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協働ロボットでピッキングを自動化し生産性を500％向上

DCL Logistics

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物流倉庫のフルフィルメント自動化で人件費と注文精度を改善

DCL Logisticsは、既存のワークセルに統合でき、フルフィルメントセンターで商品のピッキングから箱詰めまでを正確に処理できる、柔軟な自動化システムを求めていました。

そこで同社は、ユニバーサルロボットのUR10e協働ロボットを導入。生産性を500％向上させるとともに、人件費を50％削減しました。さらに、わずか3か月で投資を回収し、注文精度100％を実現しています。

EC需要の拡大と繁忙期の人手不足に対応できる物流自動化が課題に

急速に拡大するEC需要は、サードパーティーロジスティクス（3PL）のフルフィルメントセンターにも大きな成長機会をもたらしています。

DCL LogisticsのChief Revenue OfficerであるBrian Tu氏は、「当社の消費者向け直接配送のフルフィルメント事業は、過去5年間、おそらく年率20％ほどのペースで成長してきました」と説明します。

DCL Logisticsは、ケンタッキー州、ロサンゼルス、シリコンバレーを中心にフルフィルメントセンターを展開するオムニチャネル物流企業です。成長企業や急成長企業を中心に、エレクトロニクス、デジタルネイティブブランド、医療技術機器などの物流を支援しています。

「消費者へ直接商品を届けるフルフィルメントでは、より速く、より大規模に、そしてより低コストで処理することが、ますます重要になっています」とBrian Tu氏は語ります。

一方、従来から人手に依存する工程が多い物流業界では、厳しい労働市場の中でこうしたニーズに対応することが課題となっています。時間当たりの人件費が上昇する中、企業はそのコストを別の方法で吸収しなければなりません。さらに、季節による急激な需要変動への対応も必要です。

DCL Logisticsの顧客の約半数では、ホリデーシーズンに需要が大幅に増加します。なかには年間売上高の40％が、年末のわずか2か月間に集中するケースもあります。

DCL Logisticsは、既存のロボットピッキングやフルフィルメントシステムも検討しました。しかし、顧客ごとに異なる要件へ対応できる柔軟性を備えたシステムは、なかなか見つかりませんでした。

DCL LogisticsのPresidentであるDave Tu氏は、「価格が高すぎる、十分な投資効果が得られない、お客様の用途に適さない、あるいは私たちが求める柔軟性がない。そのいずれかでした」と振り返ります。

「そこで、『それなら自分たちで作ってみよう』と考えたのです」

UR+使用製品：Datalogic IMPACT ロボットガイダンス

DCL Logistics

業界電子機器・テクノロジー

国アメリカ

従業員数 100〜500

使用したURロボット UR10e

DCL Logisticsが協働ロボットで生産性500％向上、人件費50％削減、3か月での投資回収、注文精度100％を実現した方法をご覧ください。

既存の物流工程に柔軟に統合できるUR10を採用

DCL Logisticsは、ロボットによる自動化を検討するため、自動化チームを南カリフォルニアで開催されたATX West展示会へ派遣しました。目的は、すでに確立されている同社のワークフローに最も適したロボットを見つけるとともに、職場環境や企業文化、将来の事業計画との適合性を検討することでした。

自動化チームは、ロボットを中央に配置し、前後に設置した2つのセルから商品をピッキングできるシステムを計画しました。1,300mm以上のリーチが求められる中、ユニバーサルロボットのUR10協働ロボットは、この要件を満たす数少ない選択肢の一つでした。

「ユニバーサルロボットは、私たちのニーズに合ったソリューションを提供してくれました」とBrian Tu氏は語ります。

「まず、モジュール式なので、必要な機能を見極めながら段階的にシステムを拡張できます。次に、プログラミングの自由度が高く、システムの構築や既存工程への統合も容易でした。そして3つ目は、現在の従業員と一緒に稼働できることです。これは私たちにとって非常に重要でした。ロボットによって既存の業務を置き換えるのではなく、今行っている仕事をさらに強化することを重視しました」

24時間稼働の物流自動化で繁忙期の大量注文にも対応

このシステムには、箱をストックし、整列させてピッキング位置まで搬送するコンベアが組み込まれています。協働ロボットは6秒ごとに商品をピックアップしてスキャナーへ運び、確認後に商品を箱へ投入します。

