仮想コンテナターミナル構築による 荷役作業を考慮したレイアウト計画支援

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1 仮想コンテナターミナル構築による 荷役作業を考慮したレイアウト計画支援
流通情報工学課程 ９５７１２ 川田泰幸 ９５７１７ 小松原克彦 これから「仮想コンテナターミナル構築による荷役作業を考慮したレイアウト計画支援」について発表します。

2 コンテナターミナルにおける レイアウト計画の重要性
コンテナ貨物量の増加 コンテナターミナルの整備 コンテナターミナルのレイアウト計画 現在世界中でコンテナ貨物量が増加しています。特に日本を含めた東・東南アジアではそれが顕著であり、増大した貨物量に対応するためにコンテナターミナルの整備が行なわれています。 コンテナターミナルの整備では、荷役機器の増設やターミナル要地の拡大などが行われていますが、日本などのターミナル要地の限られた国では、レイアウト計画が非常に重要となっています。 　次に現在行われているレイアウト計画について述べます。

3 レイアウト計画の問題点とＶＲによる改善 現状のレイアウト計画に ＶＲを用いた おける問題点 レイアウト計画の特徴
現状のレイアウト計画に ＶＲを用いた おける問題点 レイアウト計画の特徴 ・作業者の使い易さ、安全性 ･ レイアウトの３次元的表現 の評価が不足 ･荷役機器、貨物個々の動き ･荷役作業の仮想体験が可能 を考慮しにくい ・設計図が平面で表現 されるため臨場感が不足 従来のレイアウト計画では、既存施設におけるレイアウトを参考に、経験的に計画決定するものや、シミュレーション手法を用いて作業時間や荷役機器の効率等から、レイアウトの評価・検討が行われています。 しかし、これらの手法では、レイアウトに対する作業者からの評価が考慮されにくく、面積利用効率の面からは良い施設であっても、作業者の使い易さには問題があるという場合があります。 さらに、シミュレーション手法などによって得られた結果は、数値や平面状のレイアウトであり、直ちに現実のレイアウトをイメージしにくく、臨場感に乏しいという問題もあります。 そこでこれらの問題点を改善するため本研究では、VR（仮想現実感）を用いたレイアウト計画を考え、レイアウト計画支援システムを構築しました。VRを用いることにより、レイアウトの３次元的表現、荷役作業の仮想体験が可能になるため、従来のレイアウト計画の問題点を改善できるようになります。 そこで次にレイアウト計画に必要なVRの機能を述べます。

4 レイアウト計画支援システムの機能 コンテナ、荷役機器の自由配置 視点の自由移動 荷役機器を用いた作業の体験 荷役機器の自動走行
物体同士の接触反応 レイアウト計画を行う為には、様々なレイアウトを表現できる必要があります。そこで、コンテナや荷役機器を自由に配置できる機能が必要となります。 次に計画したコンテナターミナルのレイアウトを、様々な視点から見ることができるように、視点を自由に移動させる機能が必要です。 最後に作業者の視点からの使い易さ、安全性を評価するために、荷役作業を体験してもらう機能が必要となります。その時に、より臨場感を高めるためには、ほかの荷役機器なども自動走行させる必要があり、また何かに衝突したら反応をするように、物体同士の接触反応も必要となってきます。 そこで次にこれらの機能を用いて構築した、仮想コンテナターミナルの全体図を示します。

5 これは、今回構築した仮想コンテナターミナル全体を上空から見たものです。ここでのレイアウトはあくまでも一例であり、敷地の形状などにより、コンテナや荷役機器の数・位置を自由に変えることができ、様々なレイアウト・パターンを表現することができます。 仮想コンテナターミナル全体図・その１

6 仮想コンテナターミナル全体図・その２ これにより作業者が運搬作業をしている視点からの評価も可能にしています。
これは先ほどの仮想コンテナターミナルを別の視点から見たものです。このようにレイアウト計画支援システムでは、コンテナターミナルを好きな方向から見るために、視点を自由な位置に設定できるようにしています。 これにより作業者が運搬作業をしている視点からの評価も可能にしています。 仮想コンテナターミナル全体図・その２

7 ストラドルキャリアでのコンテナの運搬 これは、ストラドルキャリアによるコンテナの運搬の様子を示したものです。 このような実際の荷役作業を体験できる機能と、自由なレイアウトパターン及び視点の表現を用いることで、例えば、レイアウトの違いによる、コンテナ運搬作業の安全性の評価や、コンテナ積み段数の変化による荷役作業への影響、通路幅を変えた時の安全性、あるいはコンテナ同士の間隔の変化による作業効率の違いを考えることができ、作業者からの評価が行えます。

8 実験の概要 コンテナレイアウトパターン コンテナ積み段数 横形 縦形 4分割形 コンテナ ストラドルキャリア 2段積み 3段積み 4段積み
　レイアウト計画支援システムを用いたレイアウト計画支援の一例として本研究では、荷役方式がトランステナー式のストラドルキャリアを用いたときのコンテナのレイアウト・パターン及び積み段数の変化による使い易さ、安全性を実験により評価しました。 　レイアウト・パターンの変化に関する実験は、3段積みコンテナを横形、縦形、4分割形の3パターンのレイアウトで考えました。 　積み段数に関する実験では、4分割形のレイアウトパターンにおいて積み段数を2段、3段、４段と変えました。 　次に、この二つの実験の評価項目についてですが、手動のストラドルキャリアが運搬作業にかかった時間、その間でコンテナや自動走行しているストラドルキャリアに衝突した回数の二つを計測し、実験後に被験者に走行中の操作のしやすさ、他のストラドルキャリアの視認のしやすさについて3段階で評価してもらいました。 　次にストラドルキャリアについての説明をします。 2段積み 3段積み 4段積み コンテナ積み段数

