Amazonのロジスティクスおよび流通センターのロボット工学変換とKivaロボット

アマゾンの物流戦略 - 静かな革命：ロボットがアマゾンのサプライチェーンを変える

2012年のKiva Systemsの戦略的買収以来、Amazonは物流センターを根本的に変革し、効率性と生産性の向上にロボット技術の活用を加速させてきました。7億7,500万ドルの投資から始まったこの取り組みは、数十万台のロボットからなる包括的なネットワークへと進化し、今やAmazonのグローバル物流インフラに不可欠なものとなっています。この進展は、同社の技術革新だけでなく、現代の物流の運営方法における根本的な変化をも示しています。

に適し：

• 触覚ロボット：タッチ感覚を備えたロボット - 触覚の新世代のバルカンと触覚オブジェクト認識に関する共同研究

始まり：自動化の基盤としてのKiva買収

2012年3月、Amazonは倉庫用ロボットメーカーのKiva Systemsを7億7500万ドルで買収し、大きな話題を呼びました。この買収はAmazon史上2番目に大きな規模となり、Amazonがロボット大国へと躍り出る礎を築きました。

マサチューセッツ州ノースリーディングに拠点を置くKiva Systemsは、商品を従業員まで運ぶオレンジ色の平たいロボットの開発を専門としています。この技術は既に複数の小売業者で導入されており、その中にはAmazonが以前買収した靴販売のZapposとベビー用品販売のDiapers.comの2社も含まれています。Kiva Systemsによる効率性の向上は目覚ましく、メーカーによると、従業員はロボットの助けを借りて2倍の作業量をこなせるようになったとのことです。Amazonの経営陣は、生産性が3～4倍に向上したとさえ述べています。

買収後、Kiva SystemsはAmazon Roboticsに社名変更され、ロボットは当初Amazonの物流センターにのみ導入されました。これは大きな変化でした。Amazonは以前開発された技術を競合他社に販売せず、自社のニーズにのみ使用するようになったからです。

アマゾンのロボット艦隊の開発

長年にわたり、オリジナルの Kiva ロボットは、さまざまな特殊ロボットの艦隊へと進化してきました。

主力ロボット：Kiva/Driveロボット

オレンジ色のKivaロボット（後に「Drives」と呼ばれる）は、Amazonの物流の根幹を成しています。床に貼られたコンピューター制御のバーコードステッカーのシステムを使って倉庫内を移動します。重量約145キログラムで、最大340キログラムの棚を運搬でき、時速5.5キロメートルで移動します。ロボットはバッテリー駆動で、1時間ごとに5分の充電が必要です。

これらのロボットは物流センターの業務に根本的な革命をもたらしました。従業員が倉庫内を何キロも移動する代わりに、ロボットが商品を直接従業員のもとへ届けるのです。

プロテウス：自律的な同僚

2022年7月、Amazonは同社初の「完全自律移動ロボット」であるProteusを発表しました。従来のモデルは隔離されたエリアでしか動作できませんでしたが、Proteusは高度な安全技術、知覚技術、ナビゲーション技術を用いて人間を認識し、回避します。この機能により、人間の従業員と同じエリアで作業することが可能となり、人とロボットの協働における大きな進歩となります。

カーディナル：精密なパッケージング

ロボットアーム「カーディナル」は、最大25キログラムの荷物を持ち上げ、仕分けすることができます。カーディナルは、出荷プロセスの初期段階における荷物の仕分けを最適化し、処理時間を短縮し、プロセス全体をスピードアップするために開発されました。Amazonは2024年から倉庫にカーディナルを導入する予定です。

バルカン：「触覚」を持つロボット

アマゾンのロボット群の最新のイノベーションは、2025年に発表された「触覚」を備えたロボット、バルカンだ。予期せぬ接触があるとすぐに停止したり、通り過ぎたりする従来の産業用ロボットとは異なり、バルカンは実際に周囲の環境を「感じる」ことができる。

