コンベアシステムは、効率的かつ費用対効果の高い方法で商品や資材の移動を自動化する手段として、多くの業界に不可欠な要素となっています。生産性と正確性を向上させ、人件費を削減し、商品や従業員の全体的な安全性を高めることができるため、製造業から食品加工業、倉庫業に至るまで、広く活用されています。
この記事では、さまざまな種類のコンベアシステム、それがビジネスにもたらす真のメリット、特定の業界や現在の倉庫に合わせてカスタマイズする方法、AutoStoreシステムとの統合方法について説明します。
「コンベア」の意味とコンベアシステムについて
「コンベア」とは、倉庫や工場内で、資材、商品、物品などをある場所から別の場所に連続的な流れで移動させるために使用される機械、またはハンドリングシステムです。
倉庫の自動化という観点から、コンベアはAS/RSのような多くの自動システムにとって不可欠な要素であり、効率的かつ迅速な搬送を可能にすることで、物流業務全体とマテリアルハンドリングの改善に役立っています。さらにコンベアシステムは施設固有のニーズに合わせてカスタマイズできるため、シンプルな手動システムから全自動システムまで幅広く対応できます。
ビジネスの拡大とROIの向上を支えるコンベアシステム
今日のデジタル経済のペースでは、手動の倉庫ソリューションはもはや通用しなくなってきています。多くの業界や企業がコンベアシステムを導入しており、マテリアルハンドリングにコンベアを活用している業界や倉庫は、さまざまなメリットを享受しています。その主なものを以下にご紹介します。
- 効率性の向上：コンベアシステムの導入により、マテリアルハンドリングが自動化され、手作業が減り、生産速度が向上するため、生産量の増加とコスト削減を実現できます。
- 安全性の向上：コンベアシステムは、手作業によるマテリアルハンドリングの必要性をなくすことで、たとえば力仕事による事故や怪我のリスクを軽減するなど、労働災害の減少に役立ちます。
- Space utilization: Conveyor systems are designed to utilize space efficiently, allowing for optimal use of floor space, and also vertical space with multi-level conveyor systems.
- 柔軟性：コンベアシステムは業界や倉庫固有のニーズに合わせてさまざまにカスタマイズできるため、生産要件の変化や既存のシステムに適応させることができます。
- コスト削減：コンベアシステムは、人件費の削減、商品へのダメージの最小化、マテリアルハンドリング時間の最小化など、さまざまな形でコストが削減され、最終的には全体的なROIが向上します。
- 正確性の向上：コンベアシステムは、商品のハンドリングと配送の両面で正確性を向上させ、商品の損傷、エラー、相違、顧客からのクレームのリスクを低減します。
つまり、投資としてのコンベアシステムは、企業や業界にさまざまなメリットをもたらし、その成功と全体的な収益性に貢献します。
倉庫業務全体の効率性を改善するコンベアシステム
メリットは数多くありますが、効率性の向上は実際どのように実現できるのでしょうか。まずコンベアシステムにより倉庫内の資材や商品の移動を自動化することで、手作業をなくし、ミスを減らし、生産性を向上させることができるため、作業員は他の仕事に集中できます。
手動コンベアシステムと自動コンベアシステムの比較
上で簡単に説明したように、コンベアシステムには手動式と自動式があります。手動のコンベアシステムが、ある場所から別の場所への資材の搬送を人力に頼るのに対し、自動システムには機械が組み込まれており、コンベアベルトに沿って、あるいはベルトやローラーが連結されたシステムに沿って資材が搬送されます。
詳しく説明すると、手動のコンベアシステムによる物品の搬送では通常、従業員が台車を押したり、重い資材を運んだり、その他の手作業をする工程があります。一方、自動コンベアシステムの場合は、ある場所から別の場所への物品の搬送をはじめ、仕分け、計量、梱包など、さまざまな作業の実行をプログラムすることができます。