誤った商品を検出した場合は、その商品をリジェクトボックスへ移します。その間もシステムを停止することなく、次の商品をピッキングし続けます。このシステムは、人による操作を必要とせず、24時間365日の連続稼働が可能な設計となっています。

DCL LogisticsのAutomation EngineerであるIsaac Toscano氏は、自動化されたラインについて次のように説明します。

「通常、夜間に注文が蓄積されていきます。朝になって従業員が設備を立ち上げる頃には、さまざまな種類の注文が大量に入っています。そのため、現場からはいつも『ロボットを稼働させて準備しておいてほしい』と言われます。ロボットが作業を担うことで、従業員の負担を大幅に軽減できるからです」

その効果は、感謝祭翌日のブラックフライデーなど、注文が急増する繁忙期に特に発揮されます。ブラックフライデーには、少人数のスタッフが商品の補充を行うことで協働ロボットを停止させることなく稼働させ、1日最大4,400件の注文を処理しました。

一目で気に入りました。直感的にプログラミングできる点や、その機能性に魅力を感じたからです。

Walter Perchinumio, Senior Software Engineer at DCL Logistics

生産性500％向上と人件費50％削減を実現

従来の手作業によるピッキング工程では、注文商品のピッキング、ラインへの搬送、商品の確認、キッティング、梱包・出荷まで、それぞれの作業を担当する5人の従業員が必要でした。

「ロボットシステムなら、5人のチームが1日かけて行っていた作業と同じ量を、2時間以内に処理できます」とBrian Tu氏は語ります。「実際に、ロボットシステムによって人件費を50％以上削減できています」

この自動化によって、DCL Logisticsは事業拡大に伴う人員確保の課題にも対応できるようになりました。協働ロボットが従来の作業を担うことで、従業員をほかの業務へ配置したり、ロボットの運用や保守を担当する人材として育成したりすることができます。

さらに、注文が急増する繁忙期でも、追加のスタッフを大量に採用することなく、顧客の需要に対応できるようになりました。

3か月で投資回収し注文精度100％を実現

自動化によるコスト削減は、DCL Logisticsだけでなく、同社の顧客にもメリットをもたらしています。Brian Tu氏は次のように説明します。

「導入したロボットシステムによって人件費を大幅に削減できたため、より低コストでフルフィルメントサービスを提供し、その削減効果をお客様にも還元できます」

Dave Tu氏は、「ロボットの導入によって、生産性が最大500％向上しました。現時点では、わずか3か月で投資を回収できています」と付け加えます。さらに同社では、今後ロボットの導入台数を増やすことで、投資回収期間をさらに短縮できると見込んでいます。

先進技術を活用する3PL企業であるDCL Logisticsにとって、高い処理能力と生産効率、そして正確性は重要な競争力です。同社は約20年にわたってISO 9001認証を取得しており、定められた品質管理基準に沿って業務を行っています。

Brian Tu氏は、「つまり、ロボットにも従来と同等以上の精度が求められます。それだけでなく、より高い処理能力も必要です。UR協働ロボットを導入したことで、注文精度を99.5％から100％へ向上させることができました」と語ります。

直感的なプログラミングでスムーズな導入を実現

DCL Logisticsの自動化チームは、URのインターフェースやソフトウェアの使いやすさに加え、協働ロボットシステムを柔軟に構築できることや、ユニバーサルロボットから受けられるサポートを高く評価しました。

DCL LogisticsのSenior Software EngineerであるWalter Perchinumio氏は、次のように語ります。

「ロボットを使って注文を処理するというアイデアを聞いたとき、とても興味を持ちました。ユニバーサルロボットアカデミーのウェブサイトで、この6軸ロボットに何ができるのかを調べました。一目で気に入りました。直感的にプログラミングできる点や、その機能性に魅力を感じたからです」

Walter Perchinumio氏はさらに、ユニバーサルロボットのウェブサイトで無料のアプリケーションシミュレーターを見つけました。実機を導入する前にプログラミングや動作を確認できることが、システムを自社で構築できるという確信につながりました。

「シミュレーターを見つけたときは、『これならすべてテストできる』と思いました。実際の操作画面と同じインターフェースを確認できたので、ロボットを使い始める前の最初の1か月は、シミュレーションに集中しました。これが導入を決める大きなポイントになりました」

