物流ロボットとは？種類と特徴、基本原理、導入メリットや課題を解説
物流ロボットとは、物流業界における効率化や人手不足の解消、安全性の向上など、さまざまな問題の解決を期待される技術です。
本記事では、物流ロボットの種類や特徴だけではなく、導入方法や導入メリット、導入の課題について解説します。物流ロボットの導入を検討していたりお悩み事のある際は、ぜひ本記事をご活用ください。
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目次
１．物流ロボットとは？特徴や原理
物流ロボットとは、倉庫や配送センターといった物流の現場で物品の移動や管理を行うロボットです。物流ロボットの活躍により、物流における人手不足の解消だけでなく、荷物の仕分け、ピッキングといった従来人が行っていた作業の効率化が期待されています。
さまざまな現場で利用される物流ロボットの種類や原理について解説します。
（１）物流ロボットの種類
物流ロボットは用途や機能により大きく三種類に分類されます。代表的なものであるAGV（無人搬送車）、AMR（自律走行搬送ロボット）、GTP（棚搬送型ロボット）について解説します。
①AGV（無人搬送車）
AGV（Automatic Guided Vehicle）とは、あらかじめ設定されたルートを走行することで、ある地点からある地点へのモノ移動に特化した物流ロボットです。ロボット本体が台車となりモノを乗せたり、モノの乗った台車をけん引することで物品を搬送します。
床面のガイドに沿った走行のみならず、フォークリフトやシャッター、倉庫システムと連動することで荷下ろしから搬送までを人の手を介さずに行うことができます。
②AMR（自律走行搬送ロボット）
AMR（Autonomous Mobile Robot）とは、自己位置の認識や環境マッピング、センサーによる障害物検知を行うことで、他作業の行われている現場でも自律的に走行可能な物流ロボットです。
AGVとは異なり、走行ルートを示すガイドを必要とせずに、自らルートを選択することで人との協働ができるという特徴があります。自由度の高い作業を任せることで、作業者の負担軽減に貢献することができます。
③GTP（棚搬送型ロボット）
GTP（Goods to Person）とは、モノを棚ごと搬送するロボットです。従来はモノをピッキングするためには作業者が目的の棚まで移動していたのに対して、GTPにより棚の方が作業者に移動してくることで歩く時間を短縮することができます。
広義にはAGVの一種ではありますが、棚ごと運ぶものは特にGTPと呼ばれます。（図１）
図１ GTPの動作イメージ
（２）物流ロボットの基本原理
次に、代表的な物流ロボットであるAGVとAMRの動作方式を解説します。
物流ロボットを導入する作業内容や現場環境に応じてどちらが適しているかを見極め、機種選定を行う必要があります。
①AGVの仕組み
AGVは、床に貼られた磁気テープやガイドテープ、2次元バーコードを読み取ることで情報を取得し、自身の位置を把握しながら指定されたルートを走行します。
指定されたモノを指定された場所まで定期的に運んだり、システムと通信することで複雑な搬送プロセスを連続で行うことが得意です。
作業環境が変化した際には走行ルートの再設定が必要なものの、作業者と仕事を分担することで効率的に搬送に従事させることができます。（図２）
図２ AGVの動作イメージ
②AMRの仕組み
AMRは、本体に搭載したセンサーやカメラを用いて周囲の状況を計測するリアルタイムで把握し、目的地まで自律的に走行します。
最大の特徴は固定されたガイドラインがなくても自由に移動できる点で、決められた動きをせずに作業者と協働するかたちで物流作業に従事させることが可能です。現場のレイアウトなどが変更されても柔軟に対応し、作業者を補助します。
物流ロボットについては以下の動画も参考にしてください。
引用：【物流業界に革命】人件費は２割削減なのに出荷量は2倍！三井不動産の物流センターで活躍する物流ロボットが凄い！
引用：人は動かずロボットが仕分け 人手不足対策で物流大手がロボット活用の実証実験
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２．物流ロボットのメリット