手動のコンベアシステムは小規模事業には有効ですが、自動システムに比べると効率が悪く、多くの労力を必要とします。自動コンベアシステムは、一般的に手動システムより高速かつ効率的で、人件費削減と生産性向上に貢献します。
手動および自動コンベアシステムにはそれぞれ長所と短所がありますが、搬送物の種類、倉庫や生産施設のサイズやレイアウト、ビジネスの全体的な目標や予算など、さまざまな要素にに基づき、いずれかのシステムが選択されます。
構成要素：コンベアシステムの仕組み
コンベアシステムはいくつかの構成要素から成り、それらが連携して資材をある場所から別の場所へスムーズかつ効率的に移動させます。詳細な構成要素は、個々のコンベアシステム、業界、および搬送される資材によって異なりますが、多くの場合、以下の要素で構成されています。
コンベアベルト
ベルトは、ある地点から別の地点へ資材を移動させるシステムの主要な構成要素ですす。ベルトは後述のとおり電気モーターを動力源とする一連のローラーまたはプーリーで駆動します。
ローラー
ローラーの役割は、コンベアベルトに載せられた資材や商品の移動を円滑に誘導することです。ローラーは通常、個別またはグループでフレームに取り付けられ、一連の転がりポイントを形成して搬送物を支え、コンベアに沿ってスムーズに移動できるようにします。ローラーには、動力式と無動力式があります。
プーリー
Pulleys drive and control the movement of the conveyor belt. They are usually located at each end of a conveyor system, where the belt wraps around the pulleys, contributing to guide and support the belt as it moves along the conveyor. Pulleys can be powered and unpowered as well as the rollers.
モーター
モーターはコンベアベルトの動力供給と速度制御に使用され、通常は電力で作動します。可変周波数ドライブで制御するモーターの場合、コンベアシステムの速度と動きをより細かく制御できます。コンベアシステムによっては、複数のモーターを搭載して、より高い精度と柔軟な動作を実現できるものもあります。
軸受け
軸受けもコンベアシステムに欠かせない要素で、可動部の摩擦や磨耗を軽減します。軸受けは、コンベアのローラー、プーリー、その他の構成要素の回転軸を支えるように設計されており、これによって構成要素のすべてが最小限の抵抗でスムーズに動作できます。
アイドラー
アイドラーは円筒形または球形の部品で、コンベアベルトの重量と可搬重量を支えます。アイドラーは通常、ベルトが方向を変えたり、プーリーの上を通過するトランジションゾーンに配置されます。アイドラーの役割は、摩擦を減らしてベルトの過度の磨耗を防ぎ、ベルトが適切な軌道を保つようにすることです。
センサー
センサーは、ベルト上の物体の動きを監視・検知するための電子機器です。さらに、コンベアで運ばれるアイテムの位置、速度、向きに関する情報をリアルタイムで提供し、システムの正確な制御と自動化を可能にします。
制御システム
制御システムは、速度、方向、停止などの制御を含め、コンベアシステムの管理と操作に使用されます。通常、中央制御盤とPLC（プログラマブルロジックコントローラ）のほか、システムのパフォーマンスを監視・調整するソフトウェアで構成されます。
チェーン
チェーンはシステムに沿って資材や商品を搬送する役割を果たします。チェーンは金属またはプラスチックのリンクが連結したもので構成され、スプロケットやプーリーの周りをスムーズに動くように設計されています。他の構成要素と同様、チェーンにはコンベアシステムに応じてさまざまなサイズと構成があります。
コンベアシステムを特定の業界や業務のニーズに合わせてカスタマイズする方法
