物流倉庫の自動化とマテハンとは？具体的な種類について詳しく解説

マテハンとはマテリアルハンドリングの略で、物流倉庫内で材料・製品の移動・運送や保管・仕分けに使用される設備全般を指します。近年、マテハンは効率性と生産性の向上のために自動化が進められています。

本コラムでは、自動化に至るまでの物流倉庫のマテハンの役割と、具体的な設備について解説します。読み進めることで物流倉庫の自動化への理解を深めることができます。

マテハン（マテリアルハンドリング）と物流倉庫の自動化

マテハンとはマテリアルハンドリングの略で、物流の過程で物品の移動、保管などを行うための設備全般を意味します。具体例としては、フォークリフト、コンベヤ、搬送ロボット、仕分けシステムなどがありますが、今回は特に自動化に関連するマテハンに焦点を当てて解説していきます。

物流倉庫の自動化

経済のグローバル化とeコマースの急成長に伴い、物流業界では労働力不足が深刻な課題となっています。これを解決するため、物流倉庫では作業の効率化、エラーの減少、安全性の向上を目的に自動化が進められています。自動化されたマテハンは、リードタイムやコストの削減に貢献し、人よりも高い精度でタスクを実行することが可能です。

マテハンの多様化・性能の向上

物流倉庫の自動化が進むにつれて、マテハンもより複雑で高性能なものへと進化していきました。自動化マテハンはただ物を運ぶだけでありません。最近ではAIの活用により、最適な在庫配置を行い機械の動きも最少化されるなど、より戦略的な役割を担っています。

自動化に寄与するマテハンの種類

物流倉庫の自動化には様々なマテハンが使われており、それぞれが特定の作業を効率化するために設計されています。以下で、自動化に寄与するマテハンの種類を用途ごとに見ていきましょう。

積み込み・積み下ろし

倉庫外への荷物の積み込みや倉庫外からの積み下ろしの自動化には、パレタイザー・デパレタイザーやフォークリフト、バンニングシステムがあります。 

• パレタイザー・デパレタイザー

パレタイザーは荷物をパレットに積み上げる設備で、デパレタイザーは積み下ろす設備で、機械式とロボット式の二つに大別されます・機械式は大量に素早く処理するのが特長ですが、商品の種類や配置をあらかじめ整える必要があります。ロボット式は、ロボットアームで一つずつ商品をつかんで作業を行います。機械式に比べて処理能力は劣りますが、商品の種類ごとに柔軟な対応が可能なことと、必要な設置スペースが比較的小さいことが特長です。

• 無人フォークリフト

フォークリフトは車両前面に装着されたツメを用いてパレットなどの荷物を運搬する車両型の機械です。一般的に普及しているものは専用の免許を保有している運転者が必要ですが、近年では無人の車両も開発され省人化・効率化が進んでいます。

• バンニング・デバンニングシステム

荷物をコンテナに自動で積み込む・積み下ろす設備で、ベルトコンベアをコンテナから倉庫内へ接続するなどにより作業効率を大幅に向上させます。 

具体的な事例としては、大手物流会社の倉庫のケースがあげられます。フォークリフトオペレーターの不足という課題を抱えていたこの倉庫では、無人フォークリフトの導入によって夜間に出荷準備作業を実施、朝・昼の出荷・入荷作業においても作業補助として導入することで、増員をせずさらなる効率化を達成しました。

保管

保管プロセスの自動化にもさまざまなマテハン設備が使用されます。これらは倉庫内の限られた空間を最大限に活用するために重要なツールです。

• 自動倉庫

自動倉庫とは商品情報・保管場所をパレット又はケース単位で管理し、棚からのピッキングを自動で行うコンピュータ管理された倉庫のことです。ピッキング作業の効率化に加え、通常の倉庫では作業のために設けられている棚の間隔を省略できるため保管効率も向上します。 

• 搬送・運搬

自動化された搬送システムは、製品を生産ラインと物流倉庫の中でスムーズに移動させるために欠かせません。これまで主流だったコンベアに加え、最近では、AGV（自動誘導車）やAMR（自律走行搬送ロボット）といった設備が搬送作業を迅速かつ正確に行うマテハンとして広く普及しつつあります。

