COLUMNロジザード ノウハウ EC・物流コラム

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物流やEC(ネットショップ)、在庫管理に関連したロジザードのオリジナルコラムです。
在庫管理の基本的な方法から効率化するポイントをロジザードのノウハウ、ロジザードの視点でご紹介します。

2020/07/31 倉庫在庫管理物流ロボット

大幅な省力化を実現!物流ロボットの種類と特徴的な機能は?

robotics01_1.pngECの普及が進み、注文した商品の配送が迅速に行われることが当たり前のように要求されている現代。その一方で、物流業界は人材が不足し、消費者の要求を満足させることが年々難しくなってきています。そこで注目されているのが、物流の自動化や省力化を図る手段である「物流ロボット」です。今回は、倉庫の現場で活用されている物流ロボットの種類や機能、そして導入する際のポイントについてご紹介します。

物流業界の人手不足と高まる物流需要

日本では年々高齢化が進み、生産年齢人口の減少にともなって、あらゆる産業で人手が集まりにくくなっています。
日本の人口に占める15歳~64歳の割合である生産年齢人口は、1990年以降下がり続けています。反対に、65歳以上の人口の割合は上がり続けており、2060年には全人口の4割に達する状況です。各種の産業に従事できる人の数は減る一方であり、同時に、介護産業により多くの人数を割かなくてはならなくなるだろうということも念頭に入れておくべきでしょう。景気による人材需要の変動を考慮しても、「働ける人」の総数が減少傾向であることに変わりはないのです。

物流業界も深刻な人材不足に直面していますが、人手が集まりにくい理由は生産年齢人口の減少だけではありません。
理由のひとつは物流センターの立地です。膨大な量の在庫を管理できる物流センターを建てるためには広いスペースが必要であり、物流センターは土地の安い郊外に建てられることも少なくありません。結果、都市部に住む求職者にとっては「通いにくい職場」ということになり、敬遠されることも多いのです。
さらに、物流センターは商品を出荷する拠点という性質上、郊外の中でも国道沿いなどの交通の便がよい場所に建てられます。そのため、近隣にショッピングモールなどができることも多く、他の職場の求人に負けてしまう、ということも起こるのです。
また、物流センターでの仕事には、物の持ち運びやピッキングなどの肉体労働が多いことも、人手を集めにくい理由の1つです。

そのような状況にも関わらず、物流業界の人材需要は高まる一方です。
ECの利用者にとって、注文した当日や翌日の配達はもはや当たり前のサービスです。そのうえ、昨今の新型コロナウィルス感染の影響に伴い、これまでEC化を進めてこなかった企業や業界が続々と新規参入することとなり、特にEC出荷に対応している物流センターでは、従来の2倍・3倍の物量が動いているということも珍しくありません。結果、物流倉庫には、突発的な物量の増加・波動に対応できるよう、業務量をコントロールすることも要求されているのです。

慢性的な人手不足と物流業界への需要増が今後も継続する課題であることを考えると、物流システム全体の見直しが必要だといえるでしょう。人の力に頼らずとも正確でスピーディな物流業務を行うために、自動化・省力化を図ることが重要です。
このような方針でシステムの改革を行っていくうえで、重要なカギとなるのが物流ロボットです。

物流ロボットの役割

数あるオートメーション化の中でも、「ピッキング」「仕分け」など、人力で行われていた業務のうち、単純作業の役割を担うのが物流ロボットです。なかでも、倉庫の中で目的の商品を「探す」、探すために「歩く」といった作業を代替するロボットは、特に実用化が進んでいると言えるでしょう。
しかしEC需要の高まりから、配送先ごとに異なる商材を準備するなど「個配」が進み、細やかな作業・判断の全てをロボットが担うことは困難です。人が関わらなければいけない作業は人が行い、ロボットが代替できる「探す」「歩く」などの作業や工数削減効果の高い作業はロボットが行う、というように、人間とロボットが協働することで、より大きな効果が得られるのです。

倉庫内で活用されるロボットの種類

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物流ロボットにはさまざまな種類があり、1つ1つの機能に精通しておくことはスムーズに導入するうえでも重要なポイントです。
物流ロボットは大まかに、
① 足の役割(歩く動き)を果たす「搬送系ロボット」
② 手の役割(掴む動き) を果たす「ハンドリング系ロボット」
③ 手足両方の役割などを果たす「その他のロボット」
の3つに分類できます。

ここからはそれぞれの役割を持つ物流ロボットを紹介します。

搬送系ロボット(足の役割/歩く動き)

AGV(Automated guided vehicle) 無人搬送ロボット

床に配置したQRコードや磁気テープを読み取り走行するロボットです。
ピッキングを行う、仕分け前の商品を入荷場まで牽引する、商品の仕分けを行うなど、様々な場面で活用されています。