Vulcanは、コンパートメント内の物体を押しのける「ルーラー」と呼ばれる部品と、移動させる物体のサイズと形状に応じてグリップ力を調整できる「ヘアアイロン」（パドル）と呼ばれる部品で構成されるシステムを採用しています。この技術により、VulcanはAmazonの在庫にある数百万点の商品の約75%を処理できます。

このロボットはすでにハンブルク近郊のヴィンゼンにある物流センターで使用されており、手の届きにくい場所に商品を供給し、従業員の作業をより安全かつ効率的にしている。

に適し：

• AmazonのRobotics Fulfillment Centerシステム

大規模なスケーリング：数百から数十万へ

アマゾンの物流ネットワークにおけるロボット技術の普及は驚くべき速さで進んでいます。

• 2015年：ヨーロッパ初のロボットがポーランドのヴロツワフの物流センターに導入されました。
• 2019年：アマゾンの倉庫で20万台以上のロボットが稼働
• 2025年: Amazonは世界最大規模の75万台の産業用ロボット群を運用する。

金融専門家のキャシー・ウッド氏は2023年、Amazonの倉庫では2030年までにロボットの数が人間を上回ると予測しました。毎日約1,000台の新しいロボットが追加される見込みです。最新の倉庫では、この傾向はすでに現実のものとなっており、既に人間よりも多くのロボットが働いています。

効率、安全性、従業員への影響

革命的な効率性の向上

ロボットの導入により、Amazonの物流センターの効率は劇的に向上しました。以前は従業員が何マイルも歩かなければならなかったのが、今ではプラットフォームに立ち、ロボットが商品を運んでくるのを待つだけで済みます。これにより、次のようなメリットがあります。

• 倉庫作業員一人当たりの生産性が3～4倍に向上
• 在庫レベルの向上と納期の短縮
• ストレージスペースのより効率的な使用

職場の安全性の向上

ロボット技術は物流センターの安全性の向上に大きく貢献します。

• ロボットが肉体的に負担の大きい作業を引き受けるため、従業員の肉体的負担が軽減されます。
• 同社のデータによれば、2022年に記録されたインシデント率とダウンタイム率は、Amazonロボットを導入した拠点では導入していない拠点と比較してそれぞれ15%と18%低かった。

労働世界の変革

ロボットが人間の労働者に取って代わるのではないかと懸念する批評家がいる一方で、Amazonは2012年のロボット導入以来、世界中で約30万人の新たなフルタイム雇用が創出されたことを強調しています。しかし、仕事の性質は変化しています。

• 従業員は倉庫内を歩き回る必要がなくなり、固定された梱包ステーションで作業するようになります。
• 特にロボットのメンテナンスと監視において、新たな職務内容とキャリアのチャンスが生まれています。
• 技術的なスキルがますます求められるようになり、一方で肉体的に要求の厳しい作業は減少しています。

未来：明日の配送センター

Amazonは、新たなロボット技術の開発に多額の投資を続けています。「未来の配送センター」のための技術に7億ユーロ以上が投資されています。ドルトムントにあるラストマイル開発センターには、世界でも類を見ない試験施設が建設され、今後10年間の荷物配送を形作る技術が開発されています。このコンセプトの最初の完全導入は2026年に予定されています。

「知覚」ロボット「バルカン」などの最近の開発は、アマゾンがますます複雑で要求の厳しいタスクを処理できるロボットへの依存度を高めていることを示唆しています。その焦点は、効率性の向上だけでなく、人間の従業員の労働条件の改善にも置かれています。

広範囲にわたる影響をもたらす変革

Amazonの物流・配送センターへのロボット導入は、単なる技術的な仕掛けではなく、業界全体の根本的な変革です。2012年のKiva Systems買収から始まったこの取り組みは、世界最大級の産業自動化プロジェクトの一つへと発展しました。

導入されるロボットの数と種類の増加は、Amazonが人間の労働を完全に放棄することなく、自動化への一貫した取り組みを示している。それどころか、ロボットが反復的で肉体的に負担の大きい作業を引き受け、人間がより複雑な作業に集中できるようにする、人間と機械の新たな協働の形が生まれつつある。

