モバイルロボットがビジネス成長と効率を牽引する仕組み

自律移動ロボット（AMR）は私たちの生活と仕事のあり方を再構築しています。その多様な用途と世界中のビジネス変革を発見してください。

自律移動ロボット（AMR）は多くの産業用途に導入されています。技術改善が原動力となっています。重要な技術には、より優れたバッテリーとコンピュータビジョン、より高度なソフトウェアが含まれます。

本記事では以下のトピックを通じて自律移動ロボット技術を紹介します：

• モバイルロボット市場規模と成長ポテンシャル
• モバイルロボットのタイプ
• モバイルロボットのユースケース
• AMRの業界
• チェックリスト：モバイルロボットでメリットが得られる5つの指標
• モバイルロボットと共にしばしば必要となる補完ソリューション
• モバイルロボット投資前に考慮すべきこと
• 組織に最適なモバイルロボットの調達方法

市場規模と成長ポテンシャル

現在、80%以上の倉庫に全く自動化がありません。これはロボット技術が倉庫用途に十分対応できるようになったのが最近のことだからです。倉庫でAMRを使用すると、結果は印象的です。ケーススタディでは、オーダーピッキングで300%以上の生産性向上を報告するものもあります。

工場では、サブアセンブリと消耗品を保管場所から組立ラインへ手作業で搬送することが多々あります。自律移動ロボットでこの社内輸送を自動化できます。作業員を重いカート押しから解放するだけでなく、ソーシャルディスタンス要件への対応も可能にします。

「360 Market Updates」の推計では、世界AMR市場は2019年に7億5,140万米ドル、2026年までに54億米ドルに成長し、2021〜2026年のCAGR（年平均成長率）は29%と予測されています。

モバイルロボットの種類

車輪付きカート

ほとんどの産業用AMRは走行に車輪を利用する車両です。二足歩行のヒューマノイドロボットもありますが、より複雑で高価です。一般的に車輪式モバイルロボットの方がコスト効率が良く、堅牢です。

無人搬送車（AGV）vs. 自律移動ロボット（AMR）

無人搬送車はAMRより古い技術です。AGVは床に設置されたガイドに依存し、ガイドが進路を指示します。AGVはガイドで定義された回廊内を移動できます。磁気テープ、ワイヤー、ラインがAGV走行可能な回廊を定義します。AGVが経路上で障害物に遭遇すると停止し、助けを呼びます。

自律移動ロボットはAGVより柔軟です。AMRは施設の地図を作成しメモリに保存するため、床のガイドが不要です。目的地が与えられれば、最適ルートを自ら決定できます。経路上に障害物があれば回避したり、代替ルートを取ったりできます。

しかし、AGVとAMRの違いは曖昧になりつつあります。障害物を回避できるAGVも登場しています。

ロボットアーム搭載車輪型AMR

多関節ロボットアームをAMRに搭載できます。これにより用途範囲が広がります。例えば、マシンテンディングがこの技術組み合わせで恩恵を受けます。資材輸送では、ロボットアームでパッケージ配送がより柔軟になります。

自律移動ロボットの用途

「移動はロボットに任せましょう。」研究では、倉庫作業員の多くが最大60%の時間を移動に費やしていることが示されています。工場の一部作業員も同様です。カートを押したりフォークリフトを運転したりしています。これが高付加価値活動でないことは明らかです。モバイルロボットはこの問題解決に活用されています。アイデアは、人は一箇所に留まり、ロボットに移動させることです。

AMRの標準的な用途には：

• オーダーピッキング
• 施設内資材輸送
• 仕分け
• 顧客への配送

各用途を詳しく見ていきます。

オーダーピッキング

モバイルロボットはオーダーピッキングで人を大幅に支援できます。支援が必要です。Eコマースにより、より幅広い製品選択を持つ注文が増え、注文サイズは小さくなっています。時には1アイテムのみの注文もあります。この組み合わせでオーダーピッキングプロセスがより労働集約的になっています。さらに、迅速配送への顧客期待が急上昇しています。Amazonは2日配送で標準を打ち立て、最近では1日配送を開始しました。

