and moving to classical formalisms.
式(3)で与えられるイジングスピン・ハミルトニアンの基底状態探索問題はNP困難と呼ばれる分類の問題を含み、有用な問題であることが知られている(文献:F. Barahona, ”On the computational comp lex ity of Isingspin glass models,” J. Phys. A: Math. Gen. 15, 3241 (1982).)。 The problem of searching for the ground state of the Ising spin Hamiltonian given by equation (3) includes a classification of problems called NP-hard, and is known to be a useful problem (reference: F. Barahona, "On the computational complexity of Isingspin glass models," J. Phys. A: Math. Gen. 15, 3241 (1982)).
[式3]
[Equation 3]
Jij及びgjが課題設定パラメータであり、σ^Zはパウリのスピン行列のz成分で±1の固有値を取る。i,jはスピンのサイトを表す。イジングスピンとは値として±1だけを取りうる変数のことで、式(3)ではσ^zの固有値が±1であることによりイジングスピン系となっている。 Jij and gj are the problem setting parameters, and σ^ Z is the z component of the Pauli spin matrix, which has an eigenvalue of ±1. i and j represent the spin site. An Ising spin is a variable that can only take on a value of ±1, and in equation (3), the eigenvalue of σ^ z is ±1, making it an Ising spin system.
式(3)のイジングスピンは文字通りのスピンである必要はなく、ハミルトニアンが式(3)で記述されるのであれば物理的には何でも良い。 The Ising spin in equation (3) does not have to be a literal spin; it can be anything physically as long as the Hamiltonian is described by equation (3).
例えば、列として集合体を構成する商品の積み上げ段数と、収納棚の横幅方向及び奥行き方向での配置数と、上述の集合体の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置、のそれぞれをスピン±1に対応付けることや、ロジック回路のhighとlowを±1に対応付けることも可能であるし、光の縦偏波と横偏波を±1に対応付けることや0,πの位相を±1に対応付けることも可能である。 For example, the number of stacked products that make up the collection as a row, the number of products arranged in the width and depth directions of the storage shelf, the storage shelf where the collection is stored and the arrangement position on that storage shelf can each be associated with a spin of ±1, the high and low of a logic circuit can be associated with ±1, the vertical and horizontal polarization of light can be associated with ±1, and the phase of 0, π can be associated with ±1.
ここで例示する方法では、断熱量子計算と同様に、時刻t=0において式(4)で与えられるハミルトニアンの基底状態に演算系を準備する。 In the method exemplified here, similar to adiabatic quantum computing, a computational system is prepared in the ground state of the Hamiltonian given by equation (4) at time t = 0.
[式4]
[Equation 4]
γは全サイトjに一様に掛かる外場の大きさで決まる比例定数であり、σ^jxは、パウリのスピン行列のx成分である。演算系がスピンそのものであれば、外場とは磁場を意味する。 γ is a proportionality constant determined by the magnitude of the external field applied uniformly to all sites j, and σ^j x is the x component of the Pauli spin matrix. If the calculation system is the spin itself, the external field means a magnetic field.
式(4)は、横磁場を印加したことに相当し、すべてのスピンがx方向を向いた場合(γ>0)が基底状態である。問題設定のハミルトニアンはz成分のみのイジングスピン系として定義されたが、式(4)にはスピンのx成分が登場している。従って、演算過程でのスピンはイジングではなくベクトル的(ブロッホベクトル)である。t=0では式(4)のハミルトニアンでスタートしたが、時刻tの進行と共に徐々にハミルトニアンを変化させ、最終的には式(3)で記述されるハミルトニアンにしてその基底状態を解として得る。 Equation (4) corresponds to the application of a transverse magnetic field, and the ground state is when all spins point in the x direction (γ>0). The Hamiltonian in the problem formulation was defined as an Ising spin system with only the z component, but equation (4) includes the x component of spin. Therefore, the spin in the calculation process is not Ising but vectorial (Bloch vector). At t=0, we start with the Hamiltonian in equation (4), but as time t progresses, the Hamiltonian is gradually changed, and finally the Hamiltonian described by equation (3) is obtained, with the ground state being the solution.
[式5]
[Equation 5]
ここでσ^はパウリのスピン行列の3成分をベクトルとして表示している。基底状態はスピンが磁場方向を向いた場合で、<・>を量子力学的期待値として<σ^>=B/|B|と書ける。断熱過程では常に基底状態を維持しようとするので、スピンの向きは常に磁場の向きに追従する。 Here, σ^ represents the three components of the Pauli spin matrix as a vector. The ground state is when the spin is oriented in the direction of the magnetic field, and can be written as <σ^> = B/|B|, where <·> is the quantum mechanical expectation value. In an adiabatic process, the ground state is always maintained, so the direction of the spin always follows the direction of the magnetic field.
以上の議論は多スピン系にも拡張できる。t=0ではハミルトニアンが式(4)で与えられる。これは全スピンに対して一様に磁場BjX =γが印加されたことを意味する。t>0では、磁場のx成分が徐々に弱まりBjX =γ(1-t/τ)である。z成分に関してはスピン間相互作用があるために有効磁場としては式(6)になる。 The above discussion can be extended to multi-spin systems. At t=0, the Hamiltonian is given by equation (4). This means that a magnetic field BjX = γ is applied uniformly to all spins. At t>0, the x component of the magnetic field gradually weakens to BjX = γ(1-t/τ). As for the z component, the effective magnetic field is given by equation (6) due to the interaction between spins.
