倉庫自動化完全ガイド：効率向上のための包括的な手引き

倉庫自動化とは？

2016年時点で、倉庫自動化ソリューションの出荷台数は約40,000台と推定されています。しかし、2021年までには年間約620,000台に増加すると予測されています。このような急激な普及増加は、倉庫自動化がクライアントに好結果をもたらしていることを意味します。

これを受け、貴社の倉庫自動化を検討されているかもしれません。しかし多くの起業家と同様、「どこから始めればよいか」「施設は大規模でなければならないか」「適切な倉庫ロボットをどう見つけるか」と疑問に思うでしょう。

倉庫ロボティクスについて知っておくべきすべてをご紹介します。

物理的倉庫自動化

フォークリフトで施設内を荷物移動させるには時間がかかり、多大な労力を要します。それに仕分け、積み込み、荷降ろしなどのタスクが加わると、給与が倉庫経費の約65%を占める理由が明確です。物理的自動化は、自動倉庫ロボットの使用によりこの問題を解決しようとします。

自動倉庫ロボットは、最小限のスタッフ投入で自律的に動作します。種類はさまざまで、倉庫のニーズによって適性が異なります。主なものには以下があります：

自動倉庫システム（AS/RS）

AS/RSは、保管場所から要求された荷物を取り出し、共通エリアに届けるコンピュータ制御のロボットシステムです。在庫ユニットを指定エリアに保管することにも使用できます。

以下のケースに推奨されます：

• 大量の在庫を抱える大規模倉庫
• 保管スペースを最大限に活用する必要がある倉庫
• 追加プロセスを必要としない保管・取り出し在庫タスク

自動搬送車（AGV）

AGVは、倉庫内で在庫を輸送する無人車両です。床に設置された磁気ストリップで描かれた経路をたどるため、所定のルートしか走行できません。ただし、センサーと倉庫マップの組み合わせでナビゲーションするモデルもあります。

在庫ペイロードに応じて、自動誘導カート（AGC）を選択することもできます。AGCはAGVと同じ原理で動作しますが、より小さなペイロード向けに設計されています。

AGCまたはAGVが適しているケース：

• Goods-to-person（商品を人に届ける）アプリケーション
• ナビゲーションに十分なスペースがあれば、あらゆる規模の倉庫
• 低予算の自動化計画

空中ドローン

ドローン技術の普及に伴い、ロボティクスメーカーは倉庫自動化への活用法を見出しました。あらゆる規模やタイプの倉庫で便利に適用できます。

倉庫用途に合わせ、光学ナビゲーションシステムとディープラーニング技術を倉庫管理ソフトウェアと同期させて設計されています。これにより以下が可能になります：

• RFID技術を用いた空中位置からの在庫スキャン
• データの倉庫管理システムへの直接アップロード
• 施設内での軽量パッケージの特定と回収

自律移動ロボット（AMR）

AMRは、内蔵センサーとコンピュータシステムを使用して倉庫をナビゲートするコンパクトなロボットです。AGVとは異なり、柔軟なルートをたどり、経路が塞がれている場合は再ルーティングできます。さらに、施設にインフラ調整を必要とせずに導入できます。以下に適用可能です：

• 荷物の輸送
• RFID技術を用いた在庫スキャン
• ピックアンドプレースロボットアームを装着した場合、荷物の特定、仕分け、回収

多関節ロボットアーム

多関節ロボットアームは、人間の腕のように伸縮できる柔軟な関節を持ち、通常は安定性のため堅固なベースに取り付けられます。あらゆる種類の倉庫に適し、以下を含む多くの機能に使用できます：

• ラックへの荷物のピックアンドプレース
• パレタイジング
• 在庫の積み込みと荷降ろし
• センサー搭載時の荷物仕分け

理想的な多関節ロボットアームは以下によって決定されます：

• 扱うペイロード
• 保管ユニットの高さに対するロボットアームの希望リーチ
• 期待する柔軟性または可動範囲；6軸ロボットアームは4軸ロボットアームより柔軟

デジタル自動化

デジタル倉庫自動化とは、倉庫管理システム（WMS）を在庫管理タスク（棚卸しなど）に使用することを指します。WMSソフトウェアは単独で動作するのではなく、より大きな運用システムの一部として機能します。倉庫ロボットは多くの場合、このようなソフトウェアとリンクし、制御されます。

