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今回の「物流倉庫向けロボット解説シリーズ」第3弾では、自動倉庫の基本について解説し、2024年3月に行われたLogiMAT2024で当社が特に注目したソリューションをご紹介します。
「物流倉庫向けロボット解説シリーズ」第1弾
物流倉庫向けロボットの基礎知識
「物流倉庫向けロボット解説シリーズ」第2弾
LogiMAT2024視察：ピッキングロボット
はじめに
当社はビジネスとテクノロジーが融合している分野に注目しており、その中でも特に物流ロボットの進化に目を向けています。
今回取り上げる自動倉庫は、Goods-to-Person方式を通じて入出庫作業の効率を大きく向上させるほか、従来はあまり活用されなかった垂直方向の空間を活用し、より高密度に保管が可能になるといった利点を持ちます。
在庫型物流センターにおけるSKU数の拡大とスループット（処理能力）向上の要求に応えるため、商品を高密度に保管しながら作業効率を向上させる自動倉庫へのニーズは、今後も高まり続けると考えられます。
この記事では、自動倉庫に関する基本情報と、2024年3月に開催されたLogiMAT2024で私たちが注目した最新のソリューションについてご紹介します。
LogiMATでの視察の概要と目的については、前の記事をご参照ください。
自動倉庫技術の基礎知識
入出庫と保管の自動化
自動倉庫システムは、倉庫内の入出庫と保管作業を自動化する先進的なソリューションです。
このシステムは高密度な在庫保管を実現する保管棚と、シャトル、AGV、クレーンなどの搬送技術を駆使して、大量の商品をコンパクトに保管し、かつ迅速な入出庫を実現します。
自動倉庫に保管された商品は、保管棚から搬送装置によってピッキングステーションに排出されます。
これによってGoods-to-Person方式を実現することにより、作業者が保管場所まで移動する時間を削減するとともに、入出庫作業における誤配やピッキングエラーなどのミスを減らします。
また、人の手では届かない高い保管棚を活用することで、限られたスペースを最大限に活用して、より多くの商品を保管することができます。
自動倉庫には、在庫管理の精度を向上させる管理ソフトウェアも搭載されており、倉庫内のどの位置に何が保管されているかを正確に把握し、効率的な在庫管理を実現します。
倉庫内業務の自動化の全体像について
入出庫と保管以外の物流センターの業務フローや各プロセスの自動化については、以前の記事で解説していますので、そちらも併せてご覧いただくことをお勧めします。
自動倉庫を導入するメリット
作業効率の向上
自動倉庫システムは、商品が作業者のもとへ届くGoods-to-Person方式を実現し、従来のPerson-to-Goods方式に比べ、作業者の移動時間を大幅に削減することが可能です。
また自動倉庫内部の保管場所を自動で最適化する機能を持つ自動倉庫システムも登場し、商品を高速に搬送するハードウェアと組み合わせることで、入出庫の速度をさらに加速させています。
ピッキング精度の向上
Goods-to-Person方式を採用しているおかげで、必要な商品が正確に作業者のもとに届けられ、手作業による入庫やピッキングのミスを大幅に減らすことが可能です。
保管効率の向上
自動倉庫では、シャトルやAGV、クレーンを使用して、通常手が届かない高い保管棚での保管と入出庫を可能にします。
つまり、高さ方向の空間を効果的に使い、同じ床面積でもより多くの商品を高密度に保管できるようになります。
これは特に、都市部や都市部に近い地価の高い地域での物流センター運営コストの削減に貢献します。
さらに、保管効率の向上は単一商品の在庫量だけでなく、取り扱いSKU数の拡大にも繋がり、多様な顧客ニーズに応えることが可能となります。
在庫管理精度の向上
自動倉庫システムと在庫管理ソフトウェアを組み合わせることで、入出庫管理が自動化され、在庫情報のリアルタイム追跡が可能になります。
これにより、在庫過剰や品切れのリスクを減らし、正確な在庫データに基づいた迅速な意思決定を行うことができます。
自動倉庫の構成要素