9 ストラドルキャリアの移動経路 　今回の実験では、コンテナターミナル内に配置した4台のストラドルキャリアのうち、3台をレイアウトパターンごとに決められた経路で自動走行させ、残りの一台は、被験者に操作してらい指定した経路を走行してもらいました。 ここでは、レイアウトパターンが横形の時の4台のストラドルキャリアの移動経路について説明します。。オレンジ色の経路が被験者の操作するストラドルキャリアで右下からスタートし左上でゴールと言う経路になっています。残りの3色が自動ストラドルキャリアの経路で、これらは、指定された経路を周回します。残りのふたつのレイアウトパターンにも同じような経路を設定してあります。 　次に評価項目である、運搬時間・衝突・レイアウトパターン・積み段数の結果について述べたいと思います。

10 レイアウトパターンを変えた時の評価 良い 悪い 運搬時間に関しては時間に明確な違いは見られませんでした。
　運搬時間に関しては時間に明確な違いは見られませんでした。 　 次にレイアウトパターン別の操作・視認のしやすさの評価についてですが、 グラフは、横軸をレイアウトパターン、縦軸を評価点としており、評価点は2点を良い、0点を悪いとして評価してもらった点の平均になります。上の線が操作のし易さ、下の線が視認のし易さを表わしています。 視認のしやすさについては３パターンともコンテナの積み段数を同じ3段で行ったためほぼ評価になっています。 　操作のしやすさについては、縦、横形は高い評価になっていますが4分割形のみ低い評価になっています。その理由としては、4分割形は他のパターンに比べ交差点が多くあるため動線が交わりやすくなり、他のストラドルキャリアとの衝突の危険性を高めます。そして、そのことが被験者に負担をかけるため評価が低くなったのだと思われます。 悪い

11 作業中の接触 コンテナとの接触 自動ストラドルキャリアとの接触
　次に、被験者が操作しているストラドルキャリアと他の物体との接触の結果について述べたいと思います。すべてのレイアウトパターンに共通に見られた結果として被験者の操作するストラドルキャリアが他の物体と接触するときは、交差点において上の図のように対行してくる自動ストラドルキャリアを気にしてコンテナに後輪部を接触させる場合と、逆に、下の図のようにコンテナを気にして対行してくる自動ストラドルキャリアと接触する場合が見られました。 　以上のことは、コンテナ群の角部分のコンテナを削ることで解決できると思います。 また、この結果は、シュミレーションなどの従来の方法ではわからないVRならでは結果ではないかと考えられます。 　次にコンテナの積み段数の変化について述べたいと思います。 自動ストラドルキャリアとの接触

12 コンテナ積み段数別の交差点での風景 2段積み 3段積み 4段積み 交差点 自動走行のストラドルキャリア 手動操作のストラドルキャリア
　これは、コンテナの積み段数の変化に関する実験時におけるターミナル中央部の交差点付近の被験者から見た風景を左上から積み段数が2段・3段・4段と示したものです。 　この風景は、手前に見える黄色い物体が被験者に操作してもらっているストラドルキャリアで、周りの朱色のブロックがコンテナ群、画面中央付近の黄色い物体が自動走行しているストラドルキャリアになります。 　そして、これらの風景から、2段積みでは視認し易かった自動走行しているストラドルキャリアが積み段数の増加により視認し難くなっていると言った、コンテナの積み段数の高低による被験者の視界の変化を見る事ができます。 　次に積み段数の評価結果について述べたいと思います。 3段積み 手動操作のストラドルキャリア 4段積み コンテナ

13 積み段数を変えた時の評価 良い 悪い 積み段数の変化による操作・視認のしやすさの評価については、
　積み段数の変化による操作・視認のしやすさの評価については、 横軸を積み段数、縦軸を評価点とし、評価点に関しては、レイアウトパターン時と同様の内容になっています。 グラフ上の上の線が視認のし易さ、下の線が操作のし易さです。 このグラフから、2段積みは好評価を得ていますが、3段積み、4段積みと段数が高くなるに連れ評価が低くなっているのが分かります。これは、2段積みですと被験者の視界が確保でき、他のストラドルキャリアの視認がしやすくなるのですが、4段積みですと視界がコンテナに遮られ視認がしにくくなるため評価が低くなったものと思われます。

14 まとめと今後の課題 まとめ 今後の課題 ＶＲを用いたコンテナターミナル・レイアウト計画支援システムを構築した。
複数の作業者による共同荷役作業を表現する。 今回の研究では、現在のレイアウト計画では考慮されにくい作業者からの評価を取り入れるため、VR（仮想現実感）を使い仮想コンテナターミナルを構築し、レイアウト計画について視覚的に評価できるレイアウト計画支援システムを構築しました。 そしてこのシステムを使用することで研究の目的であった作業者からの使い易さ、安全性を取り入れたレイアウト計画の支援が達成できたと考えられます。 　今回のシステムでは、荷役作業をストラドルキャリア単体で行う場合で表現しましたが、今後の課題としては、複数の作業者による共同荷役作業をおこなえるようにシステムを拡張する必要が有ると考えられます。 以上で発表を終わります。