• AGV（自動誘導車）

「AGV（Automatic　Guided　Vehicle）」とは、日本語では自動誘導車と呼ばれ、無人で荷物を運搬する車両を指します。様々な種類がありますが、床面に磁気テープなどを敷設し、それに沿って自動で運搬するタイプが一般的です。

• AMR（自律走行搬送ロボット）

「AMR（Autonomous Mobile Robot）」とは、日本語では自律走行ロボットと呼ばれ、AGVと同様に自律して荷物の運搬を行うロボットです。あらかじめプログラミングされた作業・移動を行うAGVと異なり、搬送ルートの自動作成により、倉庫レイアウトが変更になっても素早く対応できるのが最大の特長です。機械への荷物の積載は人の手で行うタイプもあります。

具体的な事例としては、大手住宅建材メーカーの倉庫のケースがあります。この倉庫では、SKU数の増大による保管スペースの不足・保管場所の把握漏れによる業務効率の低下という課題を抱えていました。これに対して、AGVを導入し業務効率の改善と作業者の身体負荷の軽減、ピッキング作業の平準化を達成しました。

仕分け・ピッキング

複雑な物流プロセスにおいて仕分けやピッキングのスピードと正確性は極めて重要であり、このフェーズの自動化も進んでいます。

• ソーター（自動仕分け機）

ソーター（自動仕分け機）は、ベルトコンベヤに沿って出荷先別や品目別など、目的・種類別に製品を仕分ける機械です。人の手による作業に比べて正確かつ素早く仕分けができるのが特長です。

• DPS(デジタルピッキングシステム)

DPS(Digital Picking System)は、摘み取り方式のピッキングに使用するシステムです。保管棚に商品ごとに機器を取り付け、デジタル表示されている数量分の商品をピッキングするという形で使用します。感覚的に使用でき、商品種類間違えやピッキング数量ミスを防げるのが特長です。

具体的な事例としては、大手工業製品メーカーのケースがあります。このメーカーでは、需要増加に対する部品組付け作業の効率化が課題でした。作業者ごとに部品を選択する必要があり、ピッキング作業がボトルネックとなっていたためDPSを導入した結果、部品確認の負荷が大きく低減し、ピッキングミスも減少しました。

梱包

製品を配送するためには適切な梱包が必要となります。自動化により作業効率の大幅な向上を期待できます。 

• 自動製函機

自動製函機は、製品のサイズや形状に合わせてダンボール箱を組み立てる機械です。段ボール箱の組立自体は単純な作業ではあるものの、人の手で大量のダンボール箱を組み立てるのは大きな負荷がかかります。そのため自動化によって省人化に大きく寄与します。

• 自動封函機

自動封函機は、ライン作業で段ボールの天面を自動で折込、封函する機械です。ガムテープ等の様々な封函材料に対応可能で、自動製函機と合わせて使用することで梱包作業を大幅に効率化します。

• オートラベラ

オートラベラはコンベアで運ばれてくる荷物に、ラベルを自動で印刷・貼付する機械です。荷物に対してそれぞれ適切なラベルを適正な位置に貼り付けできるため、ラベルを貼る荷物間違いや貼付箇所間違いなどのエラーを防ぐことができます。

具体的な事例としては、自動車用プラグの製造工場のケースがあります。この工場では、手作業で組み立てた出荷用ダンボールの保管場所の確保が難しく煩雑な管理がされている状況でした。自動製函機の導入により、出荷時に随時組み立てを行うフローに変更することで保管スペースの削減と作業環境の改善を達成しました。

まとめ

自動化が進む物流倉庫において、以上紹介したようなマテハンは作業の効率化、エラーの減少、安全性の向上には不可欠です。今後もより進化したマテハンが登場し、物流倉庫の自動化はさらに推進されることでしょう。

プロレド・パートナーズでは、包括的な倉庫業務の効率化を提案しています。マテハン導入に関して、現状把握による必要なプロセスの特定から、機器の選定、投資対効果試算、導入後の生産性の最大化まで一貫して支援が可能です。お気軽にご相談ください。