Amazonはこの結果を達成するためにロボティクスに巨額投資を注ぎ込んできました。中小企業はこれに対抗できるでしょうか？ 幸い、答えはイエスです。コスト効率の良いモバイルロボットがソリューションを提供します。小規模企業でもAMR活用で注文出荷までの時間を大幅に短縮できます。

AMRをオーダーピッキングに使用する際、最初に問わなければならない重要な質問があります。それは、貴社の人員とロボットの最適な協働方法は何か？ この戦略選択がロボット選定を決めることが多々あります。つまり、選択はロボットそのものよりも、ソリューションの性質に関わるのです。

人・機械協働の一般的な戦略をいくつか紹介します。

Goods-to-Person（商品到着型）オーダーピッキング

オレンジ色の低床Amazon AMRが棚ごと製品を倉庫内で搬送するYouTube動画を何百万人が視聴しています。この自動化手法はGoods-to-Personと呼ばれます。ロボットは倉庫管理システム（WMS）で制御されます。WMSが履行すべき注文に基づき、どの棚をピックアップしどこに配置するかをロボットに指示します。AMRは棚まで移動し、下から持ち上げ、ピッキング/梱包ステーションに配置された人まで搬送します。棚が到着するとディスプレイがどのアイテムを何個ピックするか指示します。担当者は棚から正しいアイテムを取り出し、バーコードをスキャンして出荷用コンテナに入れます。

AmazonはこのGoods-to-Person戦略で大きな成功を収めています。しかし、専用棚が必要で、倉庫をこの戦略用に再設計する必要があります。

「ミートミー」またはゾーンピッキング

この戦略では、オーダーピッキング担当者が1〜2通路またはゾーンを担当します。担当ゾーン外へ移動する必要はありません。AMRが大半の移動を担います。

WMSが履行すべき注文に基づきAMRに行き先を指示します。ロボットはピック対象アイテムのある棚まで移動します。オーダーピッキング担当者は音声システムで次のピック場所を指示されます。作業員はピック場所でAMRと合流し、AMRのディスプレイに表示されるピック対象アイテムを確認します。作業員が棚からアイテムを取り、ロボット搭載のバーコードリーダーでスキャンします。これにより正しい製品と数量がピックされたことを検証します。AMRは次の目的地へ移動し、作業員は次のAMRとの合流指示を待ちます。

この戦略では、オーダーピッキング担当者は多少歩く必要がありますが、大幅に削減されます。

ケーススタディでは、ゾーンピッキング戦略で生産性が少なくとも2倍になることが示されています。手作業オーダーピッキングと比較して、この方法で時間あたりピック注文数が3倍以上になったとの研究もあります。

完全自動オーダーピッキング

完全自動オーダーピッキングは「ロボットオーダーピッキングの聖杯」と呼ばれることがあります。このプロセスではロボットが棚からアイテムをピックし、梱包ステーションまで搬送します。梱包ステーションもロボットを使用し、人は不要です。このレベルの自動化はまだ初期段階で、広く普及していません。

完全自動オーダーピッキングのハイブリッドソリューションはAS/RSとロボットを使用します。自動保管・搬送システム（AS/RS）は従来の棚・通路配置に代わるものです。システムは巨大な立方体形状で、内部のビンに製品が保管されます。AS/RSは物品位置を把握し、適切な製品ビンをロボットピッキングステーションまで搬送できます。こうしたシステムはコンパクトにできるため、例えば食料品店の奥に設置可能です。

AS/RSが製品入りビンを提示すると、人またはロボットアームがビンからアイテムを取り出し、出荷コンテナに入れます。この機能を実行するには、ロボットアームに高度なコンピュータビジョンを組み合わせる必要があります。

ロボティクスの更なる改善により、完全自動オーダーピッキングがより幅広いユースケースで実用化される日が近づいています。

施設内資材輸送

工場と倉庫

自律フォークリフトが工場・倉庫環境で増加しています。一部はAGV技術を使用し、床に経路マーカー設置が必要です。他はフルAMR技術を使用し、マーカー不要です。有人・無人の両モードで運転可能な自動フォークリフトもあれば、人間が乗るキャブを排除した設計もあります。

