物流におけるロボットの応用

物流における ロボットの応用 マシンビジョンとロボット技術を活用した小売流通とフルフィルメントの最適化

ロボットによる小売流通と Eコマースフルフィルメントの変革 2022年、小売電子商取引による売上高は世界で5.7兆米ドルを 超えました。これは、世界の小売売上高の約19％を占めます1。 流通のためのロボット技術 同時に、オンライン注文を処理するための平均コストは平均注 文値の70%であり2、各品目が手作業で処理される頻度は20倍 このような課題を解決するため、物流センターやフルフィルメン 以上になっています3。 ロボットを使用してフルフィルメント業務 トセンターでは、反復的で肉体的に負担のかかる作業において をアシストすることで、オンライン小売業者はフルフィルメントや 人間の代わりにロボットを活用する動きが加速しており、より付 手作業に関連するコストを削減することができます。 加価値の高い仕事に従業員を割くようになっています。 ある調 査による、平均的な米国の倉庫労働者は、荷物の処理、ピッキン 消費者は、当日または翌日の配達を期待する一方で、そのため グ、梱包などの作業のために、1日の労働時間の38％近くを、ある の追加料金は拒否する傾向にあるため、配達の速さが業者を選 場所から別の場所への移動に費やしています4。 ロボットを使用 択する上で重要な要素となっています。 アマゾンに対抗するた すれば、オペレーションの変更やアップグレードが容易になるた め、小売業者は、オンラインで購入して実店舗で受け取る仕組み め、変化する市場要件に素早く対応できるようになります。 (BOPIS) や顧客への直接配送など、新しい流通モデルを採用し ています。 いずれも場合も、倉庫や流通センターからのより多く ロボットの実装が成功するかどうかは、ロボットを誘導し、製品の の単品注文に対応する必要があります。 品質を視覚的に検査し、パッケージのピッキングとパックの精度 を測定および検査し、サプライチェーンを移動する製品を識別す このような状況により、直接配送または店舗受け取りの準備を るマシンビジョンに大きく左右されます。 行う物流センターのピッキング、梱包、ソート、出荷機能のすべて においてコスト効率よく高速配送の期待に応えられないという 厳しい課題があります。 労働市場の逼迫が人材確保に課題をも たらす中、ロボットによる自動化に投資する企業が増えています。 目次 ロボット無人搬送車 (AGV) ............................................ 3 自律走行搬送ロボット (AMR) ....................................... 4 ロボットアーム .............................................................. 5 自動保管/検索システム (ASRS) .................................... 6 コグネックスビジョンがロボットを可能にする方法 ........ 7 ケーススタディ: OSAROのピック＆プレース ロボットソリューション .................................................. 8 1 2023年の世界経済予測：安定性と予測可能性がようやく戻り、デジタル販売の成長は緩やかに加速する見込み、https://www.insiderintelligence.com/content/ worldwide-ecommerce-forecast-2023#page-report 2 https://www.radial.com/sites/default/files/Order%20Fulfillment%20Final%20Report.pdf 3 AMERIPEN、Eコマースの世界に向けたパッケージングを最適化、https://cdn.ymaws.com/www.ameripen.org/resource/resmgr/PDFs/White-Paper-Optimizing- Packa.pdf 4 ホワイトペーパー「倉庫作業員の声」 - https://www.lucasware.com/voice-of-the-warehouse-worker/ 物流におけるロボットの応用 2

ロボット無人搬送車 (AGV) 商品、物資、またはバルク商品の移動は、かつて人とフォークリフ 取り扱いが煩雑になることから、パレットのコードラベルは折 トで行われていました。 この数十年の間に、その安全性と効率性 れ曲がったり、損傷したり、プラスチックフィルムで隠れていたり から、無人搬送車（AGV）や小型の無人搬送カート（AGC）が、人 することがよくあります。 高速スティーラブルミラーを装備した 間が操作するフォークリフトに代わり荷物を取り扱うようになっ DataMan® 固定式バーコードリーダのような画像ベースのバー ています。 コード読み取りソリューションを AGV に組み込むことで、コード の状態、向き、表面に関係なく、すべてのコードを一度に読み取る AGV は所定の経路をたどり、一般的にはレーザー誘導式 ことが可能になります。 で、LiDAR（光による検出と測距）技術、赤外線照明、衝突を避け て正確に位置を特定するためのビジョンシステムを使用してい 重いバルク商品を安全かつ効率的に移動する以外に、AGV は現 ます。 レーザー誘導することで、要件が変わっても、迅速にルート 在、注文品を取り出す従業員のために棚を移動させたり、ベルト を変更することができます。 コンベアの代わり、あるいはその延長の役目を果たしています。 AGV がパレットを搬送する際には、パレットのバーコードから情 報を取得し、正しいパレットが選択され、在庫システムが正しく更 新され、パレットが正しい目的地に搬送されるようにする必要が あります。 パレットには、多くの場合、縦横に複数のコードがラン ダムに配置されています。 これらのコードを処理する最も効率的 な方法は、すべてのコードを同時に読み取ることです。 コグネックスの DataMan バーコードリーダを 搭載した AGV フォークリフトにより、パレットの バーコードをすばやくスキャンします。 物流におけるロボットの応用 3