[式6]
[Equation 6]
スピンの向きは<σ^z>/<σ^X>で規定できるので、スピンの向きが有効磁場に追従するならば式(7)によりスピンの向きが定まる。 Since the spin direction can be defined by <σ^ z >/<σ^ x >, if the spin direction follows the effective magnetic field, the spin direction is determined by equation (7).
[式7]
[Equation 7]
式(7)は量子力学的記述であるが期待値を取っているので、式(1)~(6)とは異なり古典量に関する関係式である。 Equation (7) is a quantum mechanical description, but it takes the expectation value, so unlike equations (1) to (6), it is a relationship between classical quantities.
古典系では量子力学の非局所相関(量子縫れ)がないので、スピンの向きはサイトごとの局所場により完全に決まるはずであり、式(7)が古典的スピン系の振る舞いを決定する。量子系では非局所相関があるために式(7)は変形されることになるが、それに関しては後述することとし、ここでは発明の基本形態を述べるために式(7)で定まる古典系について記述する。 In classical systems, there is no nonlocal correlation (quantum stitching) in quantum mechanics, so the spin direction should be completely determined by the local field at each site, and equation (7) determines the behavior of the classical spin system. In quantum systems, equation (7) is transformed due to the existence of nonlocal correlation, but this will be discussed later. Here, we will describe the classical system defined by equation (7) to explain the basic form of the invention.
図5にスピン系の基底状態を得るためのタイミングチャート(1)を示す。図5の記述は古典量に関するものなので、サイトjのスピンをσ^jではなくsjにより表した。またそれに伴い、図5の有効磁場Bjは古典量である。t=0において全サイトで右向きの有効磁場Bjが印加され、全スピンSjが右向きに初期化される。 Figure 5 shows a timing chart (1) for obtaining the ground state of the spin system. Since the description in Figure 5 is related to classical quantities, the spin of site j is expressed by sj rather than σ^j. Accordingly, the effective magnetic field Bj in Figure 5 is a classical quantity. At t = 0, a rightward effective magnetic field Bj is applied to all sites, and all spins Sj are initialized to the right.
時間tの経過に従い、徐々にz軸方向の磁場とスピン間相互作用が加えられ、最終的にスピンは+z方向あるいは-z方向となって、スピンSjのz成分がsjz=+1あるいは-1となる。時間tは連続的であることが理想であるが、実際の演算過程では離散的にして利便性を向上させることもできる。以下では離散的な場合を述べる。 As time t passes, the magnetic field in the z-axis direction and the spin-spin interaction are gradually added, and finally the spins are in the +z or -z direction, and the z component of the spin Sj becomes sj z = +1 or -1. Ideally, time t is continuous, but in the actual calculation process, it can be made discrete to improve convenience. The discrete case is described below.
ここで例示するスピンはz成分だけでなくx成分が加わっているためにベクトル的なスピンになっている。図5からもベクトルとしての振る舞いが理解できる。ここまでy成分が登場してこなかったが、それは外場方向をxz面に取ったために外場のy成分が存在せず、従って<σ^Y>=0となるためである。 The spin shown here is a vectorial spin because it includes not only the z component but also the x component. Its vectorial behavior can also be understood from Figure 5. The y component has not appeared so far, but this is because the external field direction is taken to be on the xz plane, so there is no y component of the external field, and therefore <σ^ Y > = 0.
演算系のスピンとしては大きさ1の3次元ベクトル(これをブロッホベクトルと呼び、球面上の点で状態を記述できる)を想定しているが、図に示す例における軸の取り方では2次元のみを考慮すればよい(円上の点で状態を記述できる)。 The spin of the computational system is assumed to be a three-dimensional vector of magnitude 1 (called a Bloch vector, which can describe the state as a point on a sphere), but the axis selection in the example shown in the figure requires that only two dimensions be considered (the state can be described as a point on a circle).
またγは一定なのでBjx(t)>0(γ>0)あるいはBjx(t)<0(γ<0)が成り立つ。この場合、2次元スピンベクトルは半円のみで記述できることになり、[-1,1]でSjzを指定すればSjzの1変数で2次元スピンベクトルが定まる。従って、ここでの例では、スピンは2次元ベクトルであるが、値域を[-1,1]とする1次元連続変数として表記することもできる。 Furthermore, since γ is constant, Bj x (t)>0 (γ>0) or Bj x (t)<0 (γ<0) holds. In this case, the two-dimensional spin vector can be described using only a semicircle, and if Sj z is specified as [-1, 1], the two-dimensional spin vector is determined by the single variable Sj z . Therefore, although the spin is a two-dimensional vector in this example, it can also be expressed as a one-dimensional continuous variable with a range of [-1, 1].
図5のタイミングチャートでは時刻t=tkにおいてサイトごとに有効磁場を求め、その値を用いて式(8)によりt=tkにおけるスピンの向きを求める。 In the timing chart of Figure 5, the effective magnetic field is calculated for each site at time t = tk, and the spin direction at t = tk is calculated using this value according to equation (8).
[式8]
[Equation 8]
式(8)は式(7)を古典量に関する表記に書き改めたものなので<・>の記号が付いていない。次に、t=tk+lの有効磁場をt=tkにおけるスピンの値を用いて求める。各時刻の有効磁場を具体的に書けば式(9)及び(10)となる。 Equation (8) is equation (7) rewritten in terms of classical quantities, so there is no < > symbol. Next, the effective magnetic field at t = tk + l is found using the value of the spin at t = tk. If we write the effective magnetic field at each time in concrete terms, we get equations (9) and (10).
