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公開番号2025016090
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023119131
出願日2023-07-21
発明の名称積み付け方法、積み付け装置、積み付けプログラム
出願人株式会社エクサ
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類G06Q 10/083 20240101AFI20250124BHJP(計算;計数)
要約【課題】荷物とバラスト水を運搬する船舶に対する積み付け計画を作成するに際して、実用的な時間内で精度のよい解を得ることができる技術を提供する。
【解決手段】本発明に係る積み付け方法は、ホールドとバラストタンクをそれぞれ大スライスと小スライスの2種類へ分割し、荷物の最大数量制約と荷物の最小数量制約を用いて搭載状態を評価することにより、荷物の積込順序を決定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
荷物とバラスト水を運搬する船舶に対して前記荷物を積み込む順序を決定する積み付け方法であって、
前記船舶は、前記荷物を搭載する容器であるホールドと、前記バラスト水を搭載するバラストタンクとを備え、
前記積み付け方法は、
前記ホールドを、前記船舶の高さ方向において、大ホールドスライスと、前記大ホールドスライスよりも容量が小さい小ホールドスライスとの２種類へ仮想的に分割するステップ、
前記バラストタンクを、前記高さ方向において、大バラストタンクスライスと、前記大バラストタンクスライスよりも容量が小さい小バラストタンクスライスとの２種類へ仮想的に分割するステップ、
前記大ホールドスライスまたは前記小ホールドスライスのうち少なくともいずれかに対して前記荷物を搭載するとともに前記大バラストタンクスライスまたは前記小バラストタンクスライスのうち少なくともいずれかに対して前記バラスト水を搭載した搭載状態について、前記搭載状態の評価値を計算するための関数を定義するステップ、
前記関数にしたがって前記評価値を計算するステップ、
前記評価値を最適化することができる前記搭載状態を探索するステップ、
を有し、
前記関数は、
前記船舶に対して積み込む前記荷物の数量が最大契約数量を超えている場合は前記評価値を改悪するペナルティを課す最大数量制約、
前記船舶に対して積み込む前記荷物の数量が最小契約数量未満である場合は前記評価値を改悪するペナルティを課す最小数量制約、
によって構成されている
ことを特徴とする積み付け方法。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記最小数量制約は、前記荷物の種別ごとに、前記大ホールドスライスに対して搭載する前記荷物の最小数量と前記小ホールドスライスに対して搭載する前記荷物の最小数量とを規定しており、
前記ホールドを分割するステップにおいては、前記大ホールドスライスの個数が、前記大ホールドスライスに対して搭載する前記荷物の最小数量を全荷物種別について合算した数量以上となるとともに、前記小ホールドスライスの個数が、前記小ホールドスライスに対して搭載する前記荷物の最小数量を全荷物種別について合算した数量以上となるように、前記ホールドを分割する
ことを特徴とする請求項１記載の積み付け方法。
【請求項３】
前記最小数量制約は、前記大バラストタンクスライスに対して搭載する前記バラスト水の最小数量と前記小バラストタンクスライスに対して搭載する前記バラスト水の最小数量とを規定しており、
前記バラストタンクを分割するステップにおいては、前記大バラストタンクスライスの個数が前記大バラストタンクスライスに対して搭載する前記バラスト水の最小数量以上となるとともに、前記小バラストタンクスライスの個数が前記小バラストタンクスライスに対して搭載する前記バラスト水の最小数量以上となるように、前記バラストタンクを分割する
ことを特徴とする請求項１記載の積み付け方法。
【請求項４】
前記関数を定義するステップにおいては、前記ホールドを分割するステップにおいて生成した第１ホールドスライスに第１荷物を搭載するとともに、前記第１ホールドスライスよりも下層または船首側に位置する第２ホールドスライスに第２荷物を搭載した前記搭載状態について、前記関数を定義し、
前記関数は、
前記搭載状態における前記第１荷物と前記搭載状態における前記第２荷物との間の関係を評価する荷物スライス評価係数、
前記搭載状態における前記第１ホールドスライスと前記搭載状態における前記第２ホールドスライスとの間の関係を評価するホールドスライス評価係数、
によって構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の積み付け方法。
【請求項５】
前記関数は、
前記第１ホールドスライスに前記第１荷物が搭載されているか否かを表すバイナリ値、
前記第２ホールドスライスに前記第２荷物が搭載されているか否かを表すバイナリ値、
前記荷物スライス評価係数、
前記ホールドスライス評価係数、
を乗算することによって前記評価値を計算するように構成されている
ことを特徴とする請求項４記載の積み付け方法。
【請求項６】
前記荷物スライス評価係数は、前記第１荷物と前記第２荷物の積み込み順序を評価する積込評価係数によって構成されており、
前記積込評価係数は、前記第２荷物の積込港が前記第１荷物の積込港よりも前である場合は、前記評価値を改善する作用を有するように構成されており、
前記積込評価係数は、前記第２荷物の積込港が前記第１荷物の積込港よりも後である場合は、前記評価値を改悪する作用を有するように構成されており、
前記積込評価係数は、前記第２荷物の積込港が前記第１荷物の積込港と同じである場合は、前記評価値を改善する作用も改悪する作用も有さないように構成されている
ことを特徴とする請求項４記載の積み付け方法。
【請求項７】
前記荷物スライス評価係数は、前記第１荷物と前記第２荷物の積み降ろし順序を評価する積降評価係数によって構成されており、
前記積降評価係数は、前記第２荷物の積降港が前記第１荷物の積降港よりも後である場合は、前記評価値を改善する作用を有するように構成されており、