自律走行搬送ロボット (AMR) 自律走行搬送ロボット (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、必要な目的地までのルートを作成し、障害 物に遭遇した場合には瞬時にルートを変更して移動することができます。 AMR は、コグネックスの DataMan 画像ベースのバーコードリ ーダが床に掲示された二次元コードをデコードして倉庫の場所を移動するマシンビジョンなど、さまざまな方法を使用して倉庫を移動し ます。 経路上の物体との偶発的な衝突を最小限に抑えるためのより複雑なモデルでは、LiDARが使用されています。 Person-to-Goods (P2G) システム Goods-to-Person (G2P) システム ゾーンピッキング協働 AMR は、商品の場所を把握し、作業員が AMR は、目的の商品の入った移動棚をピッキングステーションに 探している SKU を探すのを手伝います。 作業員は、AMR カー 移動し、他の AMR と同様に、pick-to-light など方法で作業員が トに取り付けられたハンズフリーの画像ベースのバーコードリ 指示された商品を棚から取り出し、注文ビンに入れるのを待ちま ーダを使って効率的に商品をスキャンします。 注文が完了する す。 AMR はステーションを離れ、別の注文のピッキングステーシ と、AMR はコンテナを次のゾーンに移動し、完了すると、パッキン ョンに進むか、棚に戻り次の指示を待ちます。 グステーションに移動します。 物流におけるロボットの応用 4

ロボットアーム 6軸ロボットアームは、機械加工、溶接、塗料散布、組み立て時の 適切な安全センサーを備えたロボットアームは、協調ロボット(コ ピック&プレースなど、長い間工業用として幅広く日常的に使わ ボット)として作業員と一緒に goods-to-person ワークステーシ れてきました。 このテクノロジは、将来を見越した物流業務にも ョンで作業し、作業員が識別が難しく、重く、より奇妙な形の対処 浸透しています。 物を処理し、残りをロボットアームが処理するようにできます。 つ まり、これらのロボットを固定 G2P ワークステーションで実装し ロボットアームは多関節で、グリッパーなど、先端をさまざまに て受注処理を行い、「Goods-to-Robot」(G2R) にします。 工夫することで、対象物を好きな位置に持ち上げたり、押したり、 引っ張ったり、回転させたりすることができます。 最初の用途は、 困難な照明条件下でアームを正確に誘導してさまざまな形状 次のような肉体的に困難な反復作業を人間に代わって行うこと や向きのアイテムを見つけ、反射やその他の視覚的混乱にもか でした。 かわらずそれらを識別するには、コグネックスの In-Sight® ビジ ョンシステムのような優れたマシンビジョンシステムが欠かせま ▪ コンベア、ソートシステム、AMRへのアイテムの誘導 せん。 ▪ 出荷用のカートンやポリ袋への製品の梱包 コグネックスの DataMan バーコードリーダをロボットアームの ▪ 入庫製品のデパレタイジングとラッキング ピックアンドプレースのスイングアーク内に設置し、追加の動作 なしに追跡バーコードを取り込み、パッケージの内容物を確認す ▪ 出荷のための大量注文のパレタイジング ることで、ロボットのピック作業中のトレーサビリティの効率を向 上させます。 コグネックスの画像ベースのバーコードリーダは、 ▪ 出荷レーンへのユニットの仕分け レーザーベースのスキャナと比較して、破れたり、摩耗したり、ラ ップで覆われたりしている最も困難な一次元および二次元コー ドを簡単にデコードすることができるため、トレーサビリティ作業 の効率が大幅に改善します。 バーコードリーダが、ロボットアームに ピッキングされた製品のバーコードを確認。 物流におけるロボットの応用 5