WMSソフトウェアの目的は、在庫管理により多くの制御と秩序をもたらすことです。以下の機能で効果を発揮します：

• 出荷追跡
• 期限切れ日の監視
• 補充のための在庫レベル監視

倉庫管理システムには、業務範囲の異なるさまざまなタイプがあります。主なものには以下が含まれます：

スタンドアロンWMS

あらゆる倉庫に適用可能な基本レベルのソフトウェアで、他のタイプと比較してはるかに安価です。倉庫機能のみに焦点を当て、サプライチェーンの他の部分には対応しません。入荷、梱包、出荷、保管、期限切れ追跡、バーコードスキャン、基本的な社内在庫輸送ツールが含まれます。

サプライチェーンWMS

より広範な業務範囲をカバーします。社内倉庫管理に加え、外部プロセスの管理も容易にします。ベンダー関連プロセス、製品サイクル、流通プロセス、リスク管理などが含まれます。サプライチェーンのより大きな部分を制御できます。

エンタープライズリソースプラニング（ERP）

より一般的にはERPと呼ばれます。倉庫管理システムのオールインワン型で、ほぼすべてのニーズを網羅します。人的資源管理からロボットシステムの組み込みまで、倉庫運営のあらゆる領域をカバーします。

倉庫ソフトウェア選定時に考慮すべき要因

ビジネスニーズが倉庫ソフトウェア選定の中心になります。例えば、物流会社と製品メーカーではニーズがわずかに異なる場合があります。同様に、大規模倉庫は小規模倉庫より堅牢なシステムを必要とします。

また、選択したロボット倉庫自動化とWMSの互換性を確認することが推奨されます。この点では、社内輸送ツールをサポートするソフトウェアを目指してください。購入決定に影響するその他の要因には以下が含まれます：

• 予算 - 包括的なWMSタイプはより多くの価値を提供する分、コストが高くなりますが、潜在的なROIも評価すべきです。
• 使いやすさ - 関わるすべてのスタッフが使いやすいこと。
• 柔軟性 - 倉庫量が大幅に増減した場合に適応できること。
• セキュリティ - 在庫のリアルタイム追跡やその他のセキュリティ対策は、サプライチェーンの完全性維持に不可欠です。

倉庫におけるロボット自動化が重要な理由

倉庫ロボットの導入にはコストがかかります。スタッフの再編や、ロボット対応のための構造変更も必要になるかもしれません。このような大きな変更は困難に思え、ロボット自動化への投資を躊躇させるかもしれません。

すべての賢明なビジネス決定と同様、選択肢を比較検討するのが最善です。ロボット自動化で何を得られるか？ 投資コスト（金銭的・非金銭的）に見合う価値があるか？

以下は、ロボット倉庫自動化への投資で得られるメリットのコストベネフィット分析です。

コスト

平均的に、倉庫従業員は週40時間以上働き、時給約15〜20ドルを得ています。年間では従業員一人あたり約40,000ドルになります。監督やサポート役割を含むすべての労働者に換算すると、さらに大きな金額になります。

対照的に、倉庫ロボットに投資すれば、人件費はゼロです。一度の購入で何年ものサービスを受けられます。人件費削減だけで、倉庫を現在よりはるかに収益性の高いものにできます。

より大規模な運営

倉庫の能力は、その組織構造によって制限される場合があります。スタッフが梯子やてこを使って手動で在庫を取り出す場合、保管ラックの高さには限界があります。このような状況では、最適な能力で運営できていない可能性があります。

AS/RSや長リーチロボットアームなどのロボット自動化は、このような制約を打破します。在庫をより高く積み上げ、同様に容易に取り出せます。さらに、倉庫施設を拡張する必要はありません。既存スペースを最大限に活用するだけで、より多くの在庫を扱いながら収益を増やせます。

スピード

作業員が製品の場所を特定し、歩くかフォークリフトで取りに行くのにどれくらい時間がかかるか考えてみてください。これを、スタッフが自分のステーションを離れる必要のないロボットシステムと比較してみてください。WMSやWi-Fi経由でロボットと通信するだけで、必要なものを取ってきてくれます。