物流ロボットの導入には多くのメリットがあり、物流の現場において広く普及しています。ここでは、物流業務の効率化やコスト削減をはじめとするさまざまなメリットについて解説します。
（１）コスト削減
物流ロボットの導入は物流業務の省力化や省人化につながります。
省人化は主に人件費の面からコスト削減に貢献します。また、省力化による作業負担の軽減は作業ミスやエラーの削減につながり、長期的な目線でのコスト削減につながります。
物流ロボット導入の初期投資によるコスト増はあるものの、省人化することでの人件費の削減、省力化によって運用コストも削減できるといったメリットがあります。
（２）安全性向上
作業者の安全は、あらゆる生産活動の中で最優先事項であり、事故リスクの高い作業現場は製品の品質にも悪影響を及ぼします。
物流ロボットの導入により、人間の作業者が危険な作業に従事する場面が減り、安全性の面から生産性向上につながります。重い荷物の荷下ろしや運搬、高所への上げ下ろし作業など、危険の伴う作業をロボットが行うことで事故を防ぎます。
（３）柔軟性と拡張性
プログラムによる動作セッティングを行うことができる物流ロボットは、作業現場に柔軟性と拡張性をもたらします。
取り扱うモノの数や形状の変更、作業エリアのレイアウト変更、作業量の増加減少といったさまざまな変更にも、少ない追加投資で対応可能なのが物流ロボットの強みです。作業者の熟練度に依存してしまいがちな現場の柔軟性を確保できることは、商材の変化が激しい物流の世界では大きなメリットです。
（４）人手不足の解消
特に人手が多く必要な作業の多い物流業界において、人手不足は深刻な問題となります。
物流ロボットは従来人手で解決していた、ある程度単純な作業を代替することができます。人間の作業者が行うよりも高い効率で作業を行うことで現場をほぼ自動化し、作業者はよりバリューの高い業務へ集中することで企業競争力の向上にもつながります。
（５）人的ミスの撲滅
人間にはない正確さと素早さをもつ物流ロボットの導入は、人的ミスの撲滅に貢献します。
手作業によるピッキングや在庫管理で生じがちな小さなミスは対策としてダブルチェックをはじめとした体制の構築が不可欠ですが、物流ロボットによりこれらの人的リソースを節約することができます。
３．物流ロボットで自動化される作業
物流ロボットの導入により自動化が期待できる、いくつかの作業を紹介します。物流業務の自動化は、作業効率の向上から運営コストの削減に貢献し、企業競争力を高めることへつながります。
（１）ピッキング作業
ピッキング作業とは、注文に応じた商品を棚から取り出すプロセスです。
従来人の手で行っていたこの作業を物流ロボットに任せることで、正確で効率の高いピッキングを行うことができます。ピッキングロボットによる人間よりも正確で速いピッキング作業だけではなく、人間がピッキングする商材においてもGTPにより移動時間を短縮した高効率なピッキング作業が実現できます。
（２）在庫管理
倉庫における在庫管理は、入出荷状況と現物の確認を行う作業が伴うため、作業者にとって負荷の大きい作業です。倉庫管理システムと物流ロボットを連携させたシステムを構築することで、煩わしい在庫管理も自動化することができます。倉庫内の在庫を把握したシステムにより物流ロボットの搬送を管理し、在庫状況として更新することができます。
作業者はシステム確認に専念することができ、在庫過不足や商材の紛失、誤配置といったトラブルも物流ロボットの正確性により削減できるという効果もあります。
（３）出荷作業
出荷作業とは、注文を受けピッキングした商品を箱詰め、ラッピングし出荷工程へと送り出すプロセスです。
物流ロボットは、上述のピッキング作業に加え箱詰め梱包、ラッピング、ラベル貼りといった作業を一貫して行えるタイプもあります。箱の大きさの選定を行ってくれたり、適切な箱を組み立ててくれるロボットの登場により、従来人の手が多く作業ネックであった出荷作業の効率化が期待されます。
物流ロボットによる作業は出荷ミスや遅延が少なく、顧客満足度の向上といった効率化以外のメリットもあります。
４．導入にあたり検討する事項
物流ロボットの導入は、企業における物流業務の大部分を大幅に改善する可能性を秘めています。しかし、導入に際して適切な事前検討をしなければ、上手く効果が得られず投資コストを回収できない可能性もあります。ここでは、物流ロボットの導入にあたり検討が必要な項目を解説します。