[式9]
[Equation 9]
[式10]
[Equation 10]
以下、図5のタイミングチャートで模式的に示した手順に従い、スピンと有効磁場を交互に求めていく。 Below, we alternately find the spin and effective magnetic field following the procedure shown diagrammatically in the timing chart of Figure 5.
古典系ではスピンベクトルの大きさは1である。この場合スピンベクトルの各成分は、tanθ=Bjz(tk)/Bjx(tk)で定義される媒介変数θを用いてSjz(tk)=sinθ、Sjx(tk)=COSθと記述される。 In the classical system, the magnitude of the spin vector is 1. In this case, each component of the spin vector is described as Sjz (tk) = sin θ and Sjx (tk) = cos θ, using the parameter θ defined as tan θ = Bjz (tk)/ Bjx (tk).
これを書き直せば、Sjz(tk)=sin(arctan(Bjz(tk)/Bjx(tk)))、Sjx(tk)=cos(arctan(Bjz(tk)/Bjx(tk)))である。 Rewriting this, Sj z (tk) = sin(arctan(Bj z (tk)/Bj x (tk))), Sj x (tk) = cos(arctan(Bj z (tk)/Bj x (tk) )).
式(9)から明らかなようにBjx(tk)の変数は、tkのみであり、τとγは定数である。 従って、Sjz(tk)=sin(arctan(Bjz(tk)/Bjx(tk)))及びSjx(tk)=cos(arctan(Bjz(tk)/Bjx(tk)))はBjz(tk)とtkを変数とする関数としてSjz(tk)=f1(Bjz(tk),tk)及びSjx(tk)=f2( Bjz(tk),tk)のような一般化した表現もできる。 As is clear from equation (9), the only variable of Bjx (tk) is tk, and τ and γ are constants. Therefore, Sjz (tk)=sin(arctan( Bjz (tk)/ Bjx (tk))) and Sjx(tk)=cos(arctan( Bjz (tk)/ Bjx (tk))) can also be generalized as functions with Bjz (tk) and tk as variables, such as Sjz (tk)=f1( Bjz (tk),tk) and Sjx (tk)=f2( Bjz (tk),tk).
スピンを2次元ベクトルとして記述しているので、Sjz(tk)とsjx(tk)の
2成分が登場しているが、Bjz(tk)を式(10)に基づき決定するならばSjx(tK)は必要ない。
Since the spin is described as a two-dimensional vector, two components Sj z (tk) and sj x (tk) appear, but if Bj z (tk) is determined based on equation (10), Sj x (tK) is not necessary.
これは、[-1,1]を値域とするSjz(tk)のみでスピン状態を記述できることに対応している。最終的な解Sjzdは、Sjzd=-1or1になる必要があり、Sjz(τ)>0ならばSjzd=1、Sjz(τ)<0ならばSjzd=-1とする。ただし、最終的な解sj zdが実数であることが適切である場合は、sj zdを[-1,1]を値域とする実数として取り出してもよい。 This corresponds to the fact that the spin state can be described only by Sj z (tk) with a range of [-1, 1]. The final solution Sj zd needs to be Sj zd =-1 or 1, and if Sj z (τ) > 0, Sj zd = 1, and if Sj z (τ) < 0, Sj zd =-1. However, if it is appropriate for the final solution s j zd to be a real number, s j zd may be extracted as a real number with a range of [-1, 1].
図6に、上述のアルゴリズムをフローチャートにまとめたものを示す。ここでtm=τである。図6のフローチャートの各ステップs1~s9は、時間t=0からt=τに到る図5のタイミングチャートの、ある時刻での処理に対応している。すなわち、フローチャートのステップs2、s4、s6がそれぞれ、t=t1,tk+l,tmにおける上記の式(9)及び(10)に対応している。最終的な解はステップs8において、sjz<0ならばSjzd=-1、Sjz>0ならば、Sjzd=1とすることにより定める(s9)。ただし、最終的な解が実数であることが適切である場合は、sj zdを、[-1,1]を値域とする実数として定めてもよい。なお、図6のフローでは一般的な例について示し、実数として取り出す旨の記載は省略している。 FIG. 6 shows a flowchart summarizing the above algorithm. Here, tm=τ. Each step s1 to s9 in the flowchart in FIG. 6 corresponds to a process at a certain time in the timing chart in FIG. 5 from time t=0 to t=τ. That is, steps s2, s4, and s6 in the flowchart correspond to the above equations (9) and (10) at t=t1, tk+l, and tm, respectively. The final solution is determined in step s8 by setting Sj zd =-1 if sj z <0, and Sj zd =1 if Sj z >0 (s9). However, if it is appropriate for the final solution to be a real number, s j zd may be determined as a real number with a range of [-1, 1]. Note that the flow in FIG. 6 shows a general example, and the description of extracting it as a real number is omitted.
ここまでは課題が式(3)で表現された場合に如何に解かれるかを示した。次に具体的課題が如何に局所場gjと変数間相互作用Jij(i,j=1,2,…,N)を含む式(3)で表現されるかに関して具体例を挙げて説明する。 So far, we have shown how the problem is solved when it is expressed by equation (3). Next, we will use a concrete example to explain how a specific problem is expressed by equation (3) including the local field gj and the variable interactions Jij (i, j = 1, 2, ..., N).
