第414号 これからの物流業界の「自動化・省人化」の主役は自動倉庫システムです。(2019年6月18日発行)
| 執筆者 | 髙野 潔 (有限会社ＫＲＳ物流システム研究所 取締役社長） |
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執筆者略歴 ▼
目次
１．はじめに
人手不足が深刻化しはじめた物流業界では、物流拠点（物流センター）や配送業務などの様々な分野で自動化・省人化、省力化の検討が行われています。
国内の労働人口は減少の一途であり、その労働力を補完するには自動化・ロボット化が有力な方策という声が出ています。
自動化・ロボット化は人間と違い365日、24時間、故障しない限り働き、文句も言わず辞めることもなく費用対効果を克服できれば導入のメリットが大きいと言われています。
人手不足の特効薬は見つからず物流業界では自動化が大手企業（特にネット通販）を中心に最善の策との判断から自動化の波はますます加速していくと思われます。
こうした動きは、単に人手不足の解消に資するだけでなく中長期的には導入企業と未導入企業との競争力、収益力の優劣に影響しかねず、中小事業者が大半を占める物流業界の構造と先行きに激変をもたらす可能性があると注目したいと思います。
私は、自動車メーカーの情報システム部門に入社、生産工場の設立準備室、工場完成後、単一の物流拠点としては、日本最大級規模の敷地面積420,000㎡（≒127,000坪）のサービス部品・補修部品専用の物流拠点の開発プロジェクトの一員として参画する機会に恵まれ、そこで、東洋一の自動車部品物流拠点10棟のうち、自動倉庫６棟のシステム（仕組み）と輸出の効率化、自動バンニングを目指した平屋と自動倉庫を融合した輸出流通基地（川崎市東扇島）の開発プロジェクトにも参画する機会に恵まれました。開発したシステム（仕組み）は大型自動倉庫システム（仕組み）６棟を中心に制御系と基幹系とのインターフェイスシステムの開発、さらに、日本経済の「行け行けドンドン」の時代、モーターリゼーションと情報系の想定以上の進展で物流量と情報処理量の増加に対応するためのパネル自動倉庫（22,000棚）と小物自動倉庫（49,000棚）2棟に絡む難しい増設を経験しました。
そして、127,000坪の敷地をフル活用した自動車部品物流用の自動倉庫・自動化システム（仕組み）の開発に18年間携わりました。
これからの人手不足を補う物流業界の対応は急展開、物流の自動化・省力化への変革は、自動倉庫システム（仕組み）が主役と言われています。
そこで、私の経験の一端をご紹介し、自動化、省力化のお役に立てて頂ければ幸いです。
２．自動倉庫システム（仕組み）」の特徴
自動倉庫システムの導入には、作業効率面のメリットや倉庫スペースの有効利用などがイメージできますが、実は、現場作業者の負担や作業ミスの軽減、商品の取り違えなどによるトラブルを減らすこと、縦長や横長の倉庫、冷蔵倉庫や危険物倉庫など、作業環境、労働環境の悪い倉庫にも沢山利用され、こういった作業環境の中で作業負担を減らすことが出来るのも自動倉庫システムの特徴です。
さらに、天井空間のスペースの有効利用も得意で、高さ方向はもちろん、昨今、ネット通販関連の倉庫では通路スペースすら必要としない自動倉庫システムも使われています。
物流品質の確保、ロケーションと数量管理の導入などで在庫精度が格段にアップ、さらに、先入れ先出しが正確になり、高い物流品質を実現することができるのも特徴ですが自動倉庫システムの最大の特徴は、スペース効率と入出庫の自動化・省人化、保管効率と正確な在庫管理を手間暇かけずに実現する優れものです。
システム（仕組み）の特徴としてクレーン、コンベア、自動走行台車などをコンピュータと連動させ、設備稼働状況や作業の見える化、作業のリアルタイムによる作業進捗など、人手を要しない自動化、省力化システムが得意です。
