マテリアルハンドリングの理解：主要概念とベストプラクティス

サプライチェーン管理において、マテリアルハンドリングはさまざまな種類の設備と活動を含む広範な概念です。同じ部門内、別々の建物間、建物と輸送車両間を問わず、材料や製品が一箇所から別の場所へ移動されるときはいつでも発生します。

しかし、マテリアルハンドリングは、製品や材料の短距離移動以上のものです。定義によれば、製造、倉庫、流通、消費、廃棄を通じて、製品と材料を保護、保管、管理する科学と芸術を指します。

マテリアルハンドリングは、組織内で最も重要な活動の一つと見なせます。不適切なマテリアルハンドリングは、生産フロー、従業員の安全、倉庫管理に広範な影響を及ぼす可能性があります。したがって、倉庫運営を改善するには、組織が利用可能なすべての最適化ソリューションを把握することが不可欠です。

マテリアルハンドリング機器

産業プロセスをより経済的にするため、さまざまなタイプのマテリアルハンドリング機器と機械が使用されます。これらはあらゆる形状とサイズがあり、ビジネスプロセスに不可欠な多様な機能を果たします。

生産要件に応じて、市場には手動、半自動、自動のさまざまなマテリアルハンドリング機器と機械が提供されています。最も一般的に使用される機器の例：

• モノレールシステムとワークステーションクレーン
• リフトトラック
• 天井クレーン
• コンベア
• 自動誘導車（AGV）と自律移動ロボット（AMR）
• 産業用ロボット

マテリアルハンドリングにおける自動化

かつては効率的な技術が不足していたため、すべてのマテリアルハンドリング活動は手動で行われていました。作業員は手を使って、倉庫や建物内で材料や製品を持ち上げ、運び、移動させていました。しかし、手動マテリアルハンドリングは多くの重労働を伴うことが多く、労働災害のリスクを高め、生産プロセスを遅らせます。

製造と物流の要件増大と急速な技術向上の組み合わせにより、さまざまな予算とニーズに対応する多様なマテリアルハンドリングソリューションが開発されました。世界中の企業が、運用効率に莫大なメリットをもたらす半自動化および自動化マテリアルハンドリングシステムを活用しています。

自動マテリアルハンドリングでは、ロボットやその他の高度なコンピュータ制御デバイスを使用して、製品や材料を移動、持ち上げ、保管、取り出しします。このタイプでは、すべてのタスクが自動化機器によって実行されます。一方、作業員は機械が行うプロセスを監視・制御するだけで済みます。したがって、マテリアルハンドリングの自動化は、労働災害リスクの低減など、多くのメリットで重要な役割を果たします。

一部のマテリアルハンドリングソリューションは半自動化のみで、ロードや運転など、完全自動化にはコストが高すぎたり困難すぎたりするタスクには人間オペレーターが必要です。しかし、ロボティクスとロボットインテリジェンスの進歩により、ますます多くのマテリアルハンドリングタスクが人間の介入なしで処理できるようになっています。

マテリアルハンドリングにおける自動化の役割

自動マテリアルハンドリングは、自動マテリアルハンドリングシステム（AMHS）によって実行され、自動マテリアル輸送システム（AMTS）および自動輸送システム（ATS）とも呼ばれます。ロボットとコンピュータ制御デバイスを使用して、材料や製品を移動、牽引、押し、持ち上げ、保管し、人間の介入を大幅に削減または排除します。

AMHSは単一の機械装置または複数の機械のセットで構成される場合があります。AMHSの例には、コンベア、スタッカー、産業用リフティング装置・機器、ボックスリフト、ビン、トロリーなどがあります。

AMHSはアイテム追跡とキャリアシステムを使用して、材料や商品とその位置を検出し、材料識別子に基づいてアイテムをルーティングし、輸送します。アイテムの識別は、光学文字認識、バーコード、無線周波数識別（RFID）など、さまざまなキャリアおよびマテリアル追跡システムによって達成されます。