ここでの具体的課題すなわちイジングモデル1021は、例えば、物流倉庫におけるピッキングエリアに関する、商品の収納棚それぞれの位置とサイズ、当該収納棚に収納される商品それぞれのサイズと必要な最低在庫数たる補充点、当該収納棚で同一種の商品を列状に集積させる集合形態、当該商品が列状に集積された集合体の間の配置間隔、収納棚での集合体の高さと横幅方向及び奥行き方向での配置長、の制約条件それぞれが満たされる際に前記収納棚における前記商品の収納数が最大となる制約条件用関数、を項として含む目的関数に関して、上述の集合体を構成する商品の積み上げ段数と横幅方向及び奥行き方向での配置数と、集合体の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置、のそれぞれをスピンとし、上述の制約条件用関数における変数間の感応度をスピンの間の相互作用の強度として設定したイジングモデルを想定する。
The specific problem here, that is, the
この場合、局所場gjは、物流倉庫におけるピッキングエリアに関する、商品の収納棚それぞれの位置とサイズ、当該収納棚に収納される商品それぞれのサイズと必要な最低在庫数たる補充点、当該収納棚で同一種の商品を列状に集積させる集合形態、当該商品が列状に集積された集合体の間の配置間隔、収納棚での集合体の高さと横幅方向及び奥行き方向での配置長、の制約条件それぞれが満たされる際に前記収納棚における前記商品の収納数が最大となる制約条件用関数、における変数の値が目的関数へ与える影響度として設定されることを想定する。 In this case, the local field gj is assumed to be set as the degree of influence that the values of the variables in the constraint function that maximizes the number of products stored in the storage shelf when the following constraint conditions are satisfied with respect to the picking area in the logistics warehouse: the position and size of each product storage shelf, the size of each product stored in the storage shelf and the replenishment point as the minimum required inventory number, the collection form in which the same type of product is accumulated in a row on the storage shelf, the arrangement interval between the collections of products accumulated in a row, and the height of the collection on the storage shelf and the arrangement length in the width and depth directions.
以上のような考察を通して、(上述の目的関数の各項の間に関する)変数間相互作用Jijと局所場gjを具体的に設定し、式(3)で表されるイジングモデル1021の基底状態探索、すなわち上述の、物流倉庫におけるピッキングエリアに関する、商品の収納棚それぞれの位置とサイズ、当該収納棚に収納される商品それぞれのサイズと必要な最低在庫数たる補充点、当該収納棚で同一種の商品を列状に集積させる集合形態、当該商品が列状に集積された集合体の間の配置間隔、収納棚での集合体の高さと横幅方向及び奥行き方向での配置長、の制約条件それぞれが満たされる際に前記収納棚における前記商品の収納数が最大となる基底状態の探索を通して、商品の集合体の収納先となる収納棚及び当該収
納棚での配置位置と、当該集合体を構成する商品の積み上げ段数と横幅方向及び奥行き方向での配置数のそれぞれを特定する。
Through the above considerations, the variable interactions Jij and the local fields gj (between each term of the objective function described above) are specifically set, and the ground state search of the
<データ構造例>
続いて、本実施形態の在庫配置最適化システム100が用いる各種情報について説明する。図7A~図7D、及び図9A~図9Eに、本実施形態における情報DB125で保持する各情報の一例を示す。
<Data structure example>
Next, a description will be given of various types of information used by the inventory
図7Aに示す、本実施形態の収納棚情報125Aは、ピッキングエリアにおける各収納棚の各出力情報を格納したテーブルである。
The
ここで保持する情報としては、収納棚の識別情報をキーとして、当該収納棚のピッキングエリア内での位置、備える棚板の段数、棚板サイズ、耐荷重、一段あたりの高さ、及び周囲状況といった値を対応付けたレコードの集合体となっている。 The information stored here is a collection of records that use the identification information of the storage shelf as a key to associate values such as the position of the storage shelf in the picking area, the number of shelves it has, the shelf size, load capacity, height per shelf, and surrounding conditions.