自動倉庫システムは、効率的な商品保管と迅速な入出庫を実現するため、以下のようないくつかの構成要素で成り立っています。
保管棚
保管棚は、商品を高密度に保管するために必要な、自動倉庫の基本的な要素です。
多くの自動倉庫の保管棚は、高さ方向の空間を有効活用するよう設計されています。
搬送装置
搬送装置は、商品を保管棚間、または保管棚からピッキングステーションへ自動で移動させるための装置です。
現在AGV、シャトル、クレーンなどの技術が自動倉庫の搬送装置として利用されており、これらの装置により、商品の迅速かつスムーズな移動を実現します。
AGVやシャトルなど保管棚と独立した搬送装置の場合、AGVやシャトルを増やすことで処理能力を高めることができる自走倉庫システムも存在します。
ピッキングステーション
ピッキングステーションは、作業者やロボットが商品を自動倉庫から入出庫するための専用エリアです。
保管棚に保管されている商品をAGV、シャトル、クレーンなどの搬送装置によってピッキングステーションに搬送します。
ピッキングステーションには、出荷指示などを入力・表示する機器が設置されており、作業者は移動することなく商品を入出庫できます。
入出庫管理ソフトウェア
入出庫管理ソフトウェアは、自動倉庫内の在庫、入出庫の指示、入出庫の計画など、自動倉庫システムを制御するためのソフトウェアです。
一部の自動倉庫システムでは、出荷頻度などに応じて保管棚内の保管場所を自動的に最適化し、入出庫を効率化する機能が提供されています。
自動倉庫の分類
自動倉庫には、さまざまな形態があり、それぞれが特定のニーズに合わせて開発されています。ここでは、当社が整理した基準に従って、自動倉庫システムの種類について見ていきましょう。
搬送単位による分類
「搬送の単位」としているのは、例えば、搬送はバケット単位で行うが、入出庫はバケットに入った単品（ピース）単位で管理するなど、保管棚からピッキングステーションへの搬送単位と自動倉庫システム上の入出庫管理の単位は必ずしも一致しないためです。
今回のLogiMAT2024では、パレット自動倉庫やバケット自動倉庫を多く目にしましたが、後述するSMART-FLEXDEPOTなど、一部単品（ピース）単位で搬送する自動倉庫も出展されていました。
パレット自動倉庫
パレット単位で保管し、パレット単位でピッキングステーションに搬送するタイプの自動倉庫です。バケット自動倉庫
カートンやケース、または個々の商品（ピース単位）をバケットやビンと呼ばれる容器に収めて保管し、そのバケット単位でピッキングステーションに搬送するタイプの自動倉庫です。
システムの構成による分類
- AGV/シャトル型
保管棚とピッキングステーション間の移動にAGVやシャトルを使用し、バケットやパレット等の単位で荷物を運ぶシステムです。
保管棚と搬送装置であるAGV/シャトルが独立しており、AGV/シャトルを増減することで処理能力を変更できる自動倉庫システムも存在します。
- 棚搬送AGV型
保管棚を丸ごと搬送するタイプのAGVで、レイアウトの柔軟な変更が可能です。中規模から大規模の倉庫に適しています。
こちらも上記AGV/シャトル型と同様、AGVを増減することで処理能力を変更できるケースがあります。
クレーン型
高所での作業に特化したクレーンを使用して、棚から商品をピックアップし搬送します。高密度保管が可能で、特に大規模な倉庫向けです。ロータリーラック型
回転する棚が特長で、必要な商品を利用者の前に自動で運んでくれるシステムです。スペースを節約しながら、小規模でも効率的な倉庫運営が可能です。縦回転型
縦方向に回転する棚で商品を保管し、ピックアップ時には商品を最適な位置に自動で移動させます。スペースの節約と迅速なアクセスを実現します。ディスペンサー型
商品を一つずつ自動で出してくれるシステムで、自動販売機をイメージするとわかりやすいかもしれません。小物商品の配布や限られたスペースでの利用に適しています。
商品の保管・取出し方法による分類
搬送装置がアクセスできる棚の深さによって、商品の保管密度は大きく変わってきます。
搬送装置から近い商品のみを取り出せる自動倉庫よりも、より奥の商品を取り出せる自動倉庫の方が保管密度は高くなります。