・ピッキング用AGV
作業員が常駐しているピッキングステーションまで、ロボットが商品の入っている棚ごと運んでくるタイプです。
ステーション内にいる作業員が、運ばれてきた棚から商品をピッキングすると、再度ロボットが棚を運び、元の棚の位置まで戻します。商材を棚に入庫する際も同様で、商品を入庫する棚ごとピッキングステーションまで運び、棚に商材をしまった後に、また元の棚の場所に戻す、という仕組みです。作業員は広い倉庫内を歩き回る必要がなく、効率的にピッキングの作業を進めることができます。
物流センターにおいてピッキングは多くの人員が割かれている作業の1つですが、ピッキング用のAGVを活用すると作業効率を大幅に向上させることが可能です。一般的に、人力のみの場合と比較し、3倍から5倍の作業効率を発揮すると言われています。
また、棚の置かれているエリアは基本的に作業員の出入りはなく、ロボットだけが通過できるように配置されています。通常の倉庫内では作業員のための通路として使わなければいけないスペースや、人の手が届きづらい高所を棚として活用することができるため、保管効率もアップします。

・仕分け用AGV(ソーターロボット)
ソーターとは、商品を配送先ごとに仕分けしてくれる仕組みのことです。
仕分け作業は人間の手で行うと非常に手間のかかる仕事なので、大量の商品を短時間で仕分けることのできるソーターの導入は作業効率を大きく高めます。仕分けミスの減少により、業務品質が向上するということもソーターを導入する大きなメリットの1つでしょう。
また、ソーターにもさまざまな種類があります。これまでの主流は、「マテハン」と呼ばれる大型の倉庫内設備で、仕分け能力が高くて商品への衝撃が少ない「スライドシュー式」や、大型荷物で力を発揮する「クロスベルト式」が一般的でした。現在ではさらに、前述のAGVを活用したソーターロボットを組み合わせることで、より細かな仕分けが可能となっています。

・牽引用AGV
倉庫まで運ばれてきた貨物をコンテナから取り出した後、入荷場まで貨物を牽引する機能を持つAGVです。
また、牽引のほか、物資の積み下ろしが無人で行えるコンベア型のAGVや、専用のカートを持ち上げてカートごと移動させる低床型のAGVなどが、様々な場面で活用されています。

AMR(Autonomous Mobile Robot) 自律走行ロボット

レーザーや画像認識などにより周囲の物や人物を検知、目的の場所まで自律移動し、物を搬送するロボットです。
AMRを利用した商品の入荷作業の場合、作業員は棚まで商品を運びません。かわりに、入荷場付近で待機しているAMRに商品を手渡します。商品を受け取ったAMRは、そのまま商品を保管する予定の棚付近まで移動します。棚付近までの移動が完了すると、ブザー音などで棚近くに待機していた作業員に到着を知らせます。最後に作業員がロボットから商品を受け取り、棚の中に商品を保管すれば、入荷作業の完了です。
AMR導入のメリットは、現状の倉庫の棚配置などの環境をほぼ変えないままロボットの利用開始ができる点、周囲を自動検知する機能があることから、マッピングなどの初期設定に比較的手間がかからない点です。また、人間とロボットが同じエリアで働くことになるため、ロボットの導入に割ける費用や求める効率を考慮し、1台からの導入が可能です。
今すぐに倉庫内の環境を変更することはできないけれど、少しでも業務を効率化したい、という場合におすすめのロボットと言えるでしょう。

3-2 ハンドリング系ロボット(手の役割/掴む動き)

アーム型ピッキングロボット

人間の手や腕(アーム)の役割を担うのがアーム型ロボットです。一定の場所の中からピッキングしたい商品を画像認識した上で特定し、腕と手のような形状のアームが商品を掴みます。その後商品を置きたい場所でアームがものを手放し、並べます。
アーム型ロボットは特定の場所に固定されているため、ベルトコンベアなどを使ってロボットの近くまで商品を流す仕組みが必要です。
また、ロボットのデータベース上にそれぞれの商材の形状を画像として蓄積させる必要があるため、商材の種類が限られている現場を中心に使用されています。

その他のロボット

モバイル型ピッキングロボット

アーム型ロボットとAMRを組み合わせて稼働させるロボットです。
アーム型ロボットで商品のピッキングを行った後、AMRが商品を受け取り、搬送することで、ロボットだけでピッキング作業を完結させることが可能です。
モバイル型の場合、ピッキング作業全体を自動化できるので人的労働の省力化を図ることができます。また、作業員によるピッキングミスもなくなるため、業務品質のさらなる向上が期待できるでしょう。

