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自動倉庫システム（ASRSまたはAS/RS）は、定義された保管場所から荷物を自動的に配置および取り出すためのさまざまなコンピュータ制御システムで構成されています。[1]自動倉庫システム（AS/RS）は、通常、次のような用途で使用されます。
- 倉庫に出入りする荷物の量は非常に多い
- スペースの制約があるため、ストレージ密度が重要
- このプロセスでは付加価値は付加されません（処理は行われず、保管と輸送のみ）。
- 荷物に高額な損害を与える可能性があるため、精度は重要です。
AS/RS は標準荷物だけでなく非標準荷物にも使用できます。[2]つまり、各標準荷物は均一なサイズの容積に収まります。たとえば、国防視覚情報センターの画像にあるフィルム缶は、画像に示されている均一なサイズの金属製の箱の内容物の一部としてそれぞれ保管されています。標準荷物を使用すると、アイテムの要求の処理が簡単になります。さらに、内容物の在庫の正確さの監査は、施設全体を隅々まで調べて単一のアイテムを探すのではなく、個々の金属製の箱の内容物に限定することができます。
セルフストレージの場所に使用することもできます。[3]
概要
AS/RS システムは、製造、流通、小売、卸売、および施設における部品や商品の自動保管と取り出し用に設計されています。[4]これらは 1960 年代に最初に登場し、当初は重いパレット積載物に焦点を当てていましたが、技術の進化に伴い、取り扱う積載物は小さくなりました。[5]システムはコンピュータ制御で動作し、保管品目の在庫を維持します。商品の取り出しは、取り出す商品の種類と数量を指定することによって行われます。コンピュータは、保管エリアのどこから商品を取り出せるかを判断し、取り出しをスケジュールします。コンピュータは、適切な自動保管および取り出し機械 (SRM) を商品が保管されている場所に誘導し、商品を取り出す場所に機械を置くように指示します。コンベア システムや自動ガイド車両が AS/RS システムの一部となる場合もあります。これらは、積載物を保管エリアに出し入れし、製造フロアまたは荷積みドックに移動します。品物を保管するには、パレットまたはトレイをシステムの入力ステーションに配置し、在庫情報をコンピュータ端末に入力すると、AS/RS システムが荷物を保管エリアに移動し、品物の適切な場所を決定して荷物を保管します。品物がラックに保管されたりラックから取り出されたりすると、コンピュータはそれに応じて在庫を更新します。
AS/RSシステムの利点には、在庫品の出し入れにかかる労力の削減、在庫レベルの削減、在庫のより正確な追跡、スペースの節約などがあります。アイテムは、手動で保管および取り出すシステムよりも密集して保管されることがよくあります。[6]
保管庫内では、アイテムはトレイに載せたり、バーに吊るしたりすることができ、バーはチェーン/ドライブに接続されて上下に移動します。AS/RSに必要な機器には、材料の迅速な保管と取り出しに使用される保管および検索マシン（SRM）が含まれます。SRMは荷物を垂直または水平に移動するために使用され、横方向に移動してオブジェクトを適切な保管場所に配置することもできまます。[6]
ジャストインタイム生産の傾向では、生産入力のサブパレットレベルの可用性が求められることが多く、AS/RS は生産ラインの隣に小さなアイテムの保管を整理するより迅速な方法です。
マテリアルハンドリング業界の非営利業界団体である米国マテリアルハンドリング協会 (MHIA) とその会員は、AS/RS を固定通路とカルーセル/垂直リフト モジュール (VLM) の 2 つの主要セグメントに分類しています。どちらの技術も部品やアイテムの自動保管と取り出しを提供しますが、使用する技術は異なります。各技術には、それぞれ独自の利点と欠点があります。固定通路システムは、特徴的に大規模なシステムですが、カルーセルと垂直リフト モジュールは、小規模から中規模のアプリケーションで、個別またはグループ化して使用されます。
固定通路 AS/R マシン (スタッカー クレーン) は、シングル マストまたはダブル マストの 2 つの主な設計のいずれかです。ほとんどは、正確な垂直方向の位置合わせを確実にするために、上部でガイド レールまたはチャネルによってガイドされるトラックと天井で支えられていますが、天井から吊り下げられているものもあります。システムを構成する「シャトル」は、固定された保管棚の間を移動して、要求された荷物 (図書館システムの 1 冊の本から、倉庫システムの数トンのパレットに積まれた商品まで) を保管または取り出します。ユニット全体が通路内で水平に移動し、シャトルは荷物に到達するのに必要な高さまで上昇でき、棚の何段も奥にある荷物を保管または取り出すために伸縮できます。既存のラック システム内で専用のシャトルのみを使用することで、半自動システムを実現できます。