自動保管/検索システム (ASRS) 自動保管/検索システム (ASRS) は、スペースと労働力が限られ ている場所で一般的に使用される、本質的に大型で多機能な自 動販売機のような存在です。 数多くの階層と数百の収納セルを 持つことも、小型の個別保管庫にすることもできます。 増え続ける DC の心臓部に組み込まれているのみでなく、ASRS は既存の小売インフラを含む様々な場所で採用されています。 食料品小売業者は、既存の店舗に導入してオンライン注文を取 り、人がトートに仕分けするようにしています。 在庫保管密度、注 文ピッキング精度、および Goods-to-Person システムのスルー プットの向上により、ますます人気が高まっています。 マシンビジョンとバーコード読み取り技術は、次のような様々な ASRS アプリケーションをアシストします。 ▪ 画像ベースのバーコードリーダによる入荷在庫処理 ▪ 3D ビジョン技術による、保管最適化のための製品数の計 算、および保管中の製品損傷を防ぐためのトートボックスの 過充填状態の計算 ▪ バーコードリーダを使用したロケーションコードの読み取り による、システム内トートキャリアの適切な保管場所の検索 支援 マシンビジョンは、予防保全において重要な役割を果たします。 たとえば、ビジョンシステムは、ロボットキャリアの車輪に過度の 摩耗や破損したベアリングがないかをチェックできるため、計画 外のダウンタイムに伴う時間とコストを節約できます。 コグネックスのDataManバーコードリーダを 搭載した自動保管/検索システム(ASRS)により、 ト ートボックスの保管場所を確認します。 物流におけるロボットの応用 6

コグネックスのマシンビジョン によるロボットの応用 マシンビジョンは、物流業務の自動化に不可欠であり、これは、 ガイダンス、識別、測定、および検査機能を提供する物流ロボット の分野でも同じです。 ロボットは、コグネックスのモジュラビジョントンネルやハンズフ リーのバーコードリーダとうまく統合され、24時間365日稼働す る一貫した信頼性の高いピックアンドプレース作業を実現します。 例： ▪ ゲイロードコンテナやビンから商品をピッキングし、スキャン トンネルを通るコンベアに乗せる ▪ ビンやトートボックスから製品をピッキングし、頭上に設置さ れたバーコードリーダーの下を通過させて追跡し、出荷用の 箱に梱包する ▪ 出荷用のケースをつかみ、1台以上のハンズフリーバーコー ドリーダーの前を通過させてパレットに積み重ねる ロボットが出庫および保管用の ラベルを印刷して貼付 コグネックスの三次元ビジョンシステムは、寸法測定機能とアイテム検出機能を使用し、プロセスの効率と操作性を向上させます。 用途例： ▪ 注文の準備と梱包後にキャリアが明確であることを確認する ▪ ピッキングや梱包の前に、製品または梱包品質の欠陥を検出する ▪ 入荷品目の寸法情報を取り込んでストレージ処理を最適化する ▪ ASRSのトートボックスが満杯または損傷が激しく使用できない状態を判断する トートボックスの充填具合を判断 パッケージの膨らみを検出 物流におけるロボットの応用 7

ケーススタディ: OSARO のピック＆プレースロボットソリューション コグネックスのバーコードリーダを使用したロボット袋詰め システムにより、受注処理のスループットが 80% 向上 OSARO は、Eコマース企業向けにロボットピッキングソリューシ この OSARO のソリューションを使用して、Zenni は次のような ョンを提供しています。 顧客の1社である Zenni Optical は、増 成果を実現しました。 大する顧客需要に対応するため、受注処理プロセスの処理能力 を高める必要がありました。 ▪ スループットが 80% 向上 この課題を解決するため、OSARO は Zenni に、スループットの ▪ ロボットセルを監視する人員を3人から2人に削減 向上、受注精度の改善、人件費の削減を実現する、ロボットフル ▪ 99.5% の読み取り率を実現 フィルメントソリューションを提供しました。 ロボットアームが収 縮ラップで包装された各眼鏡ケースをビンから取り出し、多数の ▪ 1時間に最大410本の製品を処理 コグネックス DataMan バーコードリーダーの前で回転させ、青 い半透明のケースを通して同梱のバーコードをスキャンします。 バーコードが取り込まれると、ロボットアームは眼鏡ケースを出 荷用の自動袋詰めシステムに入れます。 以前は、この処理は手 ビデオを見る 作業で行われており、エラーや誤読の可能性がありました。 OSARO がこのアプリケーションにコグネックスのバーコードリ ーダを選択した理由は、その精度と高速性により、ロボット袋詰 めシステムのスループットが向上し、バーコードの検索と解読に かかる時間が短縮されたため、1時間あたりの処理件数が増加 したことにあります。 「コグネックスは、実装、設置、メンテナンスが とても容易でした。 私たちにとって、クラス最高 水準を提供する技術やベンダーと協力するこ とは重要です。 それが、Zenni のソリューション にコグネックスを採用した理由です。」 – ジェマ・ロス氏、OSARO、オペレーション担当副社長 物流におけるロボットの応用 8