コンベアシステムは、さまざまな業界や業務に固有のニーズに合わせ、色々な方法でカスタマイズできます。カスタマイズには、コンベアの幅、長さ、高さの調整、ベルトの速度と方向の制御など、さまざまな調整があります。さらに、用途に応じて多様な種類のベルト、ローラー、ベアリング、モーターを使用でき、センサーで全体的な効率と安全性を向上させることができます。このように、特定の要件を満たし、業務の最適化に役立つ独自のシステムを構築できます。
コンベアシステムを他のマテリアルハンドリング機器と統合する方法
コンベアシステムには、他のマテリアルハンドリング機器と統合することで、全自動の生産ラインや物流ラインを構築できる柔軟性があります。コンベアシステムを他の機器と統合するには、構成要素に互換性があり、システムが必要な負荷と処理量に対応できるよう設計されていることを確認することが重要です。
一般的な統合プロセスでは、円滑で効率的な動作を確保するため、他の機器と通信できるよう、また各構成要素のタイミングや動きを合わせることができるよう、コンベアシステムをプログラミングする必要があります。コンベアシステムと統合できる機器の例として、ソーター、パレタイザー、スタッカー、ロボットアームなどがあります。
コンベアシステムは汎用性があり、さまざまな業界で利用されている
コンベアシステムは、製造、パッケージング、倉庫、物流など幅広い業界で利用されています。組立ライン、食品加工工場、空港、物流ターミナルなどで多く見られるほか、鉱業や農業、自動車業界やエレクトロニクス業界でも利用されています。
基本的に、A地点からB地点へ資材や商品を効率的かつ連続的に搬送する必要がある場合、コンベアシステムは価値あるソリューションです。ここからは、特定の業界でコンベアシステムがどのように利用されているか、例を挙げてご紹介します。
製造：製造業界の場合、生産の各段階で原材料、完成品、製品を搬送するためにコンベアシステムが広く利用されています。
倉庫管理と物流：倉庫管理業界や物流業界の場合、商品をある場所から別の場所に移動させる際にコンベアシステムが利用されます。これには、トラックから保管場所へのパレットの積み下ろしや、ピッキング場所から梱包場所への商品の移動などが含まれます。
飲食料品：飲食料品業界の場合、洗浄、選別、パッケージング、ラベリングなど、さまざまな生産段階で製品を搬送する際にコンベアシステムが利用されます。
コンベアシステムの種類
コンベアシステムは多種多様ですが、ここからは最も一般的なシステムソリューションをご紹介します。重要なのは、コンベアシステムにはそれぞれ固有の特徴とメリットがあり、用途や業界に応じて向き不向きがあるということです。
- ベルトコンベア：あらゆるコンベアシステムの中で、最も一般的に利用されているのがベルトコンベアです。ベルトコンベアは、同じ方向に回転する2つ以上のプーリーと、その上を移動する連続ベルトで構成されています。製造業や倉庫で商品の搬送によく使われます。
- ローラーコンベア：ローラーコンベアは、一連の軸に取り付けられたローラーにより、搬送物を経路に沿って移動させます。ローラーコンベアは通常、パレット、ドラム、バルクコンテナなど、より重量のあるアイテムの搬送に利用されます。
- スクリューコンベア：スクリューコンベアは、穀物、粉体、化学物質などのバルク資材の搬送用として設計されています。らせん状のスクリューで構成され、パイプ内で回転しながら資材を前方に押し出します。
- 空気圧コンベア：空気圧コンベアは、パイプ内の資材を空気圧で移動させます。セメント、小麦粉、砂糖など、微粉末の搬送に多く利用されます。
- チェーンコンベア：チェーンコンベアは、チェーンで資材を経路に沿って移動させます。自動車製造工場や重量物の搬送に多く利用されます。
- バケットコンベア: バケットコンベアは、バケット（バケツ）を使用してバルク資材を運ぶもので、垂直方向の搬送が一般的です。このコンベアソリューションは、農業や鉱業で広く利用されています。
- オーバーヘッドコンベア：オーバーヘッドコンベアは、トラックマウントシステムを使用して、頭上で資材を搬送します。自動車などの他の製造工場で、さまざまな部品の搬送に多く利用されています。
主要な3種類のコンベア