もう一つのAS/RS技術はシャトル技術として知られています。この技術では、水平方向の移動はラックの1つのレベルでそれぞれ動作する独立したシャトルによって行われ、垂直方向の移動はラック内の固定位置にあるリフトによって行われます。[5]これらの2つの軸に2つの別々の機械を使用することで、シャトル技術はスタッカークレーンよりも高いスループット率を提供できます。[7]
保管および検索機械は、特定のステーションで荷物を受け取ったり、サポートする輸送システムの残りの部分に荷物を降ろしたりします。そこでは、入庫荷物と出庫荷物が正確に配置され、適切に処理されます。
さらに、自動倉庫管理システム（AS/RS）デバイスには、ユニットロードAS/RS、ミニロードAS/RS、ミッドロードAS/RS、[8]垂直リフトモジュール（VLM）、水平カルーセル、垂直カルーセルと呼ばれるいくつかの種類があります。これらのシステムは、スタンドアロンユニットとして、またはポッドまたはシステムと呼ばれる統合ワークステーションで使用されます。これらのユニットは通常、さまざまなタイプのピックツーライトシステム[定義が必要]と統合されており、基本的な使用にはマイクロプロセッサコントローラー、または在庫管理ソフトウェアを使用します。これらのシステムは、システムの構成に応じて、スペース使用率を最大90％、生産性レベルを90％、精度を99.9％以上のレベルに、スループットを1時間あたり最大750ライン/オペレーター以上に向上させるのに最適です。
利点
効果的な自動保管・検索システムは、サプライ チェーン管理にさまざまな利点をもたらします。
- 効率的なAS/RSシステムは、保管中の不要な部品や製品の量を最小限に抑え、倉庫内の内容物の整理を改善することで、企業の経費削減に役立ちます。また、自動化プロセスにより、高密度保管、狭い通路などにより、より多くの保管スペースを確保できます。[9]
- 自動化により労働コストが削減され、労働力の必要性が減り、安全性が向上します。[10]
- 物理的な保管施設 (ラックなど) の論理表現をモデル化して管理します。たとえば、特定の製品が一緒に販売されることが多い場合や、他の製品よりも人気がある場合、それらの製品をグループ化したり、配送エリアの近くに配置したりして、ピッキング、梱包、顧客への出荷のプロセスをスピードアップできます。
- 施設から製品をピックアップ、梱包、出荷するために、注文処理と物流管理へのシームレスなリンクを可能にします。
- 製品の保管場所、仕入先、保管期間を追跡します。このようなデータを分析することで、企業は在庫レベルを管理し、倉庫スペースを最大限に活用できます。さらに、企業は市場の需要と供給、特に特定の月のピークシーズンなどの特別な状況に対してより備えることができます。AS/RSシステムによって生成されたレポートを通じて、企業は分析のためにモデルに組み込むことができる重要なデータを収集することもできます。[11]
垂直リフトモジュール
垂直リフト モジュール (VLM) は、施設内の利用可能な頭上スペースに合わせて高さを調整できます。複数のユニットを「ポッド」に配置できるため、オペレーターは他のユニットが移動している間に 1 つのユニットからアイテムを取り出すことができます。バリエーションには、幅、高さ、荷重、速度、および制御システムが含まれます。
VLM は、ボード制御の自動垂直リフト モジュールです。VLM 内の在庫は、前面と背面のトレイ位置またはレールに保管されます。内蔵のコントロール パッドにトレイ番号を入力するか、ソフトウェアから部品を要求してトレイが要求されると、抽出装置が 2 列のトレイの間を垂直に移動し、要求されたトレイをその位置から引き出してアクセス ポイントに運びます。その後、オペレーターが在庫をピックアップまたは補充し、確認後トレイが元の場所に戻ります。
VLM システムは、さまざまな業界、物流、オフィス環境に適用できるさまざまな構成で販売されています。VLM システムは、複数のフロアにまたがる場合でも、施設の高さをフル活用するようにカスタマイズできます。異なるフロアに複数のアクセス開口部がある機能により、VLM システムは革新的な保管および取り出しソリューションを提供できます。抽出機の高速移動と在庫管理ソフトウェアにより、ピッキング プロセスの効率が大幅に向上します。これは、複数のユニットでトレイを同時に取り出して保管することで実現します。倉庫または生産ラインの完全なオーバーホールを必要とする大規模な AS/RS システムとは異なり、垂直リフト モジュールはモジュール化されており、既存のシステムに簡単に統合したり、さまざまなフェーズで段階的に展開したりできます。
最も一般的なアプリケーションには、MRO、注文ピッキング、統合、キッティング、部品処理、バッファリング、在庫保管、WIP、バッファ保管などがあります。
VLM は、床面積の節約、労働生産性とピッキング精度の向上、作業者の人間工学の改善、およびプロセス制御を実現します。
