物流現場の人手不足を解消する 「物流ロボット」の正体とは?

1回目となる今回は、物流の現場、特に倉庫の中で活躍する物流ロボット(倉庫ロボット)についてです。いま、どんなロボットの種類があるのか、そもそもどのロボットがどんな現場に向いているのか…など、人手不足に悩んでいる導入担当者の方は必見の内容です!

◾️物流の現場で活躍し始めたロボットたち

物流業界はここ数年で、慢性的な人手不足に陥っています。雇用する人材の確保に苦労しているのは、どの物流企業も共通している悩みなのです…。

そんな状況を改善しようと、自動化、省人化、省力化をキーワードに、この数年で急速に開発と導入が進んでいるのが「物流ロボット」です。

実は、日本だけでなく物流の労働力不足は世界的に深刻化です。この状況を背景に、物流ロボット市場は急成長を続けていますインドの市場調査会社The Insight Partnersは、世界の物流ロボット市場は、2018年の43億5620万米ドルから、2027年までに202億9340万ドル(約3兆1000億円)にまで拡大するという予測を掲載したレポートを発表しています。 また、2019年から2027年にかけての年平均成長率は19.1%に及ぶとも試算しています。

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特に今年はコロナ禍のなかで、ECの需要がグンと高まり、かつ現場スタッフの手数が不足するという中で、現場への負担がさらに大きくなっており、日本国内でも流通倉庫への自動化や、協働ロボット導入のニーズは、より加速しているようです。

すでに数年前から先行している国内外の企業の例を見てみましょう。
物流ロボットを早期から導入しているので有名なのはAmazonですね。導入しているロボットのタイプは、GTP(Goods To Person)と呼ばれるものになります。ピッキング作業者のところまで、注文があった荷物が格納された棚ごと運ぶ、いわば「移動棚ロボット」です。



米国の小売大手であるウォルマートでは、オンライン食品オーダー用のピッキングロボットを2018年に導入し、同社のEC倉庫に導入。スタッフの業務効率向上に大きく貢献しているそうです。



世界的な物流企業でもあるDHLでは、3社のロボットベンダーと提携し、ロボットアーム、ピッキングロボット、運搬ロボットなど、複数の種類の物流ロボットを研究開発しています。その投資額は年間3億ドル以上! すでに米国内の多くの拠点で物流ロボットが導入されているようです。

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また、世界中で注目され年々シェアが伸び始めているのが、オートストアで知られている自動倉庫型ピッキングシステムAS/RS(Automated Storage and Retrieval System)です。倉庫内の商品を高密度で収納し、グリッド上に動くロボットが入出庫を行うストレージシステムです。限られたスペースでも収納容量を圧縮し、レイアウトの自由度を高くできる特徴があり、倉庫自動化にもっとも近いシステムです。やはり在庫量が多く、多品種少量のロングテール品を扱う通販業界や、メーカーのパーツセンターなどに最適なシステムと言われています。



一方、自立走行型の物流ロボット「AMR」(詳細は後述)の導入も進んでいます。GTP型ロボットや、オートストアは、導入するのに広大なスペースが必要になりますが、協働ロボットのAMRは既存の固定棚の間を自走してくれるため、大きな設備投資が必要ないのが特徴です。
国内の物流最大手企業である日本通運では、2020年6月から一部の流通倉庫内で、現場スタッフと協働できるAMRを導入。現在試験運用を始めており、近い将来、全国にある流通倉庫への段階的に導入することを目指しています。

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◾️物流ロボットとはどんなもの?

 

こうして国内外の物流トップ企業が急速に推し進めている現場へのロボット導入ですが、そもそも「物流ロボット」ってどんなロボットがあるのでしょうか。その定義を確認しておきましょう。

例えば、同じ「産業用ロボット」として思いつくのは、自動車生産ラインなどで使用されているロボットアームです。ベルトコンベア沿いに配置され、生産ラインを完全無人化し、数多くのパーツを精緻かつ大量に組み込む作業を担っており、全体の生産効率を飛躍的に高めています。

ロボットアームは生産ラインの中に固定され、人が近づけないよう、柵で囲まれた中で仕事をしています。ラインが完全無人化されているので、人は管理と操作に集中できます。言い換えれば、人と協業することを前提に作られていません。