また図7Bに示す、本実施形態の商品情報125Bは、ピッキングエリアの収納棚に在庫し、出荷の対象となる商品の各種情報を格納したテーブルである。この商品情報は、商品の識別情報をキーに、当該商品のサイズ、容積、重量、直近の所定期間における出荷数(平均)、及び出荷数(最大)といった値を対応付けたレコードの集合体となっている。
また図7Cに示す、本実施形態の通路情報125Cは、ピッキングエリアにおいて上述の収納棚周囲に走る通路の情報を格納したテーブルである。この通路情報は、通路の識別情報をキーに、ピッキングエリアにおける位置、幅、及び延長といった値を対応付けたレコードの集合体となっている。
Also, the
また図7Dに示す、本実施形態の重量・容量制限情報125Dは、上述の収納棚それぞれにおける、耐荷重や容量制限といった制約を格納したテーブルである。この重量・容量制限情報125Dは、収納棚の識別情報をキーに、当該収納棚の各段における耐荷重、容量制限の各値を対応付けたレコードの集合体となっている。
In addition, weight/
また図8Aに示す、本実施形態の売れ筋商品の配置制限情報125Eは、ピッキングエリアから抽出・出荷する商品のうち一定レベル以上の出荷規模のある売れ筋商品について、その配置先としての制限を規定したテーブルである。この売れ筋商品の配置制限情報125Eは、収納棚及びその段数における、各売れ筋商品の配置可否を規定したレコードの集合体となっている。
The best-selling product
また図8Bに示す、本実施形態の1列あたり商品数情報125Fは、ピッキングエリアの収納棚において、各商品が集積して列構造を成す場合の、当該商品のサイズと当該収納棚のサイズ等に応じて決まる商品一列あたりの商品数の情報を格納したテーブルである。
In addition, the number of products per
商品を収納棚上で集積して列構造を成す場合、図9で例示するように、収納棚の棚板上の収納空間において、その奥行き方向に、当該商品の特定面(例:ピッキング容易な面など)を収納空間開口に向けて連接配置し、また、高さ方向に例えば収納空間の高さ-5cmまで積み重ねて構成する。これらの列構造の生成ルールについても数式化し、制約条件の1つとして情報DB125で保持されることになる。図9の例では、商品Aの1列は、奥行き方向に3つ連接し、高さ方向に2段積み重ねた、計6個の商品で構成されている。
When products are piled up on a storage shelf to form a row structure, as shown in the example of Figure 9, the products are arranged in a row in the storage space on the shelf of the storage shelf, with specific faces of the products (e.g., faces that are easy to pick) facing the opening of the storage space in the depth direction, and are stacked in the height direction, for example, up to the height of the storage space -5 cm. The rules for generating these row structures are also expressed in a mathematical formula and are stored in
また図8Cに示す、本実施形態の最低列数情報125Gは、ピッキングエリアの収納棚において、各商品が集積した列構造の最低数の情報を規定したテーブルである。また、図8Dに示す最大列数情報125Hは、ピッキングエリアの収納棚において、各商品が集積
した列構造の最大数の情報を規定したテーブルである。
The minimum
また図8Eに示す、本実施形態の突出条件情報125Iは、ピッキングエリアの収納棚において、各商品の列構造が当該収納棚の端部からはみだしうる長さに関する情報を規定したテーブルである。こうした突出条件情報125Iに基づいて、各商品の列構造が、収納棚の収納領域から突出してはみ出す場合、それが本テーブルで規定の許容条件を満たすか判定することになる(図10参照)。つまり、突出条件情報125Iは制約条件の1つとなる。
The
なお、本実施形態における情報DB125が保持する情報は、数理モデル1021に適用する制約条件、決定変数、及び目的関数の各条件式(イジングモデル1021の場合、制約条件関数など)として構成されるものとする。また、ユーザらが各条件式の記述手法(既知)を適宜に採用して当該条件式らを生成するものとし、これを在庫配置最適化システム100が予め保持しているものとする。
In this embodiment, the information stored in the
<フロー例>
以下、本実施形態における在庫配置最適化方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明する在庫配置最適化方法に対応する各種動作は、在庫配置最適化システム100がメモリ等に読み出して実行するプログラムによって実現される。そして、このプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。
<Flow example>
The actual procedure of the inventory placement optimization method in this embodiment will be described below with reference to the drawings. Various operations corresponding to the inventory placement optimization method described below are realized by a program that is read into a memory or the like and executed by the inventory
図11は、本実施形態における在庫配置最適化方法のフロー例を示す図である。この場合、在庫配置最適化システム100は、処理対象とする数理モデル1021(あるいはイジングモデル1021)として、収納棚における商品の収納数を目的関数、商品の集合体たる列構造の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置と、商品の列構造を構成する商品の積み上げ段数と横幅方向及び奥行き方向での配置数のそれぞれを決定変数とし、制約条件(物流倉庫におけるピッキングエリアに関する、商品の収納棚それぞれの位置とサイズ、前記収納棚に収納される商品それぞれのサイズと必要な最低在庫数たる補充点、収納棚で同一種の商品を列状に集積させる集合形態、商品が列状に集積された列状構造(集合体)の間の配置間隔、収納棚での列状構造の高さと横幅方向及び奥行き方向での配置長)の下、プログラム102が有する又は外部システムから適宜呼び出す数理最適化ソルバーによって、目的関数である収納数を最大化する、決定変数の各値を演算するものとする。
Figure 11 is a diagram showing an example of the flow of the inventory placement optimization method in this embodiment. In this case, the inventory
なお、数理モデル1021としてイジングモデルを採用し、在庫配置最適化システム100が、アニーリングマシンである場合、上述の各制約条件が満たされる際に最大となる制約条件用関数に関して、上述の決定変数をスピンとし、目的関数における変数間の感応度をスピンの間の相互作用の強度として設定したモデルを演算するものとする。
When an Ising model is adopted as the
そこで、在庫配置最適化システム100は、記憶装置101の情報DB125で保持する情報から、上述の制約条件及び決定変数に対応した情報(これに基づき規定された数式含む)を抽出し、メモリ103に格納する(s10)。
Therefore, the inventory
また、在庫配置最適化システム100は、s10と同様に、上述の情報DB125で保持する情報から、目的関数の情報(収納数を規定する数式)を抽出し、これをメモリ103に格納する(s11)。
In addition, similar to s10, the inventory
続いて、在庫配置最適化システム100は、数理最適化ソルバーに、上述の目的関数、決定変数、及び制約条件を与えて、当該目的関数である収納数を最大化する、決定変数の各値を演算する(s12)。ここで、最大化される収納数は、補充限度の最大値となる。
Next, the inventory
次に、在庫配置最適化システム100は、s12で特定出来た補充限度
から補充点(図7Bの商品情報125Bにおける出荷数(最大)の値)を減算して得た値で、過去の所定期間での当該商品の出荷総数(図7Bの商品情報125Bにおける出荷数(平均)の値)を除算することで、当該商品の保管エリアからピッキングエリアへの補充回数を算定する(s13)。
Next, the inventory
続いて、在庫配置最適化システム100は、ここまでで得た決定変数の値、すなわち列構造を成す商品の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置と、当該列構造を構成する商品の積み上げ段数と横幅方向及び奥行き方向での配置数のそれぞれと、上述のs13で算定した補充回数、さらには、補充限度の値を、ユーザ端末200に出力(図12参照)し(s14)、処理を終了する。
Then, the inventory
なお、情報DB125で保持する制約条件の情報として、列構造(集合体)を成す商品のうち、収納棚の開口面に面する特定部位(例:2段目の先頭にあたる位置。図13参照)に関して、ピッキング作業用空間の確保のため商品配置を禁止する制約条件の情報をさらに保持するとしてもよい。