ほとんどの VLM は、スペースを最適化するためにユニットに戻るたびにトレイを測定し、安全機能を提供する動的スペース ストレージを備えています。また、一部の VLM は、人間工学的なアクセシビリティを向上させる傾斜トレイ デリバリーや、各トレイでピックアップする正確なアイテムを示すレーザー ポインターを備えています。
水平カルーセル
水平カルーセルは、楕円形のトラック上で回転する一連のビンです。各ビンには 0.75 インチ (19 mm) まで調整可能な棚があり、さまざまな標準および特殊用途に合わせて構成できます。オペレーターはビン番号、部品番号、またはセルの場所を入力するだけで、カルーセルは最短経路で回転します。ピッキング ツー ライト技術と在庫管理ソフトウェアが統合された複数の水平カルーセル (カルーセル ポッド) は、注文処理に使用されます。
注文の波がポッドに送られます。注文のグループが選択され、バッチが作成されます。オペレーターはライトに従って、カルーセルから順番にアイテムを取り、その後ろにあるバッチ ステーションにアイテムを配置するだけです。各カルーセルは事前に配置されており、取り出されると回転します。「製品から人へ」の原則を適用することで、オペレーターは注文を準備するために自分の位置から移動する必要がありません。
バッチが完了すると、新しいバッチが導入され、ウェーブが完了するまでプロセスが繰り返されます。水平カルーセルを使用すると、床面積を最大 75% 節約し、生産性を 2/3 向上させ、精度レベルを 99.9% 以上に高め、スループットをオペレーターあたり 1 時間あたり最大 750 ラインにすることができます。
水平カルーセル システムは、通常、ロボット システムよりもわずかなコストで優れたパフォーマンスを発揮します。水平カルーセルは、最もコスト効率に優れた AS/RS システムです。
ロボット挿入/抽出装置は、水平カルーセルにも使用できます。ロボット装置は、最大 3 段の水平カルーセルの前または後ろに配置されます。ロボットは注文に必要なトートをつかみ、スループットを高速化するために同時に補充することがよくあります。その後、トートはコンベアに送られ、ピッキングまたは補充のためにワークステーションに送られます。ユニットごとに 1 分あたり最大 8 件のトランザクションを実行できます。システムでは、最大 36 インチ x 36 インチ x 36 インチのトートまたはコンテナを使用できます。
単純なレベルでは、水平カルーセルは「回転棚」としてもよく使用されます。単純な「フェッチ」コマンドを使用すると、アイテムがオペレーターのところまで運ばれ、無駄なスペースがなくなります。
AS/RS アプリケーション: AS/RS テクノロジのほとんどのアプリケーションは、倉庫保管および配送業務に関連しています。AS/RS は、製造業における原材料や仕掛品の保管にも使用できます。AS/RS には、(1) ユニット ロードの保管と処理、(2) オーダー ピッキング、(3) 仕掛品の保管という 3 つのアプリケーション領域があります。ユニット ロードの保管と取り出しのアプリケーションは、ユニット ロード AS/RS とディープ レーン ストレージ システムによって表されます。これらの種類のアプリケーションは、流通センターの完成品の倉庫保管でよく見られますが、製造業ではあまり見られません。ディープ レーン システムは、食品業界で使用されています。前述のように、オーダー ピッキングでは、ユニット ロードの全量よりも少ない量の材料を取り出します。この 2 番目のアプリケーション領域では、ミニルパス、マン オン ボード、およびアイテム取り出しシステムが使用されます。
仕掛品保管は、自動保管技術の最近の応用です。仕掛品の量を最小限に抑えることが望ましいですが、仕掛品は避けられず、効果的に管理する必要があります。自動保管システム (自動保管/検索システムまたはカルーセル システム) は、特にバッチおよびジョブ ショップ生産において、処理ステップ間で材料を保管する効率的な方法です。大量生産では、仕掛品はコンベア システムによって操作間を運ばれることが多く、これは保管と輸送の両方の機能を果たします。
インストールされたアプリケーション
この技術の導入事例は多岐にわたります。ネバダ大学リノ校図書館など一部の図書館では、書籍の取り出しにこのシステムを採用しています。また、日本のシステムのように、 自転車ラックから自転車を取り出すために使用されているものもあります。
自動保管・検索システムを使用している機関
自動保管・検索システムを使用している学術機関の例は以下のとおりです。
- ブリティッシュコロンビア大学、バンクーバー、ブリティッシュコロンビア州[13]
- カリフォルニア州立大学ロングビーチ校、カリフォルニア州ロングビーチ[14]
- カリフォルニア州立大学ノースリッジ校、カリフォルニア州ノースリッジ[15] [16]
- セントラルフロリダ大学、フロリダ州オーランド[ 17]
- シカゴ州立大学、イリノイ州シカゴ[ 18]