（１）現状分析
物流ロボット導入の第一歩は、現状分析です。
現在の物流業務におけるボトルネックは何かを明らかにし、なぜ物流ロボットが必要かを共有します。次にボトルネック作業の現状作業量を明らかにし、どの作業をどの程度効率化すれば現状の問題を解決できるか、というように順追って作業分析を行うことが必要です。
見切り発車による自動化プロジェクトのスタートは投資回収が困難になるどころか、現状よりも効率を悪化させてしまう可能性もあるので、作業者目線と管理者目線での問題共有がなにより大切です。
問題点が明らかになったら、対象の物流業務にかかるコストを明確化し、どういった改善でコスト削減が見込めるかを検討していきます。
その結果として、物流ロボット導入の必要性分析、導入による期待効果の算出へと進んでいきます。
地道な作業ではありますが、定量的評価の繰り返しは効率化にとって大切なプロセスです。
（２）機種選定
現状分析の結果から自動化する作業が決定したら、導入する物流ロボットの機種を選定します。
選定にあたっては当然ながら、導入目的に合った機能を持つロボットを選ぶことが重要です。例えば、ピッキング作業の効率化を目指す場合においては、ピッキングロボットによる自動化を目指すのか、GTPにより作業者の負担を減らすのかなど多角的な検討が大切です。
ロボットの性能（移動速度、積載量、稼働時間など）も加味し、対象となる業務に適しているかを評価します。
価格を始めとした導入コストだけでなく、ロボットのセッティングなどの運用コストやメンテナンスコスト、メーカーによるサポート体制の充実なども重要な選定基準となります。
（３）メンテナンスと管理
物流ロボットの効果的な運用には、定期的なメンテナンスと適切な管理が必要です。
物流ロボットはその性質上稼働時間が長くなりがちなため、定期点検のスケジュールを設定して予防的に保全することで、異常の早期発見・対処が可能な仕組みを作ることが大切です。ロボットメーカーとの保守契約や、迅速な修理対応や部品供給の確保も事前に確認すべき内容です。
さらに、ロボットを操作・管理する作業者へのトレーニングや管理体制の構築も事前に行うことで、導入後のスムーズな運用を行うことができます。
人間を補助するロボットはそれだけで高い作業効率を生み出すわけではなく、適切なシステムによって高い効率を生み出すことができます。
５．物流ロボット導入の課題
物流ロボットの導入には多くのメリットがありますが、いくつかの課題も存在します。これらの課題をよく理解し、適切に対処することが物流ロボット導入には必要不可欠です。
ここでは、物流ロボット導入に関する主な課題について解説します。
（１）コスト（初期、維持）
コストは物流ロボットの導入における大きな課題はコストです。
高額になりがちな初期の導入コストはもちろん、ロボットの設置や初期設定、ソフトウェアの導入費用も考慮しなければなりません。
また、ロボット導入後の維持費用は定期的なハードメンテナンスや部品交換に加え、システムのアップデートなどの形で継続的に発生します。
事前検討でも行っているはずですが、ランニングコストも含めた長期的な見積もりで費用対効果を十分に検討することが大切です。
（２）作業者教育
作業者の教育は、物流に限らず現場への新たなシステム導入において避けられません。
物流ロボットの効果を最大限発揮するためには、作業者が新しいシステムやロボットの操作方法を正しく理解し、使いこなすことが必要です。
従来の作業方法から変更となる部分や新たな工程など、作業者に対する十分な教育とトレーニングを行い新しい技術に対する抵抗や不安を払拭し、円滑な運用のためのサポート体制を整えることも有効となります。
（３）物流ロボットと協働する体制の構築
物流ロボットと人間が協働する体制の構築も重要な課題です。
多くの場合、物流ロボットの導入によりそれまでの作業の流れが変わるため、人とロボットの作業役割分担を明確にし、効果的に協力できるようプロセスを再設計する必要があります。効率的な運用のためには、物流ロボットと作業者の動線干渉による安全性への懸念や、トラブル時の対応手順など、物流ロボットありきの作業環境に適応する体制の構築が重要な課題となります。
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