In addition, the information on constraints stored in the
その場合、在庫配置最適化システム100は、上述の商品配置を禁止する制約条件も含む制約条件の情報の下、数理最適化ソルバーによる演算を行うものとする。この場合、収納棚からの商品取り出しの障害となる商品配置を回避し、ピッキング動作が容易なものとなり、ひいては、物流倉庫におけるピッキング業務のさらなる効率化が可能となる。
In this case, the inventory
また、情報DB125で保持する制約条件の情報として、数理最適化ソルバーによる演算の結果に基づき、収納棚における移動が発生する商品数の上限に関する制約条件の情報(図14参照)をさらに保持するものとしてもよい。
In addition, the constraint information stored in the
その場合、在庫配置最適化システム100は、上述の商品の移動数上限に関する制約条件も含む制約条件の情報の下、数理最適化ソルバーによる演算を行うものとする。これによれば、収納棚における既存の商品配置が変更されるケースで、作業員の負担となる商品移動の動作を適宜に抑制可能となる。ひいては、物流倉庫におけるピッキング業務のさらなる効率化が可能となる。
In this case, the inventory
以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 The above describes in detail the best mode for carrying out the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
こうした本実施形態によれば、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務の効率化が可能となる。 This embodiment minimizes the number of times products need to be replenished in the picking area of a logistics warehouse, making it possible to improve the efficiency of this operation.
本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、本実施形態の在庫配置最適化システムにおいて、前記演算部は、前記収納数たる補充限度から前記補充点を減算して得た値で、過去の所定期間での前記商品の出荷総数を除算することで、前記商品の保管エリアから前記ピッキングエリアへの補充回数を算定して所定装置に出力するものである、としてもよい。 The description in this specification makes clear at least the following. That is, in the inventory placement optimization system of this embodiment, the calculation unit may calculate the number of times the product is replenished from the storage area to the picking area by dividing the total number of shipments of the product in a specified past period by a value obtained by subtracting the replenishment point from the storage number, which is the replenishment limit, and output the result to a specified device.
これによれば、最大化された補充限度に基づいて最小化される補充回数の情報が出力され、物流倉庫の管理担当者等のユーザにとって、在庫配置最適化の結果と効果を明確に認識可能となる。また、当該情報に基づく在庫配置等の運用を実施することで、実際に物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数が最小化し、当該業務の効率化が可能となる。 This outputs information on the number of replenishments that is minimized based on the maximized replenishment limit, allowing users such as warehouse managers to clearly recognize the results and effects of optimizing inventory placement. Furthermore, by implementing operations such as inventory placement based on this information, the number of times products are actually replenished in the picking area of the warehouse can be minimized, making it possible to improve the efficiency of this work.
また、本実施形態の在庫配置最適化システムにおいて、前記記憶部は、前記制約条件の情報として、前記集合体のうち前記収納棚の開口面に面する特定部位に関して、ピッキング作業用空間の確保のため商品配置を禁止する制約条件の情報をさらに格納し、前記演算部は、前記商品配置を禁止する制約条件も含む前記制約条件の情報の下、前記演算を行うものである、としてもよい。 In addition, in the inventory placement optimization system of this embodiment, the storage unit may further store, as the constraint information, information on a constraint that prohibits product placement in a specific portion of the assembly that faces the opening of the storage shelf in order to ensure space for picking operations, and the calculation unit may perform the calculation under the constraint information that also includes the constraint that prohibits the product placement.
これによれば、収納棚からの商品取り出し、すなわちピッキング動作が容易なものとなり、ひいては、物流倉庫におけるピッキング業務のさらなる効率化が可能となる。 This makes it easier to remove products from storage shelves, i.e., to perform the picking operation, and ultimately makes picking operations in logistics warehouses more efficient.
また、本実施形態の在庫配置最適化システムにおいて、前記記憶部は、前記制約条件の情報として、前記商品が前記配置長を超過して前記収納棚からはみだし可能な突出長の制約条件の情報をさらに格納し、前記演算部は、前記突出長の制約条件も含む前記制約条件の情報の下、前記演算を行うものである、としてもよい。 In addition, in the inventory placement optimization system of this embodiment, the storage unit may further store, as the constraint information, information on a constraint on a protrusion length by which the product can exceed the placement length and protrude from the storage shelf, and the calculation unit may perform the calculation under the constraint information including the protrusion length constraint.
これによれば、収納棚から端部がはみだす形で商品が配置される状況、形態に適宜に対応可能となり、収納棚における商品の収納効率が向上し、補充限度がアップすることとなる。ひいては、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務のさらなる効率化が可能となる。 This makes it possible to respond appropriately to situations and shapes where products are placed with their ends hanging off the shelves, improving the storage efficiency of products on the shelves and increasing the replenishment limit. This in turn minimizes the number of times products need to be replenished in the picking area of the logistics warehouse, making it possible to further improve the efficiency of the relevant operations.