前記積降評価係数は、前記第２荷物の積降港が前記第１荷物の積降港よりも前である場合は、前記評価値を改悪する作用を有するように構成されており、
前記積降評価係数は、前記第２荷物の積降港が前記第１荷物の積降港と同じである場合は、前記評価値を改善する作用も改悪する作用も有さないように構成されている
ことを特徴とする請求項４記載の積み付け方法。
【請求項８】
前記荷物スライス評価係数は、前記第１荷物の種別と前記第２荷物の種別を評価する荷物種別評価係数によって構成されており、
前記荷物種別評価係数は、前記第１荷物の種別と前記第２荷物の種別が同じである場合は、前記評価値を改善する作用を有するように構成されており、
前記荷物種別評価係数は、前記第１荷物の種別と前記第２荷物の種別が異なる場合は、前記評価値を改悪する作用を有するように構成されており、
前記荷物種別評価係数は、前記バラスト水については前記評価値を改善する作用も改悪する作用も有さないように構成されている
ことを特徴とする請求項４記載の積み付け方法。
【請求項９】
前記船舶は、前記船舶の前後方向に沿って配置された、複数の前記ホールドを備え、
前記ホールドスライス評価係数は、前記ホールドスライス評価係数内において前記船舶の船尾側に配置されている前記ホールドに対する積込が、前記ホールドスライス評価係数内において前記船舶の船首側に配置されている前記ホールドに対する積込よりも前である場合は、前記評価値を第１評価量だけ改悪する作用を有するように構成されている
ことを特徴とする請求項４記載の積み付け方法。
【請求項１０】
前記ホールドスライス評価係数は、同一の前記ホールドに対して異なる種類の前記荷物が混載された場合は、前記評価値を前記第１評価量よりもさらに大きく改悪する第２評価量だけ改悪する作用を有するように構成されている
ことを特徴とする請求項９記載の積み付け方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に対して荷物を積み込む順序を決定する積み付け方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
荷物を運搬する船舶は、荷物を収容する容器（ホールド）と、バラスト水を収容するバラストタンクとを、それぞれ１つ以上備えている。船舶に対して荷物を搭載する際には、その積込順序によって、作業効率が異なる。この影響は、積込港と積降港いずれにおいても発生する。例えば積降港において積み降ろす荷物がホールド内の奥まった位置に置かれていると、作業効率が低下する。あるいは上段ホールドに荷物が置かれている状態で下段ホールドから荷物を取り出す作業は、効率が悪いと考えられる。
【０００３】
下記特許文献１は、『どのような条件の下でも，最良の積み付け位置計画を自動的に作成でき，又，積み付け作業の途中で作業バースをシフトさせる場合にも対応できる。』ことを課題として、『適宜の積み付け配置案を作成し所定の評価値を演算する配置案作成工程と，積み付け配置案の変更配置案を作成し所定の評価値を演算する変更配置案作成工程と，２つの評価値の比較結果に基づいてより良い配置案を選択する配置案選択工程と，選択された配置案若しくは新たな配置案を配置案作成工程における積み付け配置案として，配置案作成工程，変更配置案作成工程，及び配置案選択工程を繰り返す積み付け位置最適化工程とを具備して構成する。更に，積み付け途中で作業バースが変更される場合には，作業バース割り付け情報と所定のルールとに基づいて，各製品を各作業バースに割り当てる作業バース割り当て工程を具備して構成する。』という技術を記載している（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１０－３０５９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホールドが搭載する荷物とバラストタンクが搭載するバラスト水を最適に配置するためには、これらに対する積み付けを組み合わせ最適化問題として定式化し、シミュレーテッドアニーリングなどの最適化アルゴリズムを用いて最適解を求めることが考えられる。具体的には、例えばホールドとバラストタンクをそれぞれ等容量のスライスに分割し、荷物とバラスト水も同様に等容量のスライスに分割して、それらスライスの組み合わせを求めればよい。
【０００６】
しかし、例えば排水量２０万トンの船舶を例にすると、１つのスライスの容量を１０００ｍ
３
にセットしたとしても、荷物スライスだけでも２００スライスとなり、さらにホールドスライス、バラスト水スライス、バラストタンクスライスも取り扱う必要がある。そうすると、各スライスの状態を表す状態変数は数万となり、最適化アルゴリズムを実行する際の消費メモリ容量が過大となって実用性がない。しかも、１０００ｍ
３
のスライスでは十分な精度が得られず、積み残しが発生する可能性がある。
【０００７】
特許文献１のような従来の積み付け方法は、このような状態変数が膨大となる組み合わせ最適化問題を実用的に解く方法は提供していない。したがって、同文献の手法をそのまま上記例において適用したとしても、実用的な時間内で精度のよい解を得ることは困難であると考えられる。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、荷物とバラスト水を運搬する船舶に対する積み付け計画を作成するに際して、実用的な時間内で精度のよい解を得ることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る積み付け方法は、ホールドとバラストタンクをそれぞれ大スライスと小スライスの２種類へ分割し、荷物の最大数量制約と荷物の最小数量制約を用いて搭載状態を評価することにより、荷物の積込順序を決定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る積み付け方法によれば、荷物とバラスト水を運搬する船舶に対する積み付け計画を作成するに際して、実用的な時間内で精度のよい解を得ることができる。上記以外の課題、構成、利点などについては、以下の実施形態の説明によって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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