コンベアには多くの種類がありますが、主要なものはベルトコンベア、ローラーコンベア、チェーンコンベアで、さまざまな業界のマテリアルハンドリング上のニーズの大部分に、これら3種類で対応できます。
コンベアシステム導入時の注意点
コンベアシステムの導入を成功させるには、設計、設置、安全測定を含め、次のような特定の要素に注意を払う必要があります。
統合前の検討事項
適切なコンベアシステムと構成要素を選択するため、コンベアシステムを決定する際は事前に自社の業務固有のニーズを考慮することが重要です。その後、適切な設置とメンテナンス、従業員の安全確保を充分に検討しなければなりません。
さらに、システムの利便性を最大限に引き出すには、ワークフローや生産性への潜在的な影響を考慮したり、従業員に必要な教育について検討したりすることが重要です。たとえば、状況に応じて期待値とビジネス目標を設定し、システム導入前後のパフォーマンスを比較することも考えられます。
事故防止のための安全対策の実施
コンベアシステムを利用した作業では、絡みつき、挟み込み、落下物など、さまざまな安全上のリスクがあるため、従業員を事故や怪我から守る安全対策の実施が極めて重要です。コンベアシステムを利用する際に欠かせない安全対策は次のとおりです。
- 非常時に装置を素早く停止できる非常停止ボタンや引綱スイッチをコンベアシステムに沿って設置する。
- ドライブチェーン、プーリー、ピンチポイントなどの可動部分の周囲にガードや柵を設置し、偶発的な接触を防ぐ。
- コンベアシステムを操作・保守する従業員に対し、適切な訓練と、保護帽、保護メガネ、保護手袋などの安全装備を提供する。
- コンベアシステムが正常に稼働し、すべての安全機能が正しく作動するよう、定期的に点検・整備を行う。
- 作業員が潜在的な危険や安全手順を忘れないよう、目に見える場所に警告標識やラベルを掲示する。
これらの安全対策を実施することで、企業は従業員の健康を確保し、事故を防止することができ、さらには生産性を向上させ、高額な訴訟や罰金のリスクを低減することができます。
代替案を探る：コンベアが適切な選択肢でない場合
コンベアは、倉庫にとって必ずしも最適な選択とは限りません。コンベアは一度導入されると、通常は定位置で利用される自動化システムであり、容易に移動させることができません。たとえば処理量が急増した場合、コンベアの拡張や排出口の変更は、時間のかかる複雑なプロセスとなります。したがって、コンベアを導入するかどうかは、相当期間にわたる確固とした処理量予測に基づいて決定する必要があります。倉庫での処理量が長期にわたって安定したレベルになると見込まれる場合、コンベアは非常に効率的な選択肢となります。一方、ある程度の柔軟性が必要な場合、A地点からB地点へ商品を移動させる手段としては、AGVやAMRのような移動ロボットが実行可能な選択肢と言えるでしょう。
最終的に、コンベアと代替ソリューションのどちらを選択するかは、倉庫の具体的な要件に基づいて、安定性、柔軟性、運用効率のバランスを考慮しながら決定します。
AutoStoreとコンベアを統合する方法
コンベアは倉庫業界で広く利用されているため、AutoStoreシステムと統合される例が最も多い技術のひとつです。A地点からB地点へ効率的に商品を移動できるコンベアは、人が商品を運んで歩き回る必要性を減らし、無駄な人力作業のない効率的な業務を促進する優れたソリューションとなります。AutoStoreとコンベアをシームレスに統合することにより、両システムが互いに十分に補完し合い、倉庫の効率を大幅に向上させることができます。
AutoStoreのコンベア対応モジュール
ワークステーション（ポート）のコンベア
前述のとおり、コンベアはAutoStoreのワークステーション（ポート）やグリッドのほか、システム全般との統合性に優れています。コンベアを統合することにより、商品はワークステーション（ポート）にいるスタッフによってピッキングされた後、直接ベルトコンベアに載せられて目的地（出荷場所や梱包場所など）に運ばれます。この組み合わせにより、注文の履行に必要な時間が大幅に短縮されます。