また、本実施形態の在庫配置最適化システムにおいて、前記記憶部は、前記制約条件の情報として、前記演算の結果に基づき、前記収納棚における移動が発生する商品数の上限に関する制約条件の情報をさらに格納し、前記演算部は、前記商品数の上限の制約条件も含む前記制約条件の情報の下、前記演算を行うものである、としてもよい。 In addition, in the inventory placement optimization system of this embodiment, the storage unit may further store, as the constraint information, information on a constraint condition related to an upper limit on the number of items that will be moved on the storage shelf based on the results of the calculation, and the calculation unit may perform the calculation under the constraint information including the constraint condition on the upper limit on the number of items.
これによれば、本発明を適用することで、収納棚における既存の商品配置が変更されるケースで、作業員の負担となる商品移動の動作を適宜に抑制可能となる。ひいては、物流倉庫におけるピッキング業務のさらなる効率化が可能となる。 Accordingly, by applying the present invention, in cases where the existing product layout on a storage shelf is changed, it is possible to appropriately reduce the burden on workers of moving products. This in turn makes it possible to further improve the efficiency of picking operations in logistics warehouses.
また、本実施形態の在庫配置最適化システムにおいて、前記演算部は、前記制約条件それぞれが満たされる際に前記収納棚における前記商品の収納数が最大となる制約条件用関数、を項として含む目的関数に関して、前記集合体を構成する前記商品の積み上げ段数と前記横幅方向及び奥行き方向での配置数と、前記集合体の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置、のそれぞれをスピンとし、前記制約条件用関数における変数間の感応度を前記スピンの間の相互作用の強度として設定したイジングモデルを演算するものである、としてもよい。 In addition, in the inventory placement optimization system of this embodiment, the calculation unit may calculate an Ising model in which the number of stacked layers of the products constituting the collection, the number of products arranged in the width direction and the depth direction, the storage shelf where the collection is to be stored, and the arrangement position on the storage shelf are each set as spins, with the sensitivity between variables in the constraint condition function set as the strength of interaction between the spins, for an objective function that includes as a term a constraint condition function that maximizes the number of products stored in the storage shelf when each of the constraint conditions is satisfied.
これによれば、既存の線形計画ソルバーを採用する場合よりも、演算に必要な時間を短縮可能であり、ひいては、物流倉庫におけるピッキング業務のさらなる効率化が可能となる。 This makes it possible to reduce the time required for calculations compared to when using existing linear programming solvers, thereby making it possible to further improve the efficiency of picking operations in logistics warehouses.
また、本実施形態の在庫配置最適化システムにおいて、前記イジングモデルに関して組合せ最適化問題を解くCMOSアニーリングマシンであるとしてもよい。 In addition, in the inventory placement optimization system of this embodiment, a CMOS annealing machine that solves combinatorial optimization problems with respect to the Ising model may be used.
これによれば、イジングモデルの動作を半導体のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの素子を用いた回路で擬似的に再現し、互いに影響しあっている制約条件すなわち非線形な制約条件を踏まえた組合せ最適化問題の実用解を、室温下で効率良く求めることが可能となる。ひいては、物流倉庫におけるピッキングエリアへの商品補充回数を最小化し、当該業務のさらなる効率化が可能となる。 This makes it possible to simulate the operation of the Ising model using a circuit that uses semiconductor elements such as CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and efficiently obtain practical solutions to combinatorial optimization problems that take into account mutually influencing constraint conditions, i.e. nonlinear constraint conditions, at room temperature. This in turn makes it possible to minimize the number of times products are replenished in the picking area of a logistics warehouse, further improving the efficiency of that business.
10 ネットワーク
100 在庫配置最適化システム
101 記憶部
102 プログラム
1021 数理モデル
103 メモリ
104 演算部
105 通信部
125 情報DB
200 ユーザ端末
10
200 User terminal
Claims (8)
前記収納棚における前記商品の収納数を目的関数、前記集合体の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置と、前記集合体を構成する前記商品の積み上げ段数と前記横幅方向及び奥行き方向での配置数のそれぞれを決定変数とし、前記制約条件の下、数理最適化ソルバーによって、前記目的関数である前記収納数を最大化する、前記決定変数の各値を演算する演算部とを有し、
前記演算部は前記演算の結果に基づき、前記決定変数の各値を所定装置に出力するものである、
ことを特徴とする在庫配置最適化システム。 a storage unit that stores information on each of the constraints regarding a picking area in a logistics warehouse, such as the position and size of each storage shelf for the products, the size of each product stored in the storage shelf and a replenishment point that is the minimum number of products required, a collection form in which the same type of products are accumulated in a row on the storage shelf, the arrangement intervals between the collections in which the products are accumulated in a row, and the height and the arrangement length in the width direction and depth direction of the collection on the storage shelf;
a calculation unit that calculates values of the decision variables that maximize the storage number, which is the objective function, using a mathematical optimization solver under the constraint conditions, and that defines the number of products stored in the storage shelf as an objective function, and the storage shelf in which the collection is stored and the arrangement position in the storage shelf, the number of stacked layers of the products that make up the collection, and the arrangement number in the width direction and the depth direction as decision variables;
The calculation unit outputs each value of the decision variable to a predetermined device based on a result of the calculation.