自動倉庫システムには、コンピュータと制御装置を連動させ、ビットマップによる信号（ＤＯ、ＩＲＴ、ＩＯ）の授受で動作・停止、正常・故障などの動作確認をオンラインリアルタイムで取り込み、状態検知を自動制御することも得意です。
主な作業は、コンピュータのデータ（トラッキング）と制御装置を連動させ、容器単位（例えば、パレット、バケット、段ボール、ｅｔｃ）の荷姿で入出庫、棚入・保管・在庫管理（入数）など、人手をかけずにモノの動きと情報（データ）の同期をとりながら作業動作を自動で更新し、着実に入出庫こなす優れものです。
モノと情報の更新は、物と情報の同期化で各種入出庫・再入庫、作業進捗（見える化）、在庫・ロケの更新、先入れ先出し、履歴管理などの手間のかかる作業を制御系コンピュータと自動化設備に任せられるシステム（仕組み）が得意で、作業のスピード、品質・精度、作業コストなどの低減が確保できると共に自動化による作業支援にも特徴があります。
昔からの技術（情報系、制御系、ＢＣＲ、画像認識、音声、アンドン・表示、ｅｔｃ）の支援で荷捌き作業の効率化、正確性を追求することも得意（可能）です。
自動倉庫の制御技術はロジスティクス2.0（1960年代～）の時代から根気強く積み上げられてきており物流業界の自動化のこれからは自動倉庫システムが主役と考えています。
但し、停電や設備故障も困りものですが、導入費用、維持管理費（保守費用）が高いのが難点で投資対費用効果の克服のハードルが高いのも事実です。
参考①は、自動車用のパネル部品と呼ばれる大物板金物（ドア、ボンネット、フェンダー）などを主体に保管している倉庫で、1部品当りの保管パレット数が非常に多く、且つ部品の種類によっては数パレットから数百パレットとバラツキがあります。
この倉庫（既設＋増設）は、既設と増設部分を含めて出庫作業を16人で対応する自動車専用パネル部品の自動倉庫システムです。
取り扱い規模は、アイテム数（部品点数）≒480点、保管棚数≒44,000パレット、クレーン16台、自動走行台車 29台（先行梱包システム含む）、ＣＶ上のピッキング作業場が16ヶ所あり、1日当たりの出荷量≒3,800（3,200～4,000）パレット、入庫作業は、自動走行台車上で入荷情報（ＢＣＲ）の自動読み取りを行い、最適なアイルとロケーションに在庫バランスを取りながらの割り付けとさらに、出庫の効率化を意識したアルゴリズムを駆使して自動（フリーレーン、フリーロケ）で、保管・在庫バランス（制御系システムで判断）を取りながらの自動棚入を行っています。
出庫作業は、定期・不定期、緊急オーダーがあり、再入庫なしの出庫は、駆動ＣＶ経由で庫外に保管パレット毎（ユニット出庫）で自動出庫、ピック残がある場合は、ピッキング後の残数有りパレットを自動再入庫、ピッキングと同時にパレット内の残数とコンピュータ上の在庫数が合致すれば、実数を実棚検品結果に繋げるシステムがあります。
在庫保管（格納）バランスの最適化、アイル間、アイル内配置換え、各レーンの引当優先順位をアルゴリズム（問題を解くための手順で効率性が重要）で設定しています。
入出庫作業は、流速管理（平均流動量を算出）を基本に全体最適で行っています。
入庫と出庫が同時に発生する場合、複合運転（再入庫と出庫作業の最適な指示を同時に与えること）で無駄のない作業を制御系コンピュータで選択し、自動で行っています。
参考②は、パネル部品自動倉庫の荷捌き作業場の上階（２Ｆ）に位置した先行梱包(入出庫自動化)作業場のレイアウトです。
板金物（パネル部品）の梱包在庫量の適正化を目指した輸送経路・路線毎の荷姿別梱包作業量の策定を制御系システムで予測し、夜間に自動（無人）で裸部品を出庫、翌日の昼間に機械と人手で梱包作業を行い、梱包完了品をリアルタイムに自動搬送台車に乗せ、コンベア（ＣＶ）ストレージラインに自動搬送・仮置、アイル間バランス（在庫バランスとクレーン負荷）を加味して夜間に自動（無人）で再入庫を行う自動倉庫システムです。