AutoStoreのワークステーションの多くは、コンベアベルトの統合にも対応できるように設計されています。どのモデルも側面に十分なスペースがあり、たとえばFusionPortやFusionPort Stagingの場合も、概してコンベアの設置やスペースの最適化が容易です。また、上部に直接コンベアを設置できるワークステーションもあります。この場合、コンベアはビン/ソース供給口の両側に重なるため、コンベアを組み込むための余分なスペースが不要になります。
倉庫では、商品の供給元（ワークステーションなど）から目的地（出荷場所や梱包場所など）までの距離を最短にすることが常に目標となります。AutoStoreのワークステーションは、このことを念頭に設計されており、人が長距離移動する必要性を減らし、迅速で効率的な業務遂行をお約束します。
AutoStoreのトランスファーセルがビン/トート搬送を可能にする理由
在庫ビンをグリッドからコンベアベルト上に移動させる方法は、ワークステーション（ポート）だけではありません。トランスファーセルを使えば、ビンをグリッドから直接ベルトコンベア上に移動させることも、コンベアから直接グリッドに移動させることも可能です。たとえば入荷ステーションが異なる場所にある場合、トランスファーセルは便利です。
これらのトランスファーセルは、AutoStoreグリッドとコンベアの間のインターフェースとして機能し、コンベアとグリッドの間でビンを直接やり取りすることができます。トランスファーセルを使用することで、ワークステーション（ポート）を経由することなく、指定された乗り換え地点で在庫ビンを直接AutoStoreシステムから取り出すことができます。Siemens がAutoStoreシステム（Dematic提供）を使用した入荷プロセスの一環としてトランスファーセルをどのように活用しているか、動画でご確認ください。
まとめ
結論として、コンベアシステムは多くの業界にとって、生産やマテリアルハンドリングのプロセスの自動化に不可欠なツールとなっています。ベルトコンベア、ローラーコンベア、チェーンコンベアなど、さまざまな種類のコンベアがあるため、自社のみでなく、特定の業界や業務のニーズに合わせてカスタマイズできます。コンベアシステムは、効率の向上、人件費の削減、安全性の向上など、倉庫や工場に多くのメリットをもたらします。
一方で、システムを導入する際には、コンベアシステムの設置や運用にコストがかかること、設置後の柔軟性は比較的限られていること、コンベアシステムを取り扱う際には安全対策が必要であることを事前に認識しておくことが重要です。コンベアシステムを適切に導入することで、業務の遂行方法に革命をもたらし、生産性と収益性を向上させることができます。
倉庫業務の自動化による効率と全体的な投資回収率（ROI）の向上について、お問い合わせをお待ちしています。
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よくある質問
代表的な3種類のコンベアは何ですか。
コンベアで代表的なものは以下の3種類です。
- ベルトコンベア：幅広のベルトにアイテムを載せて搬送します。
- ローラーコンベア：ローラーにアイテムを載せ、一定の経路を移動させます。
- チェーンコンベア：輪になったチェーンの上に物品を載せ、搬送します。
コンベアシステムの設置にはどれくらい費用がかかりますか？
コンベアシステムの設置費用は、コンベアの種類、長さ、複雑さ、追加機能などの要素によって異なります。基本的なシステムでは数千ドルですが、大規模でカスタマイズされた設備一式では数十万ドルに及ぶこともあります。
最も一般的なコンベアシステムは何ですか？
最も一般的なコンベアシステムはベルトコンベアです。幅広のベルトにアイテムを載せて決められた経路を移動させるもので、汎用性が高く、さまざまな業界で広く利用されています。
倉庫ではどのようなコンベアシステムが利用されますか？
倉庫では、複数のコンベアを相互接続したネットワークを構築して、ある場所から別の場所へアイテムを搬送します。原材料、部品、完成品などの物品の移動を自動化し、効率を高め、手作業を減らします。
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