マテリアルハンドリング自動化のメリット

自動マテリアルハンドリングの最も重要なメリットのいくつかにすでに触れました。しかし、そのメリットはさらに広範囲です。ビジネスにAMHSを導入する最も重要な利点：

• 自動化は労働災害リスクを低減： 従業員の安全は産業分野のビジネスにとって最優先事項の一つです。手動マテリアルハンドリングには、重い材料の持ち上げ、屈伸、捻りなどの物理的活動が含まれ、軽微または深刻なケガにつながる可能性があります。自動化により物理的なマテリアルハンドリング活動と作業員の直接介入が減り、労働災害リスクが最小化されます。

例えば、Photoneoの汎用デパレタイゼーションシステムは、地上数メートルの高さに置かれた最大50kgの箱をピックできます。パレット降ろしの自動化により、腰痛やその他の健康被害のリスクが大幅に低減されます。

• 自動化は効率を改善： 自動化により、作業員がタスクをより容易かつ効率的に完了できるようになり、全体的な製造プロセスが高速化されます。また、AMHSを活用することで人的ミスの可能性が減り、例えば手動リストチェックの排除により在庫管理が大幅に改善されます。

また、ロボットは疲れることなくノンストップで稼働できるため、疲労と単調なタスクによる人的ミスリスクも低減されます。PhotoneoのAI搭載自動化ソリューションは、毎時1,000箱の降ろし、または2,250個の小包のシングュレーションと仕分けが可能です。これは手作業では決して達成できない速度です。

• 自動化は品質管理を改善： 自動マテリアルハンドリングには自動品質管理プロセスと検査も含まれます。自動機械はより多くのエラーを検出し、再作業の必要性と廃棄物発生の可能性を減らします。AMHSは製造プロセスをより精密にし、製品品質を向上させます。

例えば、PhotoneoのPhoXi 3D Scannerは、モデルによって320万3Dポイントの解像度と25〜500μmの精度で高レベルの詳細を提供します。PhoXi 3D Meshingシステムと組み合わせて高品質な3Dモデル作成を行えば、品質管理、検査、計測に理想的なツールとなり、人間の目視検査を容易に上回る自動化システムとなります。

• 自動化はコストを削減： AMHS導入の初期投資はかなり高額ですが、徐々に大幅なコスト削減につながります。自動マテリアルハンドリングはプロセスに関わる人員を減らし、全体的な人件費を削減します。

• 自動化はデータアクセスを効率化： マテリアルハンドリングの自動化以前、産業現場の個々の機器と作業エリアは孤立して機能していました。接続された自動化システムにより、施設管理者、物流エキスパート、その他の従業員が必要なときにいつでも重要なデータにアクセスできます。また、ロボット同士が通信するため、周囲の状況に反応し、ピッキング時間とケガのリスクを削減できます。

• 自動化はスペースを最大化： リフトなどの自動化システムにより、材料と製品をより高く保管し、より容易にアクセスできるようになるため、スペース利用がより経済的になります。これによりプラントや倉庫に追加の保管スペースと作業スペースが生まれます。

自動化システムの導入は、作業ステーションの手動操作に必要な作業員数と比較して、必要な床面積も少なくて済みます。これもさらなるコスト削減につながります。

結論

製造業者は常に、より安く、より速く、品質の面からもより良く物事を行うプレッシャーにさらされています。配送センターや倉庫の収益性と生産性は、マテリアルハンドリング活動の効率と信頼性に大きく影響されます。したがって、マテリアルハンドリングはすべての企業の生産とサプライチェーンプロセスにおいて重要な役割を果たします。

さまざまな自動マテリアルハンドリングソリューションにより、企業は顧客の運営と自社の収益性を大幅に改善できます。さらに、適切なAMHSを適用することで、大幅なコスト削減を実現しながら、全体的な職場安全と生産効率を向上させることができます。

すべての倉庫はユニークであるため、そのニーズに合ったユニークなソリューションが必要です。現在のマテリアルハンドリングソリューションの改善をご検討の場合、倉庫の自動化に関するご質問にお答えします。