The inventory placement optimization system is characterized by:
前記収納数たる補充限度から前記補充点を減算して得た値で、過去の所定期間での前記商品の出荷総数を除算することで、前記商品の保管エリアから前記ピッキングエリアへの補充回数を算定して所定装置に出力するものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の在庫配置最適化システム。 The calculation unit is
The number of times the product is replenished from the storage area to the picking area is calculated by subtracting the replenishment point from the replenishment limit, which is the number of storages, and dividing the total number of shipments of the product in a specified period in the past by the value obtained, and outputting the calculated number to a specified device.
2. The inventory placement optimization system according to claim 1 .
前記制約条件の情報として、前記集合体のうち前記収納棚の開口面に面する特定部位に関して、ピッキング作業用空間の確保のため商品配置を禁止する制約条件の情報をさらに格納し、
前記演算部は、
前記商品配置を禁止する制約条件も含む前記制約条件の情報の下、前記演算を行うものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の在庫配置最適化システム。 The storage unit is
As the information on the constraint condition, information on a constraint condition that prohibits product placement in a specific portion of the assembly facing an opening surface of the storage shelf in order to secure a space for picking operations is further stored;
The calculation unit is
The calculation is performed under information of the constraint conditions including a constraint condition that prohibits the product placement.
2. The inventory placement optimization system according to claim 1 .
前記制約条件の情報として、前記商品が前記配置長を超過して前記収納棚からはみだし可能な突出長の制約条件の情報をさらに格納し、
前記演算部は、
前記突出長の制約条件も含む前記制約条件の情報の下、前記演算を行うものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の在庫配置最適化システム。 The storage unit is
As the information on the constraint condition, information on a constraint condition on a protruding length by which the product can protrude from the storage shelf in excess of the arrangement length is further stored;
The calculation unit is
The calculation is performed under information of the constraint conditions including the constraint condition of the protrusion length.
2. The inventory placement optimization system according to claim 1 .
前記制約条件の情報として、前記演算の結果に基づき、前記収納棚における移動が発生する商品数の上限に関する制約条件の情報をさらに格納し、
前記演算部は、
前記商品数の上限の制約条件も含む前記制約条件の情報の下、前記演算を行うものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の在庫配置最適化システム。 The storage unit is
As the information on the constraint condition, information on a constraint condition regarding an upper limit of the number of products that may be moved in the storage shelf based on the result of the calculation is further stored;
The calculation unit is
The calculation is performed under information of the constraint conditions including a constraint condition of an upper limit of the number of products.
2. The inventory placement optimization system according to claim 1 .
前記制約条件それぞれが満たされる際に前記収納棚における前記商品の収納数が最大となる制約条件用関数、を項として含む目的関数に関して、前記集合体を構成する前記商品の積み上げ段数と前記横幅方向及び奥行き方向での配置数と、前記集合体の収納先となる
収納棚及び当該収納棚での配置位置、のそれぞれをスピンとし、前記制約条件用関数における変数間の感応度を前記スピンの間の相互作用の強度として設定したイジングモデルを演算するものである、
ことを特徴とする請求項1に記載の在庫配置最適化システム。 The calculation unit is
the number of stacked layers of the products constituting the collection, the number of products arranged in the width direction and the depth direction, the storage shelf in which the collection is stored, and the arrangement position on the storage shelf are each set as spins, and an Ising model is calculated in which the sensitivity between variables in the constraint function is set as the strength of interaction between the spins, with respect to an objective function including, as a term, a constraint function that maximizes the number of products that can be stored in the storage shelf when each of the constraint conditions is satisfied,
2. The inventory placement optimization system according to claim 1 .
物流倉庫におけるピッキングエリアに関する、商品の収納棚それぞれの位置とサイズ、前記収納棚に収納される商品それぞれのサイズと必要な最低在庫数たる補充点、前記収納棚で同一種の前記商品を列状に集積させる集合形態、前記商品が列状に集積された集合体の間の配置間隔、前記収納棚での前記集合体の高さと横幅方向及び奥行き方向での配置長、の制約条件の各情報を記憶部で格納し、
前記収納棚における前記商品の収納数を目的関数、前記集合体の収納先となる収納棚及び当該収納棚での配置位置と、前記集合体を構成する前記商品の積み上げ段数と前記横幅方向及び奥行き方向での配置数のそれぞれを決定変数とし、前記制約条件の下、数理最適化ソルバーによって、前記目的関数である前記収納数を最大化する、前記決定変数の各値を演算し、前記演算の結果に基づき、前記決定変数の各値を所定装置に出力する、
ことを特徴とする在庫配置最適化方法。 The information processing system
a storage unit stores information on each of the constraints regarding a picking area in a logistics warehouse, the position and size of each storage shelf for the products, the size of each product stored in the storage shelf and a replenishment point that is the minimum number of products required, a collection form in which the same type of products are accumulated in a row on the storage shelf, the arrangement intervals between the collections in which the products are accumulated in a row, and the height and the arrangement length in the width direction and depth direction of the collection on the storage shelf;
The number of the products stored in the storage shelf is an objective function, and the storage shelf in which the collection is stored and the arrangement position in the storage shelf, the number of stacked layers of the products constituting the collection, and the arrangement number in the width direction and depth direction are each decision variables, and a mathematical optimization solver is used to maximize the storage number, which is the objective function, and values of the decision variables are output to a specified device based on the results of the calculation.
The inventory allocation optimization method according to the present invention is characterized in that
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