●安川電機製ロボットアーム:アスクル


ロボットアームが技術進化を遂げる一方で、完全無人化の環境ではなく、「人が働く環境の中」で、「人がやっていた作業を受け持ち」、省力化、省人化というキーワードで、「人とともに働く」=協働ロボットにも強いニーズが高まりました。
こうして誕生したのが、「AGV」(Automatic Guided Vehicle)です。
初期のAGVは、床に貼られた磁気テープなどに沿って動く無人車両が主流でした、その後、画像認識やレーザー誘導で動くものも開発されました。(厳密にはAMRになる)

●AGV導入事例:トラスコ中山


その後、AGVの進化型として、磁気テープによるコースガイドなどの誘導を必要としない、自律走行搬送ロボット「AMR」(Autonomous Mobile Robot)が誕生します。

 

おもに入荷や棚入れ、ピッキングなどで使われ、人の作業をアシストする形で活躍しています。ロケーションの間隔が狭いような中小規模の倉庫でも動けるような、より実践的なタイプも開発されています。たとえばほかの作業者の邪魔にならないように動いたり、仕事が終わると所定の位置に戻り充電するなど、作業する人間との協調性を重視したAIを搭載しており、現場の主力ロボットとして、今後の省力化、省人化を実現する切り札とも考えられています。

●ラピュタロボティクス AMR


◾️物流ロボットの具体的な種類と特徴、コスト感は?

さて、自社倉庫での導入を考えたときに悩むのが「どのロボットにしようか?」だと思います。
大きく分けて、Amazonも使っていることで知られている移動棚ロボット「GTP」と、中小倉庫で需要が伸びる「AMR」が2大トレンドです。
このふたつに絞りつつ、特徴と、気になるコスト感を考えていきましょう。

GTP→「小口の商品を大量にさばくため、物量が多く、巨大な物流センター」向け


Amazonが使う移動棚ロボット「GTP」は、Amazonの
【ECの小口注文の商品を、大量のお客様に配送する】
というスタイルには、もっとも効率的です。大量の取り扱い品目がある中、ロボットが商品のある棚ごと所定の場所に運んできて、ピッキング作業者はその場から動かず、持ってきた棚からピックアップしていくだけ。
導入には専用棚や磁気テープが必要など、倉庫全体での大規模なインフラ整備が必要になってきます。そのため初期の導入コストも大きくなってきます。
また、GTPが縦横に走り回るため、無人化の区画も必要になってきます。その点は、大量生産型であるロボットアームの導入環境づくりに発想が近いとも言えます。

AMR→「中規模以上のセンター」向け

自律走行できるという技術を生かして、医療機関などでも転用され始めているAMR。物流で使うAMRは小回りが利く特性上、「商品の移動を伴う作業」が得意分野だと言えます。物流倉庫の中での得意タスクは「棚入れ」「補充」「ピッキング」です。
ロングテールとマニアックなものが混在していて、どの注文が入るのかわからないような倉庫では、ピッキングと棚入れ、補充を省力化したいところ。AMRが向いているのは、人が倉庫の中を歩き回り、広めの倉庫で小さな商品を多数取り扱っているような物流センターです。

AMRのコストですが、1台あたりの参考販売価格は200万円台~が目安。ただし、小ロットで試験的に導入し、効果検証をした後に本格的に模導入することも可能です。

また下記で、現在活躍する物流ロボットと主な種類を簡単にまとめてみました。

物流ロボットの主な種類と特徴

AGV(Automated Guided Vehicle)
自動搬送ロボットのうち、磁気テープ等のガイドが必要なものの総称
GTP(Goods to Person)
AGVが棚を下から持ち上げ、モノが人の方に移動するタイプ。移動棚。
AMR(Autonomous Mobile Robot)
ガイド無しで自律走行可能なロボットの総称。写真は、協働型ピッキングアシストロボットで、人と一緒に協調して動くタイプ。
AS/RS(Automated Storage and Retrieval System)
自動倉庫。高密度に収納した専用コンテナから自動ピッキングするシステム

■ 物流ロボット導入は、人と協働して働くAMRに注目!

人と協働で働くことを前提に設計されているAMRは、物流倉庫の少人数スタッフでも、作業効率を大きく高めることができ、かつ導入ハードルが比較的低いことから国内でも次々と導入が進んでいます。
さらにコロナ禍の中で深刻化する人手不足を、バランスよく解決する手段としても、国内の物流倉庫に一気に広まる可能性をも秘めています。
こうした物流現場の背景とロボットとの親和性についても、次回の記事で詳細にご紹介します。

 

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