自律フォークリフトは、人を運転から解放することで生産性を向上させます。また、安全性向上も期待されています。フォークリフト・産業用トラック事故は年間数千件の負傷を引き起こしています。近年、フォークリフト関連の死亡・重傷事故が増加傾向にあります。多くはスピード超過、急カーブ、急ブレーキが原因です。自律フォークリフトならこれらのミスを犯しません。

病院

病院専用AMRがあります。病室からランドリーへ汚れたリネンを搬送し、採血場所から検査室へ検体を運び、食事と薬を病室へ配達します。ケーススタディでは配送コストを最大80%削減できると報告されています。

ホテル・ホスピタリティ

AMRはゲストからの追加タオル、アメニティ、食事リクエストを履行できます。外部フードサービスのロビー配達でセキュリティを強化し、AMRがロビーから客室へ運びます。汚れたリネンのランドリー搬送、空食器のキッチン返却も自動化可能です。

仕分け

チルトトレイとクロスベルトフィーダーを搭載したモバイルロボットが、倉庫・工場でパッケージ仕分けに使用されています。出荷用パッケージ仕分けで荷主はより安い配送料にアクセスできます。または、どの小売店舗向けかで仕分けが必要な場合もあります。

AMRはコンベアシステムより柔軟でコスト効率の良い代替手段として注目されています。設置が容易で、最小限のメンテナンスで済みます。

一部仕分け用途では、AMRがメザニンレベルで動作します。パッケージを積載すると、床の穴まで移動し投入します。シュートで1階へ落下し、待機中のコンテナへ収容されます。

他の用途では、AMRが製品をパットウォールまで搬送し、人がAMRから製品を取り出し適切なビンへ仕分けます。

顧客への配送

AMRが玄関先に荷物を届ける日も近いです。しかし、自動運転車が公道走行ライセンスを取得するまで、配送ロボットは限定エリアでのみ使用されます。例：人口密集都市部でのフードデリバリー。ロボットは歩道を走行する小型カートです。大学・企業キャンパスもユースケースです。

AMRの業界

自律移動ロボットは今後も私たちの日常生活の更なる側面に浸透し続けるでしょう。現在AMRを主に使用している業界：

• 倉庫
• 工場
• 病院
• ホテル・ホスピタリティ
• レストラン・ファストフード

チェックリスト：貴社ビジネスでモバイルロボットのメリットが得られる5つの指標

• 必要な人材の採用と定着が課題か？
• プロセスで施設内を人が多く移動しているか？
• 競争力維持のために生産性向上が必要か？
• スループット向上が必要か？
• 事故削減と安全性向上を望むか？

モバイルロボット投資を検討する際に考慮すべきこと

AMRプロジェクトを始める前に施設調査を行うべきです。問うべき質問：

• 施設全域にWi-Fiがあるか？（例：AMRがエレベーター使用時、そこにもWi-Fiアクセス可能か？ 他にデッドスポットはないか？）
• AMRが必要な場所へ行けるか？（例：ドアを開けたりエレベーターに乗ったりする必要はないか？）
• 安全上の考慮事項は？（例：倉庫ロボットは子供の近くにいない。配送ロボットは子供の近くにある。）
• 充電について考える。充電ステーションをどこに設置するか。

産業用ロボティクスが初めてなら、多くの専門家は小規模から始めることを推奨します。迅速なROIが見込める用途を選び、経験と自信を積んでから拡大しましょう。

ベンダーの推奨に頼ることもできます。当然ベンダーは自社製品を用いた提案をします。公正中立な専門家に相談し、アドバイスを得たり、施設が「モバイルロボット対応」か評価してもらうのも一案です。

モバイルロボットと共にしばしば必要となる補完ソリューション

決断すべき問題はロボットそのものより、全体的なアプリケーションソリューションにあることが多々あります。ロボットは頻繁に大規模フレームワーク内に組み込まれるためです。ロボットを制御する倉庫管理システム（WMS）等のシステムは、ロボット機能と同等に重要です。

モバイルロボットが既存システムにどう統合されるか理解してください。

マテリアルハンドリングでは、AMRにパレットや箱用の特殊マウントが必要なことが多々あります。AMRがマウント下に入り、下から荷物をリフトします。

少なくとも1つ、場合によっては複数の充電ステーションが必要です。複数AMRが同時充電必要なケースを想定してください。

組織に最適なモバイルロボットの調達方法

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