スマートピッキング - スマートオーダーピッキング

Konrad Wolfenstein

5年前

スマートピッキング – スマートオーダーピッキング – 画像: Zapp2Photo|Shutterstock.com

倉庫物流におけるロボットとバーチャルリアリティ

ロボットは数十年にわたりドイツ経済において広く活用されてきました。しかしながら、これまでロボットの主な用途は製造・組立であり、物流分野では依然として目立たない存在でした。インダストリー4.0の到来と倉庫におけるネットワーク化と自動化の進展により、物流においてもロボットの時代が到来しつつあります。.

倉庫におけるロボットの活用を考えると、ロボットは主に自動搬送車（AGV）を用いた物品輸送に利用されていることが注目されます。保管やピッキングの分野では、自動化ソリューションはまだ一般的ではありません。しかし、技術開発の急速な進展と、効率性、スピード、安全性といった面で自動化システムが持つ利点を考慮すると、業界では考え方の転換が進んでいます。現在、ますます多くの物流企業が、保管やピッキングにおけるロボットシステムの将来的な活用を検討、あるいは既に導入しています

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これは、人口動態の変化によって深刻化し既に顕著となっている熟練労働者の不足と、スループットの着実な増加を考えると、物流業界が大きな課題に直面していることからも不可欠です。この課題に対処するには、自動化システムと自律的なオーダーピッキングが不可欠です。ベルトコンベアやAGVを用いた倉庫内での商品の輸送は比較的簡単ですが、オーダーピッキングの自動化ははるかに困難です。統計によると、オーダーピッキングの90%以上は依然として手作業によるものです。これは、これまでロボットソリューションで人間の目と手、そして触覚までもを、満足のいくコスト効率で再現することがあまりにも複雑だったためです。.

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倉庫内のロボットは、安全に移動できるだけでなく、絶えず変化する状況にも対応しなければならないという点がもう一つの課題です。ロボットは他のシステムを自律的に回避し、さらに保管場所やピッキングステーションで様々なサイズのアイテムを正確にピッキングできなければなりません。近い将来、人間の労働力を完全に排除することはできないため、ロボットは作業員の邪魔をしたり、危険にさらしたりすることなく、人間とロボットが協調して作業を行う必要があります。.

ロボットの2つの大きな課題：正確な把握と認識

開発者たちは、ロボットグリッパーの協調動作の基盤となる複雑なソフトウェア制御を習得しました。しかし、より大きな問題は、主に製品範囲の多様性に起因する、商品自体の把持です。倉庫でピッキングされる商品は、形状、剛性、強度、重量、体積、表面積が大きく異なる場合があります。これらの商品を適切にハンドリングするために、さまざまな技術が用いられます。しかし、クランプ、トラクション、真空グリッパーのいずれの技術も、単独ではすべての製品範囲をカバーすることはできません。したがって、あらゆる商品を確実にピッキングするには、より汎用性の高いソリューションが必要です。.

ロボットによる自動ピッキングが困難なもう一つの理由は、自動化システムによる画像処理の柔軟性の欠如です。これまで、これらの装置は多種多様な商品を明確に識別するのに苦労していました。そのため、企業は処理する各商品を、材質、重量、特別な取り扱い指示などの特性を含め、事前に丹念にリスト化する必要がありました。この解決策は、管理可能な在庫であればまだ理にかなっているかもしれませんが、数百、あるいは数千点もの商品になると限界に達します。しかし、2Dと3Dの画像処理を組み合わせることで、ロボットは多様な商品に惑わされにくくなり、積み重ねられたり斜めに並べられたりした商品であっても、幅広い商品やパッケージを識別できるようになりました。.

フランスのジュエリーメーカーである Matyは、製品供給の自動化に成功し、その実現方法を実証しました。このシステムの中核を成すのは、ソフトウェア制御のピックアンドプレースロボットで、ジュエリー本体とそのケースを自動的に準備し、次の注文ピッキングに備えます。この方法により、手作業による注文処理と比較して、出荷準備完了パッケージの生産量が50%増加しました。

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仮想現実技術を使用した半自動化ソリューション

ピッキング補助としての HoloLens (出典: Richard Hagl)

ピッキング作業中の倉庫作業員を支援するシステムは、これをさらに一歩進めています。スマートグラスがすでに物流業界に導入された後、仮想現実および複合現実ソリューションの使用は、新たな革命の到来を告げています。スマートグラスの小さなディスプレイとは異なり、 HoloLens は、ユーザーの目がすぐに疲れたり、頭痛などの不快感を経験したりするリスクがありません。VRヘッドセットははるかに大きく、そのためユーザーフレンドリーなディスプレイを備えており、長時間の使用も可能です。しかし、密閉型のVRヘッドセットはユーザーの現実世界の周囲を遮断するため、これらのシステムは現状では物流における日常的な使用には適していません。

デジタルオーダーピッキング支援（出典：ミュンヘン工科大学）

半透明のHoloLensソリューションでは、ユーザーは通常の視野を維持できるため、この問題は発生しません。倉庫内では、場所、時間、視野角に基づいて状況に応じた関連情報が提供され、作業が大幅に簡素化されます。実世界での応用では、HoloLensはピッキング対象の商品の保管場所を認識し、オーダーピッカーを最適な経路に誘導します。保管場所に到着すると、取り出し対象の商品が入っている正しいコンテナが、重ね合わせたシンボルで表示されます。スキャナーモジュールがピッキングされた商品を検証し、電子ピッキングリストに処理済みとして即座にマークします。これにより、ピッキング作業のスピードと精度が向上します。.

拡張現実の先駆的成果 Xpert.Digitalとの共同によるの一環としてノイウルム大学の大学プロジェクト Xpert.Digitalおよび仮想未来向けデジタルB2Bソリューション開発者であるVRエキスパートのリチャード・ハグル氏と協力し、倉庫におけるピッキング作業へのHoloLensスマートグラスの使用の影響を調査しました。この目的のために、スマートグラスには特別に開発されたピッキングソフトウェアが搭載され、プロジェクト期間中にその使いやすさがテストされ、最適化されました。

この革新的なビューピッキング将来的に従来の方式に取って代わり、倉庫における手作業と自動化の間のギャップを埋める可能性を秘めている。しかし、日常的な使用には、デバイスの重量とバッテリー寿命の改善が依然として必要である。