モノの調達から販売まで流れていくサプライチェーンの中では、荷物が移動する場面は頻繁に現れます。
その裏で重要な役割を担うのが、パレットに荷物を積み付ける作業である「パレタイズ」です。
今回は、パレタイズの重要性や、生産性や品質に関係する積み付けパターン、さらに産業用ロボットを活用したパレタイズの自動化について解説します。
パレタイズとは？
パレタイズとは、生産ラインの最終段階として、箱や袋、ケースといった荷物をパレットに積み付ける作業です。対して、パレットから荷降ろしする作業は、デパレタイズと呼びます。
パレタイズされた荷物は、フォークリフトでまとめて運搬可能になり、パレット単位で整理・管理できます。
パレット自体も荷役・輸送・保管の効率化に役立ちますが、一番重要なのはパレタイズの効率化と安定化です。
積み上げるスピードだけでなく、効率の良い積み方を意識し、かつ運搬・納入・保管時に安定した荷姿を保てるようにして品質を維持しなければなりません。
企業にとって利益の源となる荷物を迅速かつ安全にパレタイズできれば、結果的に企業の売上や関連企業からの信頼を得られるのです。
パレタイズにおける積み付けパターン
パレタイズには積み上げ方によって複数のパターンが存在します。
荷物の形状や大きさによって積み方を変えると安定性や耐圧性に影響するため、適切なパターンを選択できるようにしましょう。
それぞれの積み付けパターンを以下に紹介します。
ブロック積み
ブロック積み（平積み）とは、1段目から同じ方向に荷物を並べ、それ以降の全段も同じ方向に荷物を積み重ねていく方法です。 難易度が低いため誰でもすぐに覚えられて、作業効率も高くなります。 上の段が下の段へかける圧力が一定になるため耐圧に優れますが、上に行くほどバランスが悪く安定性に欠ける積み方です。インターロック積み
インターロック積み（交差列積み）とは、段ごとに向きを90度変えながら積み上げていく方法です。 上下に隣り合った荷物同士が互いを支え合うため、運搬中の揺れに対して強い安定性を得られます。 段替えの際に向きを変えるのを意識するだけで、ブロック積みとほぼ変わらない作業効率を実現します。 最上段の端だけは揺れに弱い点や、ダンボールの縦横比が1に近いとこの積み上げ方である意味がなくなる点には注意です。ピンホール積み
ピンホール積み（風車形積み）とは、段ごとに向きを180度変えながら積み上げていく方法です。 パレットの外側に合わせて風車のような形に荷物を並べ、1段目は右回りに、2段目は左回りと交互に積んでいきます。 長方形の荷物でも正方形のパレットに収められて、積み上げると中央に穴が開くのが特徴です。 耐圧には弱くなるので重量のある荷物には向きませんが、穴から空気を通すことができるため、温度管理が必要な製品には適しています。レンガ積み
レンガ積みとは、ひとつの段に縦横の向きを混ぜ、さらに段ごとに向きを180度変えながら積み上げていく方法です。 袋物などの積み込みをする時に多く採用されており、安定性を求められる荷物の積み込みに適しています。 商品によっては製造番号や製造年月日、製品名などが見えるように積み込めるため、管理のしやすさも特徴です。 参考：「パレット積み付けパターン | 物流機器・輸送機器のレンタル」ユーピーアール株式会社パレタイズは産業用ロボットで自動化可能
パレタイズは積み付けパターンの使い分けによって効率化や安定化を図れますが、人力ではどうしても限界があり、かつ作業員に大きな負担を与えます。
こうした課題は、産業用ロボットを用いた自動化システム（パレタイジングロボットシステム）の導入によって解決します。
同システムは、コンベアから流れる荷物をロボットがピッキングし、パレットに最適なパターンで積み付けていくのが基本構造です。
デパレタイズも可能なシステムが組めれば、入出荷工程の両方で利用できます。
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パレタイズ自動化のメリット
産業用ロボットでバレタイズを自動化するメリットは以下の通りです。- ドライバーや現場作業員の作業負荷を軽減できる
- ヒューマンエラーによる積み込みミスが発生しない
- 安定した生産性向上効果が見込める
- ロボットハンド（エンドエフェクタ）を付け替えればさまざまなサイズの荷物に対応可能
- ティーチングによって積み付けパターンを自在に変えられる
パレタイジングロボット導入のポイント
実際にパレタイジングロボットを導入する際、どういった点に着目すべきなのかを解説していきます。
可搬質量
どれくらいの重量までロボットが持ち運べるかは、 「可搬質量」というスペックで表されます。 可搬質量が大きいほど重量のある荷物を扱える分、ロボットも大型になるため、設置に必要なスペースや価格も比例して大きくなります。 例えば、川崎重工のCPシリーズを参考にすると、最大可搬質量と価格の関係は以下のようになります。| 商品名 | 国内販売価格 | 最大可搬質量 |
|---|---|---|
| CP180L | 550万円 | 180kg |
| CP300L | 600万円 | 300Kg |
| CP500L | 700万円 | 500Kg |
※可搬重量は、ロボットが持ち運ぶ荷物の重量だけでなく、ロボット先端に取り付けるピックアップ用ハンドの重量も含まれます。
参考：「新型ロボット『ＣＰシリーズ』、『ＣＸシリーズ』、『ＢＡシリーズ』を発売 | プレスリリース」川崎重工業株式会社
サイクル速度
サイクルとは、ロボットが1つのワークを処理する単位です。このサイクルが一定時間内（1時間や1分間など）に行われる回数が多いほど、ロボットの処理速度は速くなります。 パレタイジングロボットの場合は、ひとつの荷物（ワーク）をパレタイズする速度の指標として考えましょう。 サイクル速度はロボット製品の基本スペックには記載されませんが、メーカーがベンチマークとして公表している場合が多いです。 例:130kgの重量なら最大で『2300サイクル/h』アームの動作範囲
アームの動作範囲は、上下・水平の可動範囲や旋回角度、リーチの長さが組み合わさって成り立つロボットの性能です。 動作範囲によって対応可能なパレットの大きさや荷物を積める高さが変わってくるため、適切なスペックの製品を導入する必要があります。 検討の際は、メーカーがカタログなどで公表している「パレットエリア条件」や「最大積み付け高さ」といったスペックを直接参考にするとよいでしょう。パレタイズ自動化はフレキシブルな生産を実現する
パレタイズは、積み方ひとつで生産性や品質に影響するため、企業の売上と確実に関連します。サプライチェーンにおけるモノの移動や保管において重要な工程と捉えるべきしょう。 近年になって多品種少量生産の市場ニーズが高まっているため、さまざまなサイズの梱包物を捌いたり、頻繁に段取り替えを行う機会は今後増えていくでしょう。 生産規模が大きくなれば、人手によるパレタイズはいずれ限界を迎えることになります。 産業用ロボットを活用したパレタイズの自動化を視野に入れ、生産性向上だけでなく、次なる時代のニーズへのフレキシブルな対応力を備えましょう。