後者の方がはるかに高速なシステムで、作業員が1シフトでより多くの作業をこなせます。残業の必要性はほぼなくなります。これは従業員と施設の双方にメリットがあります。

サービス提供の向上

受注処理において、スピードは王道です。短いターンアラウンドタイムはあらゆるビジネスの主要なセールスポイントです。顧客は注文が迅速に処理されることを喜び、競合他社に対する優位性が生まれます。

ロボット倉庫自動化は、業務上のエラーも大幅に削減します。ロボットは疲労でミスをせず、正確なコンピュータシステムで動作します。その結果、在庫処理と出荷プロセスが前例のない効率で稼働するようになります。

在庫管理の改善

毎日在庫レベルを簡単に確認し、各在庫ユニットを追跡できるのは非常に便利です。倉庫運営が大幅に容易になるだけでなく、他のメリットもあります。

医薬品業界など、一部の業界は厳格な説明責任規制で管理されています。在庫ユニットを自社の管理下にある全期間にわたって追跡・トレースできる必要があります。これは、適切な倉庫ロボットと優れたWMSで克服できる課題です。RFID技術を用いたロボットの迅速なスキャンで、必要なときにリアルタイムの在庫更新が得られます。

盗難も過去のものになります。スタッフにWMSアクセス用パスワードを割り当てれば、誰がいつどの在庫を扱ったかの履歴が残ります。さらに、RFIDチップは完全に追跡可能です。

倉庫にロボットシステムを導入するタイミング

倉庫にロボットシステムを導入すべきタイミングは、時期と目的の両面からの問題です。適切なタイミングで導入すれば、より良い成果を得られ、自動システムへの移行もスムーズになります。目的として、解決したい課題を理解すれば、施設に適したロボットシステムを選べます。

ロボット倉庫システム導入に理想的なシナリオをいくつか検討しましょう。

スケールアップ（事業拡大）

倉庫ビジネスが拡大するにつれ、現在の運営システムでは追いつかなくなることがあります。その兆候には以下があります：

• ビジネスの需要を満たすため、常にさらなるスタッフ雇用が必要
• 受注残が溜まっている
• 保管スペースが不足している

自発的に事業拡大を図る場合もあるでしょう。いずれにせよ、スケールアップには、より大規模な運営のプレッシャーに耐えられる運営システムが必要です。

ここにロボット自動化の重要性があります。スタッフを増やさずに拡大でき、現在のスペースをより効率的に活用できます。低コストで運営しながらより多くの収益を得て、利益を最大化できます。

スタッフ確保の課題

倉庫業務は長時間労働と場合によっては過酷なタスクを伴うため、従業員の離職率は高い傾向にあります。この欠点は、頻繁に新しいスタッフを採用・教育しなければならないことです。業務が遅れ、コストもかかります。繁閑サイクルに応じて人員調整が必要な場合も同様に課題です。

ロボットは故障しない限り「永遠の従業員」です。故障しても多くの場合修理可能です。また、繁閑期に関わらず、追加コストなしで必要に応じて導入できます。従業員では実現困難な人員配置の柔軟性を提供します。

最近、倉庫運営に新たな障害が生じています。コロナウイルスです。倉庫は密閉空間であり、業務の性質上、推奨される安全プロトコルの実施は困難です。作業員も職場での感染を懸念しています。

一部の企業は、少人数の従業員がロボットと共に働くことで大きな成功を収めています。業務を損なうことなく適切なソーシャルディスタンスが可能です。また、ほとんどのビジネス活動が低調な時期は、ロボットシステムへの移行が容易です。平常時が戻り世界経済が回復すれば投資を回収できます。

非効率性

倉庫運営でエラーが頻発すると、多くの施設はスタッフ増員で対応しようとします。より多くの監督があればエラーが減り効率が上がると考えるからです。残念ながら、この解決策が常に機能するわけではありません。逆に、作業チェーンに多くの作業員がいるほどエラーの可能性が高まることもあります。

ロボットは操作において精密に設計されています。人員を膨らませるのではなく、ロボットシステムへの投資が賢明です。成果が保証され、長期的な解決策になります。

ブランディング

世界はデジタル化しました。効率的なハイテク倉庫運営システムを運用することは、ブランドを正しい光で照らします。顧客は、自社の製品や出荷物が確実に良い手に渡る倉庫に惹かれます。特に、急成長する闇市場システムの影響でサプライチェーンの完全性が精査されている今、その傾向は強まっています。