UR+対応機器で物流自動化システムをスムーズに構築

DCL Logisticsの自動化チームは、シミュレーターとあわせてUR+オンラインプラットフォームを活用し、アプリケーションに適した周辺機器を検討・選定しました。

UR+製品はユニバーサルロボットとの組み合わせで検証されており、URCapソフトウェアによって協働ロボットとの連携も容易です。そのため、周辺機器ごとに複雑なロボットコマンドを習得する必要がなく、スムーズにシステムへ組み込むことができます。

DCL Logisticsは、UR10eの「手」と「目」にあたる周辺機器として、PiabのpiCOBOTグリッパーとDatalogicのカメラを採用しました。カメラは複数のバーコードを同時に読み取るほか、部品番号やシリアル番号もスキャンできます。

UR協働ロボットのもう一つのメリットは、ロボット自体をコントローラーとして利用できることです。UR協働ロボットには十分なI/Oポートが備わっているため、DCL Logisticsでは独立したPLCを追加する必要がありませんでした。

Walter Perchinumio氏は、ロボットからすべてのコンベアの動作を制御するスクリプトを開発しました。UR協働ロボットを使用することで、「実際、とても簡単に構築できました」と振り返ります。

Isaac Toscano氏は、「現在、スキャナー、センサー、ソレノイド、安全表示灯など、すべての機器をロボットのI/Oボードに接続しています。ティーチペンダントは非常に使いやすく、I/Oの設定も同様に簡単です」と説明します。

安全機能で作業者との協働に配慮

UR協働ロボットには安全システムが搭載されており、動作中に障害物を検知すると自動的に停止します。

DCL Logisticsでは、さらに安全性を高めるため、安全スキャナーを追加しました。従業員がセル内に入るとスキャナーが検知し、協働ロボットを停止させる仕組みを構築しています。

UR Academyでロボット未経験からプログラミングを習得

DCL LogisticsのAutomation EngineerであるIsaac Toscano氏は、協働ロボットを導入するまでロボット工学の経験がありませんでした。そこでオンラインのUR Academyを受講し、その分かりやすさと実用性を高く評価しました。

「実際の操作手順に沿って学べるチュートリアルがあり、学んだ知識を実機ですぐに試せたことが非常に役立ちました」とIsaac Toscano氏は語ります。

「ユニバーサルロボットなら、基本的なチュートリアルとティーチペンダントだけで、すぐにプログラミングを始められます。簡単なコマンドから作成し、そこから少しずつ発展させながらシステムを構築していくことができます」

UR+認定グリッパーでスムーズなシステム統合

DCL Logisticsが採用したPiabのpiCOBOTグリッパーはUR+認定製品で、UR協働ロボットとスムーズに連携できます。

URCapソフトウェアにも対応しているため、UR協働ロボットのティーチペンダントからグリッパーの設定やプログラミング、操作を直接行うことができます。

将来は10～20台のUR協働ロボットによる物流自動化を計画

EC市場が拡大を続ける中、DCL Logisticsの顧客からは、事業規模の拡大に柔軟に対応でき、高い精度を維持できるフルフィルメントサービスが求められています。

Dave Tu氏は、「今後5～10年で、ロボット技術はDCL Logisticsの業務において、さらに重要な役割を担うようになると考えています」と語ります。

「システムの統合をさらに進め、1台のロボットを使用する現在の体制から、複数台が連携するシステムへと発展させる予定です。現在は、コンベアシステムに10～20台のUR協働ロボットを導入する構想を描いています」

自動化によって解決した課題

繁忙期に季節労働者を雇用する必要性を低減
従業員をより付加価値の高い業務へ配置
グローバル市場でのコスト競争力を強化
身体的負担の大きい作業を自動化
多品種・小ロットのフルフィルメントに対応
フルフィルメントセルと自社の業務管理ソフトウェアを統合

採用の決め手

生産性を500％向上し、注文精度100％を実現
わずか3か月で投資を回収
作業者との協働に対応し、安全性にも配慮
トラブルシューティングが容易で、メンテナンス負担も軽減
センサー、コンベア、ソレノイド、カメラ、エンドエフェクターなどの周辺機器と容易に連携
URコントローラーをPLCとして活用し、セル全体の人件費を50％削減

協働ロボットで自動化した作業

フルフィルメントセルの制御
商品のピッキングと検証
コンベアで搬送される箱への商品の投入

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