結論 Eコマースは健全なペースで成長を続けています。 消費者による 迅速かつ正確な配達に対する期待は高まる一方、小売業者は高 いコスト、労働力の不足、顧客の期待に応えるのが難しい業務形 態という課題に直面しています。 Eコマースプロバイダーは、単品 受注の増加に伴う膨大な数の SKU を管理しなければならない 一方で、市場は変化し続け、効果的な設備投資が難しいというの も事実です。 機能が向上しているロボットは、これらの課題に対応するための コスト効率の高い手法です。 実際、2022年には、倉庫の約20％ が何らかの形でロボットを使用しており、2018年の15％から増加 しています1。 テクノロジの進歩と魅力的なサブスクリプションサ ービスにより、倉庫プロセスへのロボットの導入率はさらに高ま ると考えられます。 ロボットが人の補佐役となることで、物理的 かつ要求の厳しい繰り返し作業を引き受け、有効性を高めつつ スペースを使用することが可能になります。 倉庫と店頭に導入 すれば、在庫の維持と配達が迅速に行えます。 物流管理者の選 択肢はさまざまですが、ロボットが将来的に不可欠であることも 認識しているはずです。 詳細はこちら:cognex.com/ja-jp/logistics 1 ロボット稼働の「暗い」倉庫、企業による導入の動きは鈍い（2023年2月）、https://www.wsj.com/articles/companies-are-slow-to-adopt- robot-operated-dark-warehouses-46e1c887 物流におけるロボットの応用 9

マシンビジョンとバーコードリーダの グローバルリーダ 40年以上、コグネックスは世界中の革新的な企業において、製造・流通の迅速化、スマート化、 効率化を支援してきました。 コグネックスのマシンビジョンソリューションは、ハードウェアとソフトウェアを融合し、視覚的情報 を取り込み、解析します。 幅広いソリューションにより、世界中の製造・流通業務の自動化が可能 になり、位置決め、識別、検査といった基本的なアプリケーションの効率と品質が向上します。 コグネックスの製品には、AIを含む高度な技術が組み込まれているため、工場への導入 がカンタンで、RO（I 投資収益率）の向上が期待できます。 40年の実績 グローバルカスタマー サポート 500以上 2023年度総収入 830万ドル以上 R&Dへの投資 売上高の17% EUとアジアで 60% の収益 技術特許 1,100件 世界顧客数 25,000以上 8年にわたる産業用 チャネルパートナー 400以上 マシンビジョンのAI開発 www.cognex.com/ja-jp/productsをご覧ください 10

BUILD YOUR VISION ビジョンシステム 欠陥検出から組立検査やテキスト読み取りまで、 簡単に設置できるビジョンシステムで検査タスク を自動化。 www.cognex.com/ja-jp/machine-vision バーコードリーダ あらゆるタイプのコードに対応する強力なリーダ と検証機により、工場のフロアからドックのドアま で全工程を追跡。 www.cognex.com/ja-jp/barcodereaders 業種別ソリューション 柔軟かつ信頼性の高いマシンビジョンおよびバー コード読み取りソリューションで、幅広い業種の 用途に対応。 www.cognex.com/ja-jp/solutions コグネックスの画像処理およびバーコード読み取りソリューションは、品質の最適化、 コストの削減、トレーサビリティの管理を実現し、世界中の企業に利用されています。 コグネックス株式会社　〒113-0021　東京都文京区本駒込2-28-8　文京グリーンコート23階 <お問い合わせ> 0120-301-448 infojapan@cognex.com 世界拠点 アイルランド +353 21 421 7500 インド +91 7305 040397 イタリア +39 02 3057 8196 インドネシア +62 21 3076 1792 南北アメリカ オランダ +31 207 941 398 日本 +81 3 5977 5400 アメリカ合衆国 +1 844-999-2469 ポーランド +48 717 121 086 韓国 +82 2 539 9047 © Copyright 2024, Cognex Corporation. 本書のすべての情報 ブラジル +55 11 4210 3919 ルーマニア +40 741 041 272 マレーシア +6019 916 5532 は予告なく変更されることがあります。 無断複写・転載を禁じ メキシコ +800 733 4116 スペイン +34 93 299 28 14 ニュージーランド +64 9 802 0555 ます。 Cognex、DataMan、およびIn-Sightはコグネックスコーポ ヨーロッパ スウェーデン +46 21 14 55 88 フィリピン +63 2 8539 3990 レーションの登録商標です。 その他記載されている製品名は スイス +41 445 788 877 シンガポール +65 3158 3322 各社の商標または登録商標です。 Lit. 番号 ROBLOG-02-2024 オーストリア +43 800 28 16 32 トルコ +90 216 900 1696 台湾 +886 02 7703 2848 ベルギー +32 289 370 75 イギリス +44 121 29 65 163 タイ +66 6 3230 9998 チェコ +420 800 023 519 ベトナム +84 98 2405167 フランス +33 1 76 54 93 18 アジア太平洋地域 ドイツ +49 721 958 8052 オーストラリア +61 2 7202 6910 cognex.com/ja-jp ハンガリー +36 800 80291 中国 +86 21 5875 1133