一方で、より奥の商品を取り出すには時間がかかるため、この「XXディープ」と入出庫のスループット（時間あたりの取り出し回数）はトレードオフになります。
シングルディープシステム
商品を一列に保管と取り出し対象とします。ダブルディープシステム
商品を二列に保管し、シングルディープシステムに比べて保管効率を高めます。マルチディープシステム
商品を複数列に保管し、更に高密度な保管が可能ですが、高度な管理システムが必要になります。
AutoStoreを例に解説
自動倉庫として国内外でメジャーなAutoStoreを上記分類に当てはめると以下のようになります。
- 搬送単位：バケット自動倉庫
- システム構成：AGV/シャトル型
- 保管方式：マルチディープシステム
このように様々な自動倉庫システムも同じ軸で整理すると理解が深まるかもしれません。
LogiMAT2024における自動倉庫システム動向
LogiMAT2024では、パレットを使用した自動倉庫や縦回転型のシステムも見受けられましたが、当社メンバーの注目を集めたのは、バケットを使用して搬送するAGV/シャトル型の自動倉庫システムでした。
この記事では、特に多くの出展があったバケット型のAGV/シャトル型の自動倉庫システムにスポットライトを当ててみたいと思います。
シャトル型バケット自動倉庫
中でも、水平方向に商品を保管するシングルディープやダブルディープの保管棚を使ったシャトル型のシステムが目立ちました。
EXOTEC
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- シングルディープシステム
SAVOYE X-PTS
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- マルチディープシステム
Movu Robotics escala
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- シングルディープシステム
垂直マルチディープ型バケット自動倉庫
また、垂直方向に商品を保管するマルチディープ型の保管棚（一部ではグリッドと呼ばれていました）を特徴とするAutoStore、Gridstore、Volume DIVEという3つのソリューションも展示されていました。
Gridstore
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- マルチディープシステム
Volume DIVE
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- マルチディープシステム
AutoStore
特にAutoStoreは、代理店やシステムインテグレーターなどのパートナー企業を通じた出展が多く、前回の記事で紹介した「nomagic」もAutoStoreのシステムを採用しているため、その影響力の大きさを改めて感じました。
LogiMAT2024の注目の自動倉庫システム
LogiMAT2024で目にした数多くの自動倉庫システムの中から、私たちのチームが特に注目した3つのソリューションを紹介します。
Geek+ 棚搬送型AGV＋ピッキングステーション「PopPick」
写真:Geek+ PopPick
- バケット自動倉庫
- 棚搬送AGV型
- シングルディープシステム（推測）
Geek+は日本でも知名度が高く、その自動倉庫システムに私たちは特に注目しました。Amazonのような大手の倉庫で見られる棚搬送AGVのイメージを、Geek+はさらに進化させています。
Amazon倉庫におけるロボット活用の例を見てみると、AGVがピッキングステーションまで棚を運び、作業者が直接商品を取り出す様子が分かります。しかし、この方法では作業者の手の届く高さの棚しか使用できません。
Amazon倉庫におけるロボット活用の例
ロボット2600台が棚自在に動かす、アマゾン最先端倉庫の秘密
LogiMAT2024では、Geek+は「PopPick」という専用ピッキングステーションと組み合わせた棚搬送型AGVソリューションを展示し、人の手が届かない高さの保管棚の活用を可能にしていました。
1ポートあたり最大250バケットの処理能力を持ち、ポート数を増やすことで処理能力を上げられる点も魅力です。この組み合わせは、大規模倉庫向けの自動倉庫において、高密度保管を実現する注目のアプローチです。