参考③は、入出庫作業を28人で対応した小物部品の入庫・保管用パレット（1,100×1,100）の自動倉庫で入庫作業は大量在庫はアイルフリー、小量在庫はアイル固定で自動入庫、出庫は一部をパレット（2～3％）、残りはピッキングしながらバケット（50Bのオリコンサイズ）に積み取って搬送する倉庫でした。
部品の種類は≒10,000点、保管棚≒49,000パレット、クレーン28台、自動搬送台車16台、入庫はパレットで自動棚入、出庫は日本では数少ないクレーンに人が搭乗しながらのオンラインピッッキングの大型自動倉庫でした。
総量ピックで棚順（ツービン方式）にピッカー（作業者）をピック棚まで自動搬送、ピック部品を人手でバケットに入れ、梱包ラインにバケットのマーカー板で行き先指示を行い自動搬送していました。
国内向けの梱包作業場と輸出向けの梱包作業場（別棟）にコンベア経由で自動搬送、国内は納品先、輸出は仕向地毎に梱包、大量出庫品は、無人でパレット単位（ユニット出庫）で庫外に搬出、オーダーに従い作業性のよい庫外で人手で摘み取った後、梱包ラインにバケットのマーカー板で行き先指示を行い自動搬送していました。
３．物流業界にもイノベーション（技術革新）時代が訪れようとしています。
自動倉庫・自動化システムは、ロボット技術の進歩とあいまって、今後ますます自動化・省人化システムのエースとして普及するものと思われます。
また、在庫管理も入出庫データとの連動で、自動倉庫内での管理は自在に行われ、現時点では、自動倉庫システムが物流業務における自動化・省人化効果を発揮する物流設備の一番手と考えられています。
人間が歩きまわって棚に商品を入れ、棚から商品をピックアップ、梱包、発送を人手で行っていた作業プロセスが自動化・ロボット化で物流分野の変革が目の前に来ています。
近年は通販業界を中心に物流の自動化が積極的に進められています。
例えば、米アマゾンドットコムはロボット関連企業を相次ぎ傘下に収め、自社の物流に適応した自動化、ロボット化の開発で自社の倉庫の効率化を急ピッチで進めています。
中国のアリババ集団も配送網の改善を通じて物流の自動化ノウハウを蓄積しています。
物流の自動化・省力化は、自動倉庫、自動仕分け装置などを中心に今後も益々拡大するものと思われます。
また、在庫管理も入出庫データとの連動で、緊急品、流動品、緩動品を仕分けて最適な自動倉庫内での保管場所の選択が自在に行われます。現時点では、自動倉庫が物流業務における自動化・省力化効果を発揮する物流設備の一番手と考えられています。
様々な企業や研究機関が物流拠点の運営効率の可視化と改善提案、物流拠点の最適配置やスマートロジスティクスなどの最新技術で、新たなイノベーションに挑戦しています。
どこでも、誰でも効率よく作業ができる環境をめざしてＷＭＳ（倉庫管理システム）の技術力アップで最適な作業指示の自動化、自動読み書き技術（ＲＦＩＤ）、モノのインターネット（ＩＯＴ）、人工知能（ＡＩ）、ビックデータ（ＢＤ）などの技術力アップで作業効率と作業品質の向上にもつなげようと試行錯誤を繰り返しながらの研究が始まっています。
中小・中堅企業がＡＩとロボットを組み合わせた次世代物流システム、自動化・ロボット化、自動搬送、自動仕分けシステム、自動倉庫システムなどで、省人化・効率化を進めようとしています。これまでは大企業などの資金力、人材力のある企業を前提に考えられていましたが、今や社会問題化している物流を大企業だけに任せるのではなく日本の産業界全体の問題として中小・中堅企業にも大企業並みのレベルでの変化が求められています。
中小・中堅企業を支えることは大企業の足腰を強くすることだと考えます。