倉庫ロボティクスシステムへのアクセス方法

ロボティクス業界はここ数年、急成長を遂げています。倉庫自動化を目指す際、大量の選択肢をふるいにかける必要があります。購入プロセスをより良く進めるためのいくつかのポイントを紹介します。

ニーズの評価

倉庫で何の問題を解決したいのか、どのタイプのロボットが最適か？ この問いへの答えが、倉庫ロボティクス企業のリストを絞り込む助けになります。

例えば、入荷とパットアウェイ（格納）手順を自動化したい場合、パレタイジングロボットアームやピックアンドプレースタイプを検討してください。検索の焦点はロボットアームメーカーにも当たります。

エンドエフェクターの提供可否や、独自要件がある場合のカスタムソリューション対応可否も考慮してください。アフターサービスに熱心な企業かどうかも重要です。システムに慣れる過程でトラブルシューティングのガイダンスが必要になるかもしれません。価格と納品範囲も当然、決定に影響します。

どこで探すべきか？

必要なものがわかり、予算が決まれば、あとはサプライヤーを探すだけです。以下のルートを検討できます：

オンライン検索

一見すると、オンライン検索は倉庫ロボティクスサプライヤーを見つける非常に型破りな方法に思えます。しかし、実際には最良のスタート地点かもしれません。ほとんどのロボットメーカーのウェブサイトには詳細な製品情報があり、他の顧客のレビューも参考になります。ボタン一つで多くのオプションを便利に比較できます。

さらに、オンライン検索は物理的に訪問できるメーカーに限定されません。世界中のロボティクスサプライヤーと接触できます。価格が大幅に安いか、地元企業より先進的な技術を持っている可能性があります。

候補リストができたら、オンラインで購入希望品の見積もりを依頼することもできます。さらに関わるかどうかの判断材料になります。

展示会

投資対象を物理的に見て理解したい場合、展示会は最適な選択肢です。ロボティクス関係者の多様な層が参加し、倉庫ロボットを含む最新発明を展示しています。ブランド比較だけでなく、担当者と直接対話する機会も得られます。

また、一部の展示会ではセミナーを開催しており、大きなメリットがあります。新しいトレンドが議論され、製品詳細が深く解説されます。常に多くの学びがあり、購入決定に大いに役立ちます。

倉庫ロボティクスの設置と適応

設置プロセスと施設が受ける混乱のレベルは、選択したロボットによって異なります。自動倉庫システムのように複雑な手順を要するものもあれば、ロボットアームの導入のように簡単なものもあります。目標はプロセスを理解し、サービス中断をスケジュールすることです。

その他の重要な課題には以下があります：

• 安全性 - 設置中は、倉庫の該当エリアの業務を停止するのがベストです。周辺の在庫も移動させ、損傷と損失の可能性を防ぎます。最も重要なのは、設置時および移行期以降もロボティクスの専門家を関与させることです。
• スタッフ教育 - 倉庫ロボティクスの概念は一般的に似ていますが、各倉庫での適用はユニークです。そのため、倉庫自動化プロジェクトの成否はスタッフ教育にかかっています。必要な教育資料を用意し、できるだけ多くの研修セッションを実施するよう努めてください。
• スタッフの安全 - 教育とロボットの安全機能があっても、事故は起こり得ます。倉庫ロボットサプライヤーと連携し、ロボットと共に働くスタッフの安全をどう高めるか検討してください。Amazonは、作業員に追加センサーを備えた特殊ジャケットを着用させ、ロボットに作業スペースでの人間の存在を通知する方式を採用しています。
• 従業員の再配置 - ロボットシステムによって一部従業員の責任が引き継がれるため、再配置が必要になります。人員削減は全体的な士気に悪影響を及ぼす傾向があるため、可能な限り多くの従業員を維持することが推奨されます。出荷業務やサプライチェーンのさらに下流のポジションなど、施設内の他のタスクを担当させることができます。

結論

ビジネスの歴史において、自動化は常に新たな夜明けを告げてきました。古いやり方では実現できなかった新たなフロンティアを開きます。自動化の向こう側には、素晴らしい倉庫運営の可能性が広がっています。さあ、倉庫ロボットメーカーを見つけて始めましょう。