AMI SMART-FLEXDEPOT（ディスペンサー型の小型自動倉庫）
- ピース自動倉庫
- ディスペンサー型
- ？？？ディープ（分類できない）
大規模倉庫向けに加え、AMI SMART-FLEXDEPOTのようなニッチなニーズに応えるソリューションも見逃せません。
これは輸送コンテよりも小さな筐体に、トレー型の保管棚とスカラ型ロボットアームを組み合わせた、超小型の自動倉庫です。
主に5-20cm程度の小さい商品を管理し、倉庫というより自動販売機に近い用途での利用が想定されます。例えば、病院や調剤薬局などでの医薬品の自動入出庫や無人店舗などでの利用でしょうか。
国内のスタートアップROMSが提案する、MFC（Micro Fulfillment Cnenter）よりも小規模なNFC（Nano Fulfillment Center）というコンセプトも興味深いです。
直近の2024年問題による減便や輸配送コストの高騰に対して、共同配送など輸配送単位を集約することで対応しようとしている状況は、小規模で分散したフルフィルメントセンターの設置には逆風であると考えています。
一方で、ROMSやその他自動倉庫システムによる高密度保管の実現は、1拠点あたりの取扱量の増加を見込めるため、減便への対応や積載率の改善につながる点でメリットがありそうです。
また、将来的に航続距離の短い自動配送ロボットによる配送や医薬品などの緊急性の高い商品を対象としたクイックコマースなどが普及すれば、より消費者に近い場所でのフルフィルメントセンターのニーズは高まる可能性があります。
STOROJET、NOYES、CELLGOなど簡易型自動倉庫
より小規模な倉庫向けに、簡易的な導入とライトなユースケースを想定した自動倉庫システムの展示も気になりました。
従来の自動倉庫システムに比べ、よりクイックに導入・撤去が可能になるという点で、新たな市場やニーズを掘り起こす可能性があるソリューションとして注目しています。
STOROJET
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- シングルディープシステム
保管棚兼AGVの走行エリアとして組まれたフレーム内をAGVが走行し、商品在庫を乗せたトレー型の搬送容器を牽引して搬送します。
トレー型の搬送容器を採用することで、様々な荷姿での保管に対応している点が特徴的です。バケットだけでなく、商品をそのまま載せたデモも実施していました。
走行エリアの底面には無数の細かいマーカーが印刷されており、これをガイドとして牽引型のAGVが走り回ります。
垂直方向の階層間の移動も昇降装置によって実現しているようなので、大規模な導入も可能なようでした。
NOYES Technologies
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- シングルディープシステム
NOYES Technologiesの自動倉庫システムは、ラピュタASRSと同じようにバケットの下に潜り込むUnderrun型のAGVによる搬送でした。
ラピュタASRSのAGVがメカナムホイールを採用し、旋回することなく縦横に移動できる一方、NOYES Technologiesは旋回による方向転換を行なっていました。
公式サイトを見てみるとオプションで温度管理機能もにも対応しており、食品などの定温品などにも使えそうです。
一方で、他の2つの自動倉庫システムと違い、昇降装置はないようなので、垂直方向の拡張性には制限があるように思いました。
CELLGO
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- シングルディープシステム
CELOGOも同じくバケットの下に潜り込む搬送方式をとっていました。AGVというよりもレール上を縦横に移動するシャトルに近い搬送装置です。
AGVに比べ、シンプルで薄型のシャトルだったので、他の2つの自動倉庫システムよりも垂直方向の保管密度は高そうでした。
昇降装置もあり、垂直方向への拡張性も高く、公式サイトでのシミュレーターではかなりの導入規模まで対応可能なように見えました。