これからの省人化・効率化を担う自動化・ロボット化、無人搬送台車（ＡＧＶ）、物流向けパワーアシストスーツ、物流向けドローンといった新しいテクノロジーの導入の検討も自動化・ロボット化に適合する商品構成を持つ企業には、無視できないと考えています。
４．物流拠点（庫内物流）の自動化・省人化を考える。
上記の作業工程毎の自動化イメージは、受付、入荷検品、棚入、保管、出庫（ピッキング）、梱包、出荷発送の連動化とシームレス制御（一体的に利用できる状態）で倉庫内の一気通貫（最初から終わりまで）型の自動化システムの仕組みを想定しました。
これからは、自動倉庫・ロボット（自動化設備）を中心に人手の融合・組み合わせで自動化・半自動化システムがどんどん進むと思われます。
取り扱う商品の量、形状、入出庫物量波動などを勘案しながら自動化設備と作業者と情報の有機的な結合、トラックの自動運転などを力にして、自動倉庫・ロボットが物流分野のエースとして生産性向上、省力化に寄与する時代がすぐ目の前に訪れているようです。
勿論、費用対効果を満足する自動化システム（自動倉庫・ロボット）と作業者をサポートする半自動化システムの益々の技術革新が望まれます。
これまで、工場での生産ラインなどでは単純作業や繰り返し行われる作業の多くが自動化されてきましたが、物流は、受入から棚入（保管・在庫）、ピッキングから梱包・発送（出荷）までの一気通貫作業（自動化・半自動化）をどこまで実践できるかが問われています。
５．最後に･･･。
自動化システムはロボットの進展で今後益々普及していくものと期待されています。
利用技術の進展、並びに機器単体での利用技術はハイレベルに到達しつつありますがシステム能力（連動、組み合わせ、総合）を実務への適応は時期尚早と感じています。
２０１８年９月に東京（ビッグサイト）で行われた「自動認識総合展、物流総合展」を視察した際に何社かと意見交流をした結果の感想です。
これからの人手不足を補う対応策として省力化・自動化システムの導入には技術力・知識力のしっかりしたコーディネイト力のある企業と組み導入を推進することが肝要です。
物流の付加価値向上が企業競争力と勝ち組みを左右する時代となりました。
昨今の人手不足や、ネット通販の拡大による宅配物流量の増加などを背景に、商品のピースピッキング作業などへのロボットの本格導入が進みつつあります。
ロボット技術と融合した物流システムなどの提案では、衣料品大手とマテハン大手が自動倉庫を仲立ちに協業する動きも出てきています。
さらに、物流システム大手企業はシステムインテグレーターとして、ロボットやＡＩ（人工知能）などの次世代技術を提供するメーカーを重視しています。
また、大規模や中規模クラスの物流拠点では自動倉庫システム、物流管理システム（ＷＭＳ）、自動化・ロボット化との組み合わせで生産性の向上に力を入れています。
省人化や出荷精度を高める色々な取り組みが加速しています。
繰り返しになりますが、自動化システム（ロボット）は、万能選手ではありません。
一定時間に一定量を流す工場と異なり、サービス・流通などの物流拠点（物流センター）は、物量の波動と直前のオ―ダーに対しての迅速な対応が必要です。
物流の自動化は形状、重量、大量で多種多様に取扱う商品があるため自動化・ロボット化の得意、不得意を認識した最適な自動化を柱とした構築が益々求められてきています。
自動化システムは、イニシャルコストとランニングコストを意識した投資が必要です。
人手不足は、日本だけでなく、アジア諸国にも広がりを見せています。
自動化システムの要請は、社会の要請になってきたと言っても過言ではありません。
これからの人手不足、高齢化社会に順応する物流の変革期の代表として今まで積み上げてきた自動倉庫システム（仕組み）と利用技術をこれからの若い物流マンに引き継いで頂き、育てていって貰いたいものです。
以上
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