Mujinデパレタイズロボットの特徴を解説

Mujinの主力商品の1つである、物流向け「デパレタイズロボット」をご紹介します。

「デパレタイズ」とは?

デパレタイズとは、積まれた荷物を下ろすこと。物流倉庫の入庫工程では、ダンボールの積み下ろし作業が発生することが多くあります。500mlのペットボトル24本入りのダンボールであれば13kgほど。これを何百個・何千個も下ろしていくのは、負担のかかる作業です。

帝国データバンク 人手不足に対する企業の動向調査 (2019年4月) によると、運輸・倉庫企業の68.5%が人手不足と回答しています。少子高齢化が進む中で、こういった身体に負担のかかる作業の人員を確保するのは年々難しくなっています。

ロボットを使った自動化の難点

それならロボットとで自動化しよう!という話なのですが……。

従来ロボットというのは事前に設定された動きを繰り返すものでした。そのため製造業の加工工程など、同じものが決まった位置に流れてきて、同じ作業を行うといった反復工程には強いものの、臨機応変に対応が必要な工程では利用が難しいとされてきました。

物流倉庫では、何千種類ものダンボールを扱っており、その形や大きさもさまざま。
日々新しい商品も出てきて、扱うダンボールは入れ替わっていきます。また、複数種類のダンボールを積む際にはその積まれ方もばらばらです。ばらばらに積まれたものをロボットでデパレタイズしようと事前に動きを設定するにも、分岐が無限に発生してしまい難しかったのです。

そこでMujinは、見て考えて動く知能ロボットを実現しました。事前設定を必要とせず、その場で最適な動きを計算して実行するので、複雑な工程でも柔軟に対応できるようになりました。

Mujinデパレタイズロボット

Mujinデパレタイズロボットの仕組み

Mujinロボットは、下記のコンポーネントからできています。対応する工程に合わせて、最適なものを組み合わせます。

ロボットアーム = 身体

主要ロボットメーカー各社の
ロボットと連携

3Dビジョン = 目

Mujin独自開発

ハンド = 手

Mujin独自開発

独自の「ロボット知能化技術」により、これらを知能化してまとめて動かすことで、高性能デパレタイズロボットを実現しています。

Mujinデパレタイズロボットでできること

ロボット知能化技術があると、どんなことができるようになるのでしょう。

①マスターレスで積み下ろし

事前にダンボールの情報をマスターデータとして登録せず(マスターレス)に、ロボットが最適な速度で積み下ろしを行うことができます。

そもそもマスターデータは本来どうして必要なのでしょうか。ロボットはダンボールの大きさや重さに応じて、速度を変えながら動きます。軽いものは速く運搬して効率を上げたい一方、重いものや縦型のものなどは、速く運搬しすぎるとダンボールの落下や破損に繋がる恐れがあるため、スピードを抑える必要があります。ロボットがその判断を行うために、事前にダンボールの柄・形・重さをデータとして登録しておけば簡単です。目にあたる3Dビジョンでダンボールを認識するだけで、どんな内容なのか把握ができるからです。

しかし、ダンボールのマスター登録作業は運用上負担がかかるもの。新商品が出る度に、人の手によって計測しデータ登録しなければなりません。さらに、人が行うと計測ミスやデータ入力ミスも発生し得ます。間違ったデータが登録されてしまうと、ロボットはそのデータに基づいて動くため、商品を落としてしまったり潰してしまう可能性もあるのです。

アームもハンドも知能化されているロボットは、新しい商品が来た際には、持ち上げ時に重さと高さを計測します。これにより、どの柄のダンボールはどういった重さ・高さなのかを自動でマスターとして蓄積していきます。そうすることで、次から同じものが来た場合には、最適な速さで運搬するよう自動で調節して動くようになります。

マスターレスで動かしているからこそ、急に「Red Bullをいただいた!」という場合も問題なく対応することができるのです。

②世界No.1のスピード

ロボットは事前に決められたものではなく、その場で計算して滑らかで効率的な動きをとるので、圧倒的なスピードを出すことができます。

現在、混載(複数種類が一緒に積まれている状態)の場合には最高850個/時、単載(一種のダンボールのみ)の場合には最高1,200個/時積み下ろすことができ、世界最速となっています(当社調べ)。もちろん扱うものの大きさや重さ、工程の複雑さによってスピードは変わってきますが。そして日々の研究・開発により、スピードはより速く進化し続けています。

人間だと、通常1時間あたり500~600個積み下ろすことができると言われているので、瞬発力で見ても人間を超すスピードを実現することができました。さらにロボットは24時間稼働することができるため、処理能力を上げることができます。

③「考えて動く」必要のある複雑な工程の自動化

例えば、2019年12月の国際ロボット展でお披露目した「マルチピック」。スピードを上げるために、世界初の2個取りを実現しました。2個とって向きを揃えながら1つずつ置く、という作業は、一見単純に見えてもロボットにとってはとても複雑な作業です。都度最適な動きを計算しながら動いているからこそなせる業です。

④見分けが難しいダンボールも対応

高度な3Dビジョンで、一般的に見分けるものが難しいと言われているものも高精度で見分けます。また、複数のダンボールがまとめられている場合やダンボールの真ん中にテープが張ってある場合など、見るだけではどこまでを1つとして扱ってよいか判別がつかない場合もあります。そういった場合には、少し持ち上げてみてハンドにかかる力を力覚センサーが感知して、重心がずれている場合には取り直すといった動作も行います。

3Dビジョンやハンド、ロボットアームをすべてまとめて知能化し動きを計算しているからこそ、こういったロボットにとっては難しい工程も自動化できるようになりました。

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無地のダンボール・反射しやすい透明テープもOK
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袋物など変形するものも認識

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バンドでまとめられているものを1つとして扱う
⑤掴むことが難しいものは特性ハンドで

大型の紙袋やポリ袋は、ダンボールを掴むための通常のハンドでは扱うことが難しいため、専用の「バッグハンド」を開発しました。

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また、コンテナなど上面がない箱は吸着という方法を取ることができないので、淵を掴む独自開発の「コンテナハンド」を使用します。

さまざまな領域で使われるようになりました

「デモレベルではなく、現場で役立つものを」Mujinのデパレタイズロボットは、様々な業界で実際の現場で利用されています。

①最先端のスーパーマーケット物流センター

某首都圏スーパーマーケットチェーンの物流センターにて、重量物(飲料・油・調味料等)の積み下ろしをロボットで自動化した事例です。重いものの運搬をロボットに任せることで、全体の生産性向上に繋がりました。

「Mujinの技術には、他社にはない可能性の広がりがあると感じた」とご担当者様からコメントをいただきました。インタビューは、こちら からご覧いただけます。

②マスターレス&ティーチレスで荷下ろし作業を完全自動化(株式会社坂塲商店様)

一般家庭用品(消耗品・家庭紙・家庭雑貨)や業務用品を取り扱う卸総合商社である株式会社坂塲商店様では、過酷な労働環境の解消という目的で、出荷時に仕分け機に投入するための積み下ろしを自動化されました。

「各社を見て回っても、ダンボールがランダムで積まれている場合は不可能だと言われていた」「Mujinを知り、内容・費用・能力を聞いて、その場でほぼ導入を決めました」ご担当者様のインタビューは こちら

今回は、Mujin主力商品の一つ、デパレタイズロボットについてご紹介させていただきました。日々進化を続けるMujinのロボットにこれからも着目いただけると嬉しいです。

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