棚卸ロボット

棚卸作業には多くの人手と時間がかかるものですが、その労力と人件費を節約するために開発されたのが棚卸ロボットです。
通常、商品を1つ1つ手に取って目視確認を行っていく棚卸作業を、ロボットではICタグを活用して自動でスピーディにこなしていきます。人による目視確認で起こりやすいミスを防ぐことができるため、作業品質の向上が期待できます。
また、短時間で作業を完了させられるので、棚卸の回数を増やしてより正確に在庫を管理することも可能です。商品に触れずに棚卸ができるという点から、商品の品質を保持する効果も期待できるでしょう。
現在、棚卸ロボットは、各商品の個数の把握のみが必要なリアル店舗を中心に活用されています。物流倉庫内では、さらに商品がどこの棚に保管されているかというロケーションの把握、棚番号と商品の紐づけの精度を保つ工夫が必要で、今後の技術向上が期待されています。

期待される物流の全自動化

物流業界の人手不足が深刻化していく中で、物流システムの全自動化への期待は次第に高まっています。そして、その期待に応えるように物流ロボットの技術も確実に進歩してきています。それぞれのロボットをシステム上で連携させることで、倉庫内の作業の全自動化が実現できるようなところまできているのです。
実際に、中国では日本のベンチャー企業の技術を駆使して全自動化された物流センターが2018年2月から稼働、商品の形状や位置を的確に認識してピックアップする新技術と、自動倉庫などの既存の技術を組み合わせることで、全自動の物流センターが実現しているようです。

その他、物流業界において特に自動化が困難だとされている、エリアごとの配送拠点から配送先までの最後の道程「ラストワンマイル」での配送についても、自動化に向けた研究が行われています。
例えば、出前ロボットやドローンによる配達、自動運転車による配送などは、大手通販メーカーなどによって着実に研究が進められている分野の1つです。
これらの配達の自動化を実現させるためには、法律の問題などのハードルをクリアしていかなくてはなりません。しかし、物流業界における人手不足の問題は既に表面化しており、一刻も早い全自動化の実現が待たれているのです。

物流ロボット導入のポイント

物流業務にロボットを導入する際に押さえておくべきポイントが2つあります。

1つ目のポイントは、さまざまな大きさや形状の荷物を、パレットやコンテナなど規定の単位にまとめるということです。荷物を規定の単位にまとめておくことで、ロボットは決められた動作の範囲内で、スムーズな処理ができるようになります。「シンプルな作業を繰り返し正確に行う」という能力がロボットの本分です。なるべくロボットが作業しやすいように、あらかじめ環境を整えておくことが重要です。

2つ目のポイントは、仕事全体の流れをデータ化・システム化し、ロボットが行う業務を決めておくということです。物流センターにおいて行われている作業には、棚入れやピッキング、梱包、仕分け、発送などがあります。例えば、1人の作業員がピッキングから発送までを行うような作業フローの場合、ロボットを導入するのは容易なことではありません。すべての行程をロボットに行わせることができない以上、部門ごとに作業を分担する必要が生じてくるためです。そこで、まずはこれらの作業をなるべく細分化し、作業のどの部分を物流ロボットに担わせるのかを判断します。その結果、例えば「人手が足りていないピッキングをロボットに任せよう」といった施策が実行可能になるのです。

また、ロボットは稼働させる機会を増やせば増やすほど、費用対効果がアップします。特に、複数荷主の案件を持つ物流倉庫・3PL事業者においては、より多くの案件で物流ロボットを兼用できるよう、業務の流れやロボットを稼働させる時間帯を整理するといいでしょう。

物流ロボット導入のカギになるWMS

物流センターにロボットを導入して自動化・省力化を成功させるためには、どのようなWMSを導入するか、ということが重要になります。
そこでご紹介するのが、物流ロボットとの連携実績のあるクラウドWMS「ロジザードZERO」です。2020年6月には、これまでの国内外での導入ノウハウを活かしてAGVとの標準連携基盤を構築、同年7月にはすでに株式会社ギークプラスが提供するEVEとは標準連携しています。
物流ロボットの導入を少しでも検討している、物流倉庫のオペレーション改善をめざしている方は、パッケージ型のクラウドWMS「ロジザードZERO」の導入もセットに検討してみてはいかがでしょうか。

【2020年最新版】物流ロボットの種類とAGVを3PLで活用するメリット

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本資料では、物流ロボットの全体像が一目で分かる一覧表と、
倉庫業・3PL事業者様がAGV(Automated guided vehicle 無人搬送ロボット)を活用するメリットについてご説明いたします。
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