- シカゴ大学、イリノイ州シカゴ[ 19]
- コルゲート大学、ニューヨーク州ハミルトン[20]
- コーネル大学、ニューヨーク州イサカ[ 21]
- 国防視覚情報センター、マーチ空軍予備役基地、カリフォルニア州リバーサイド郡
- イースタンミシガン大学、[22] ミシガン州イプシランティ
- ジョージアサザン大学、ジョージア州ステートボロ[23]
- グランドバレー州立大学、[24] グランドラピッズ、ミシガン州
- リバティ大学、バージニア州リンチバーグ[25]
- リムリック大学、[26]リムリック（アイルランド）
- ルイビル大学、ケンタッキー州ルイビル[27]
- マッコーリー大学、[28] シドニー、オーストラリア
- メリーウッド大学、[29] ペンシルベニア州スクラントン
- ミズーリ大学カンザスシティ校、ミズーリ州カンザスシティ[30]
- ネバダ大学ラスベガス校[31]
- ネバダ大学リノ校[32]
- UTS図書館、シドニー工科大学[33] [34]
- ノースカロライナ州立大学、ノースカロライナ州ローリー[35]
- サンタクララ大学、カリフォルニア州サンタクララ[36]
- ソノマ州立大学、カリフォルニア州ローナートパーク[37]
- トライカウンティテクニカルカレッジ、サウスカロライナ州ペンドルトン
- ユタ大学、ユタ州ソルトレイクシティ[38]
- ユタ州立大学、ユタ州ローガン[39]
- クリストファーセンター、ヴァルパライソ大学、インディアナ州ヴァルパライソ[40]
- 早稲田大学、東京（日本）
種類
- 垂直リフト ストレージ モジュール (VLSM) - これらは垂直リフト自動保管/検索システムとも呼ばれます。次のすべての AS/RS タイプは、水平通路を中心に設計されています。中央の通路を使用して荷物にアクセスするという同じ原理が使用されていますが、通路が垂直である点が異なります。垂直リフト ストレージ モジュールは、高さが 10 メートル以上のものもあり、工場の貴重な床面積を節約しながら大量の在庫を保管できます。
- ユニット ロード スタッカー - ユニット ロード スタッカーは、通常、パレットまたはその他の標準コンテナに保管されたユニット ロードを処理するために設計された大規模な自動化システムです。このシステムはコンピュータ制御されており、S/R マシンは自動化されており、ユニット ロード コンテナを処理するように設計されています。
- ASRSガントリーロボット - 倉庫や物流部門で使用される自動保管/回収システムの一種です。タイヤ業界ではタイヤ在庫の積み重ねによく使用されます。これらのシステムのほとんどは幅50～60フィート、長さは平均200～300フィートです。これらのシステムはエンドエフェクタ（別名エンドオブアームツール）を使用してコンベアからタイヤスタックをピックアップして配置します。[41]
搭乗システム
マンアボード システムは、手動またはフォークリフトによる操作に比べて床面積を大幅に節約できますが、操作は依然として手動であるため、真の AS/RS ではありません。保管システムの高さは、オーダー ピッカーの手の届く高さによって制限されません。ピッカーはプラットフォームに乗ってさまざまな保管場所に垂直または水平に移動するためです。棚または保管キャビネットは、床荷重、重量容量、スループット要件、および/または天井の高さが許す限り高く積み重ねることができます。マンアボード保管および検索システムは、ピッカーから在庫への機器の代替品としては群を抜いて最も高価ですが、完全に自動化されたシステムよりは安価です。最大 40 フィート (12 メートル) の高さに達する通路固定式保管/検索マシンのコストは約 125,000 ドルです。したがって、投資を正当化するには、カートおよびトート ピッキングよりも十分な保管密度および/または生産性の向上が必要です。また、垂直方向の移動は水平方向の移動に比べて遅いため、マンアボード操作での典型的なピッキング率は、1 人時間あたり 40 ～ 250 ラインの範囲です。マンアボード システムにはさまざまな操作スキームがあるため、範囲が広くなります。マンアボード システムは、通常、スペースがかなり高価な、動きの遅いアイテムに適しています。
労働力の自動化
2000年代の10年間に、上肢と下肢（機械アーム付きの台車ではなく）、レーダー/コンピュータービジョン、またはセンサーを備え、製品を認識し、トラック/棚/フォークリフトからの積み下ろし作業を実行し、棚に荷物を配置し、注文を処理してピッキングできる最初のロボットモデルが市場に登場しました。[42] [43] [44] [45] [46]
参照
参考文献
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さらに読む
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズの自動保管・検索システムに関連するメディア