Amazonの物流の将来は、ロボット工学と人工知能（AI）のより緊密な統合によって特徴づけられると予想され、サプライチェーンの効率性、安全性、迅速性をさらに高めることを目指しています。Amazonは物流業界全体の標準を確立しようとしており、その標準は長期的に他の企業にも影響を与えるでしょう。

他の自動化ソリューションと比較したKivaロボットの利点

1. 生産性の大幅な向上

• Kivaのロボットは、倉庫作業員の生産性を従来の自動化ソリューションの2倍に高めます。Kivaによると、倉庫作業員の生産性は3～4倍向上します。
• 6 秒ごとに新しい商品を従業員に提示できるため、注文を非常に迅速に処理できます。

2. 柔軟性と拡張性

• 固定されたコンベアベルトや自動化された高層倉庫とは異なり、Kiva ロボットは小型の自律動作ユニットであり、倉庫内を柔軟に移動し、棚を任意の位置に移動できます。
• システムはほぼ無限に拡張可能であり、大規模な構造変更を必要とせずに、必要に応じてロボットや棚を追加できます。

3. 保管スペースの最適利用

• ロボットが棚を作業員の元まで運ぶため、倉庫作業員は長距離を歩く必要がなくなり、身体的負担が大幅に軽減され、時間も節約できます。
• ロボットは暗闇や低温下でも動作できるため、保管エリアを常時照明や暖房で照らす必要がありません。これにより、エネルギーと運用コストを節約できます。

4. 人員要件の低減と人間工学の改善

• 人的労働はピッキングステーションでの商品の取り出しとピッキングに集中しています。疲労、法的に義務付けられた休憩、あるいは集中力の妨げとなるものは、もはや倉庫作業においてほとんど影響を与えません。
• 従業員は固定された姿勢で作業するため、倉庫内を何キロも歩く必要がなくなり、身体的負担が軽減されます。

5. 容易な統合と低いインフラストラクチャ要件

• Kivaシステムに必要なのは、十分な電力、適切なロボットと棚、そして平らな表面だけです。複雑なコンベア技術や特殊な建築構造は必要ありません。

6. 幅広い製品範囲に特に適しています

• このソリューションは、電子商取引で一般的な、異種製品を扱う倉庫や幅広い製品範囲を扱うサプライヤーに最適です。

他のシステムとの比較

Kivaロボットと他のシステムの比較 – 画像: Xpert.Digital

Kiva ロボットと、コンベアベルトや高層倉庫などの従来の自動化システムを比較すると、重要な分野で大きな違いが明らかになります。Kiva ロボットは並外れた柔軟性を特徴としていますが、従来の自動化システムの適応性は限定的から中程度です。また、Kiva ロボットはモジュール式でコスト効率よく拡張できるため、拡張性にも優れていますが、従来のシステムは適応に制限があり高価であることが多いです。Kiva ロボットは動作に照明を必要としないため、エネルギー効率も非常に高いです。一方、従来のシステムは中程度からやや効率的です。従業員にとって、Kiva ロボットは固定されたワークステーションと最小限の歩行距離で人間工学的に有利な作業方法を提供します。対照的に、従来のシステムでは多くの歩行が必要であり、従業員の人間工学に悪影響を及ぼします。Kiva ロボットはモジュール式の拡張性があるため、必要な投資は中程度ですが、従来のシステムでは大規模な設置と変更に高いコストがかかります。最後に、Kiva ロボットはさまざまな製品範囲に特にうまく適応できるのに対し、従来の自動化は通常、均質な製品に最適化されているため、適応性が低いことがわかりました。

Kivaロボットは、従来の自動化ソリューションと比較して、柔軟性、拡張性、エネルギー効率、そして人間工学の比類なき組み合わせを提供します。特に、eコマースのような動的かつ異機種混在の倉庫環境に適しており、生産性を大幅に向上させると同時に、従業員の身体的負担を軽減します。

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