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ロボットと小売流通とフルフィルメントの未来

robots move packages in warehouse setting

オンライン販売は劇的に増加し、現在は小売売上高全体の 20% を占めています。消費者は1〜2日間の配達を期待しているものの、そのために追加料金を払うことは望んでいません。アマゾンと競合する小売業者は、オンラインで購入して実店舗で受け取る (BOPIS) など、新しい流通モデルを試しています。

このような消費者の要求は、まだかなりの作業が手動で行われている物流センター (DC) において、自動化の限界を明らかにしています。ピッキング、梱包、仕分け、出荷機能はすべて効率を高める必要がある上に、人材不足は適切な人員配置を難しくしています。

ロボットの登場

DCとフルフィルメントセンターは、ロボット工学に救いを求めました。人が繰り返す物理的に激しいタスクは様々な形態のロボットに置き換えられ、重要銀はより貴重なタスクに時間を費やす事ができるようになっています。ロボットは絶え間なく作業を続け、シフトの終わりで効率が低下したり、怪我をすることがありません。また、必要に応じて変更およびアップグレードすることができます。

実装されるロボットは、ガイダンス、製品検査、パッケージ検査、ナビゲーションに高品質のマシンビジョンを使用します。

倉庫ロボットは、特定のタスクを実行するように設計され、タイプも異なります。DC 運用の素早い変化、ロボットによる未来の方向性を確認するために、さまざまなロボットについて見てみる価値があります。

無人搬送車 (AGV)

これまで倉庫で重い材料を移動するのは、人間とフォークリフトの仕事でした。しかし、10 年以上前から AGV が導入され、大量の物品の移動が行われるようになりました。AGV は既定の経路をたどり、その仕組みは床の磁気ストリップから LiDAR を使用したレーザー誘導へと変化しています。レーザートラックはニーズの変化に応じて簡単に再配置が可能であり、今日の競争環境では頻繁に変更する必要があります。

主にフォークリフトの操作を行っていた AGV は、現在、商品棚から商品を取り出し、ピッキングステーションに送るコンベアの代替媒体として機能します。そのときバーコードを読み取ることで、そのパスに沿って迂回したり、誘導したりすることができます。そのルートはコンベヤーシステムよりずっと簡単に変更できます。

コグネックスのバーコードリーダを装備した AGV は、高速ステアリング可能ミラーを組み合わせることで、パレットを正確かつ効率的にスキャンします。

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自律走行搬送ロボット (AMR)

AMR には、さまざまなセンサー、マップ、処理能力が装備されており、障害物に遭遇した場合に瞬時にルートを変更して、必要な目的地に独自のルートで移動することができます。AGV のように既定のパスに限定されません。マシンビジョンを使用して、床の二次元コードを読み取り、現在地を知ることができます。

ロケーションデータにアクセスできるゾーンピッキング AMR は、注文ビンを商品の場所に移動させて DC 内を移動し、目的の SKU の場所をピック・ツー・ライトと呼ばれる光でオペレータに知らせ、注文をすべてピックするまで別の場所への移動を繰り返し、最後にパッキングステーションに移動します。

一方、Goods-to-Person (G2P) AMR は、正しい SKU の移動棚をピッキングステーションに移動し、人が再びピック・ツー・ライトを使用して棚から商品を選び、注文ビンに入れます。

裏方ではなく、店舗内をロボットが移動している場合、それは AMR が店舗の通路を移動して商品が不足している箇所を特定し、高額な転倒事故につながる危険性のある危険な箇所を見つけ、かわいい店員としても機能します。

画像処理式バーコードリーダが埋め込まれたビジョン対応 AMR は、バーコードでオブジェクトを識別したり、機械学習を使用して視覚だけでオブジェクトを識別したりでき、人間よりも正確に類似しているがわずかに異なる製品のグループから望ましい SKU を選択することができます。

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ロボットアーム

工場では長い間、ボルト、溶接、塗装を行うロボットアームが使われてきました。一方、物流業務は組み立てラインよりも予測が難しく、複雑であるため、DC で採用されるのに時間がかかりました。現在はその採用数が増えています。

当初の使用目的は、空のカートンを頭上のコンベアに積み上げる、入庫製品のデパレタイジングとラッキング、出荷のための大量注文のパレタイジング、出荷レーンへのユニットの仕分けなど、物理的に困難で繰り返し作業を行う作業員の負担を軽減することでした。

今では、G2P ワークステーションで協力ロボット(コボット)として人間の仕事と一緒に働くようになっています。商品に応じて(ロボットアームグリッパーは重くて奇妙な形のアイテムに問題がある)AGV は、移動棚をロボットアームに移動して受注処理を行うことができるため、人の介入は必要ありません。

ビジョンシステムは、反射やその他の視覚的な混乱にもかかわらず、アームを誘導してさまざまな形状や向きのオブジェクトを見つけて取り上げます。

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自動保管/検索システム (ASRS)

現在では、多くの DC の中心部のみでなく、増加する実店舗の裏に見られる ASRS ユニットは、巨大で非常に有能な自動販売機です。DC では、数多くの階層と数百の収納セルを持ち、地域のコンビニや食料品店では、小規模で裏側に隠れています。スペース制約のある都市部では、在庫の保管密度を高め、注文ピッキングの精度を向上させ、スループットを向上させます。

ASRS は、オペレータに製品を移動する垂直および水平カルーセルを含む幅広い構成が可能です。たとえば、ドライクリーニングされるシャツ、大容量のヘビーリフトモジュール、固定式および可動ユニットロード通路システム、追跡式シャトルまたは AMR を使用して、ピック・ツー・ライトでアイテムを選択する人間のオペレータに移動するトレイを呼び出すシステムなどが挙げられます。

ASRS アプリケーションでは、さまざまな画像処理式バーコード リーダを使用して、適切な製品とストレージの場所を特定します。エントリーレーンの上に設置された三次元寸法測定装置は、シャトルに配置してもボックスが詰まらないことを確認します。

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設置されたシステムを使いこなす

ロボットは、SKU の数が増加し、単品注文が一般的になったとしても、オムニチャネル販売の課題に対応するコスト効率の高い方法です。能力が向上し、価格が低下することにより、必然的に流通センターでの役割が重要になってきます。

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