類似のソリューション
今回のLogiMAT 2024における展示以外にも、簡易設置・撤去可能な自動倉庫システムが登場しつつあります。
ラピュタASRS
ラピュタ・ロボティクスの自動倉庫システム「ラピュタASRS」に対して、国際総合物流展で低コストや短時間での設置をアピールしており、今回の3社の展示と近いイメージを持っています。
- バケット自動倉庫
- AGV/シャトル型
- シングルディープシステム
先日のパナソニック・コネクトとの業務提携の発表にも登場していました。
フレームもアンカーレスによる短期設置が可能とのことなので、小規模な導入から始め、将来的な拡張にも対応する自動倉庫システムとして注目しています。
CUEBUS
CUEBUSは、薄型のトレー型の搬送容器を床面プレートのリニアモーターで動かし、複数のバケットやハンガーにかけた洋服など高さのある商品に対応しているのが特徴的です。
CUEBUSの公式サイト
バケット型自動倉庫
棚搬送AGV型（に近い使い方になりそう）
マルチディープ
CUEBUSは、リニアモーターを内蔵した床面プレートを配置することで保管棚と搬送エリアを構築できます。
床面プレートと商品を載せるトレー単位で拡張が可能なため、こちらも小規模導入から始めることができそうです。
AGVやシャトルによる搬送と異なり、全ての保管用トレーが独立して動くのが特徴で、処理能力の高さも売りになっています。
昇降装置も追加可能で、垂直方向への拡張性も十分ありそうです。
短期間・簡単な導入が強みになってくる可能性
今回注目した簡易型自動倉庫システム群は、モジュール化された保管棚とAGVによって、短期間かつ簡易な設置と柔軟な拡張性を実現している点が特徴的です。
日本では+Automationが取り扱っているLibiao Roboticsのt-SortがAGV専用のテーブル（走行エリア）を活用する点、短期間・簡単に導入できるという点を売りに、導入事例も増えています。
今回のLogiMATへの出展はなかったものの、AutoStoreも「Pio」というブランドでクイックな導入を訴求したサービスの展開を開始しています。
Pioについては、AutoStore自体の完成度に加えて、初期費用とサブスクリプション費用をWebサイト上で見積が作れる強気なサービス設計になっています。
当社では、サプライチェーンの上流、つまり製造に近い方から順に自動化が進んでいると考えており、サプライチェーンの下流、つまり消費者に近い分野の自動化は今後加速していくと考えています。
この仮説の通りであれば、流動性の高い流通・小売分野において今回紹介したクイックに立ち上げることができる自動倉庫も今後伸びていく可能性があるのではないでしょうか。
まとめ
この記事では、自動倉庫の基礎と、LogiMAT2024における注目の自動倉庫システムについて解説しました。
LogiMAT2024では、バケット型の自動倉庫システムが数多く展示されていたほか、NOYES TechnologiesやCELLGOのような省スペース型自動倉庫や、SMART-FLEXDEPOTのような超小型自動倉庫など、新しいトレンドを見ることができました。
以前紹介したピッキングロボットと今回取り上げた自動倉庫を組み合わせれば、倉庫作業の大幅な自動化が実現できます。
「物流倉庫向けロボット解説シリーズ」第2弾
LogiMAT2024視察：ピッキングロボット
商品の種類や出荷の特性を考慮して最適なソリューションを選ぶことで、労働力不足の中でも、サービスレベルを保ちながらコスト効率の高い倉庫運営が可能になるでしょう。
この記事が、物流という社会インフラの進化の可能性を理解し、皆さんの物流倉庫の未来像や向かうべき方向性を考える手助けとなれば嬉しく思います。
ロボット導入コンサルティングについて
当社では、倉庫内業務とロボット技術に関する知見を活かし、物流拠点へのロボット導入プロジェクトをサポートしています。ロボット導入計画の策定、現状業務の分析、導入後の業務設計、最適なロボットの選定、プロジェクト管理、導入後の業務改善に至るまで、一貫したサポートを提供します。
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