近年、「AGV」（無人搬送車）という言葉を聞く機会が多くなってきており、興味をお持ちの方も多いかと思います。製造や物流の現場で物の搬送を効率化すると言われるAGVですが、むやみに導入しても期待した効果が得られない可能性があります。本コラムでは、AGVがどういうもので、どのようなメリットがあるのかを明確にしたうえで、AGV導入時や採択時のポイントについて解説します。製造現場などにおける物の搬送に課題をお持ちの方、AGV導入をご検討中の方はぜひ参考にしてください。
目次
AGV（無人搬送車）とは
日本国内では、生産効率向上や省人化を目的に、早くから工場などの生産現場にさまざまなタイプのロボットが導入されてきました。自動車業界を中心に導入が進み、一時は「ロボット大国」などとも呼ばれた時期もありました。現在は自動車分野以外にも電子・電気業界や食品業界などを始め、多くの分野にその裾野を広げています。
産業用ロボットと言えば、生産ラインで活躍している多関節のアーム状のロボットを想像する方も多いと思いますがそれ以外にも、仕分けや運搬など幅広い用途でロボットの活用が広がっています。その中で、工場や倉庫における荷物や材料の搬送時に利用されているのがAGV（無人搬送機）です。
AGVは「Automatic Guided Vehicle」の略で、直訳すると「自動的に誘導される車」という意味。その歴史は意外と古く、1980年初頭から物流業界において利用され始めました。工場では原材料や部品、完成品の搬送などに活用されており、従来は床面に貼付した磁気テープなどに沿って一定のルートを走行するものが主流でした。しかし現在AIやセンサー、カメラなどを駆使して位置を認識し、臨機応変にルート設定することで、より自由度が高く柔軟な対応ができるようなタイプも登場してきています。AGVの基本的な機能としては、自動運転機能・ナビゲーション機能・運搬機能等が備わっており、ものの運搬の自動化に特化した機能を有しています。AGV導入によって搬送作業に関わる作業者の負担軽減やピッキングミスの低減、効率化によるコスト削減などのメリットが期待できます。
また、AGVの導入には大掛かりな設備は不要で、走行ルート上に磁気テープや磁気マーカーを敷設した場合も作業者の通路等として引き続き使用することが可能です。そのため、工場の既存の設備の中にも組み込みやすいことも、利用が広まっている理由の一つと言えます。
AGVのセキュリティ対策
製造業と物流センターでは、AGVの活用が増えており、セキュリティ対策の重要度も高くなっています。AGVは、自己位置を認識し、周囲の環境をマップ化するSLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技術などを駆使して、工場や倉庫内での搬送作業を自動化します。この自律性が、セキュリティの脆弱性につながる可能性があるため、メーカーは高度なセキュリティ対策を講じています。
セキュリティ対策としては、まずAGVシステムの全体的な安全性を高めることが必要です。これには、AGVの制御システムやデータ伝送経路に対する暗号化技術の利用、不正アクセスやデータ漏洩を防ぐためのファイアウォールや侵入検知システムの設置が含まれます。さらに、AGVが搬送作業を行うエリア内での安全を確保するため、周囲の状況を認識し、人や他の機器との衝突を避けるためのセンサー技術の向上も追求されています。
サイバーセキュリティに関しては、AGVを標的としたサイバー攻撃から保護するための対策が不可欠です。攻撃者がAGVの制御システムに不正アクセスし、工場の運営を妨害することは、甚大な損害を引き起こす可能性があります。そのため、AGVメーカーは、最新のサイバーセキュリティ技術を利用し、定期的なセキュリティアップデートやパッチ適用を行い、システムの脆弱性を最小限に抑えることが求められます。
また、AGVシステムの安全性とセキュリティを確保するためには、エンドユーザー企業もセキュリティ意識の向上が必要です。従業員に対する定期的なセキュリティ教育や、AGVシステムの運用に関する厳格なガイドラインの策定が、サイバーセキュリティ対策の基本となります。
AGVに関わる法規制
AGV（自動誘導車）の普及に伴い、これらのシステムに関わる法規制と標準化の必要性が高まっています。AGVシステムは、特に製造業や物流センター内での安全かつ効率的な搬送作業を可能にする技術であり、その運用には適切な規制と基準が求められます。
法規制の面では、AGVの使用にあたっての安全基準や労働安全衛生法に関連する規定が設けられています。これらの規制は、AGVが従業員や施設に危害を加えないようにするために重要です。例えば、AGVの運用中における安全距離の確保、緊急停止機能の設置、または異常検知時の対応プロセスなどが法規制によって定められている場合があります。これらの規制は、AGVを安全に使用するための基本的なフレームワークを提供し、作業場の安全基準を向上させることを目的としています。
標準化の側面では、AGVシステムの互換性や統一性を確保するために、国内外で様々な標準化組織が活動しています。これらの標準化は、AGVの設計、製造、テスト方法に関わるガイドラインや規格を設けることにより、異なるメーカーのAGV間でも一定の品質や性能が保証されるようにしています。また、AGVの通信プロトコルやデータフォーマットの標準化により、システムの互換性を高め、さまざまな機器やソフトウェア間での連携を容易にしています。
法規制と標準化は、AGVの安全かつ効率的な運用を確保するために不可欠な要素であり、製造業者や利用者はこれらの規則や基準に従ってAGVを選定し、運用する必要があります。これにより、AGVを介した作業プロセスの安全性、効率性、及び信頼性が向上し、製造業や物流業界全体の生産性の向上に貢献することが期待されます。
これらの規制と標準化への適応は、AGVメーカーだけでなく、AGVを導入する企業にとっても重要です。適切な法規制の理解と標準化基準に基づいたシステムの選定と運用により、AGVの導入効果を最大化し、長期的な運用の安定性を確保することができます。
AMRとは
AMR（自律移動ロボット）は、環境を認識して自律的に動作し、最適なルートを選択する高度なロボットです。AMRは障害物を回避し、動的な環境に適応しながらタスクを実行する能力を持っています。
AMRは、主に倉庫や工場での物流、製造プロセスの自動化など、製造業界とサービス業界で活用されています。
AGV（自動誘導車両）と比較して、AMRはより高度なセンサーとAI技術を用いて、環境に対するより柔軟な対応が可能です。
AGVとAMRの違い
AGVとAMRの違いは主に、ナビゲーションシステムと柔軟性にあります。
AGVは予め設定されたルートに沿って移動するシンプルなナビゲーションシステムを採用しているため、環境が安定しておりルートが変わらない工場や倉庫などで効果的です。初期設定やメンテナンスが比較的容易で、コストも低いため、一定の作業を繰り返す場合に適しています。
一方で、AMRは環境をリアルタイムで認識して障害物を回避することができます。このため、環境が頻繁に変化する場所や、予期せぬ障害物が存在する場所での使用に適しています。例えば、人が頻繁に行き交う場所や、レイアウトが定期的に変更される倉庫などでの作業に最適です。
AGVはコストが低く、環境が安定している場所での繰り返し作業に適しており、AMRはコストは高いが、柔軟性と適応性を持ち、環境が頻繁に変化する場所や障害物がある場所での作業に適しています。
AGV（無人搬送車）の種類
AGVには搬送方式の違いによって種類がいくつか存在します。
積載型
荷物をAGV本体の台車に乗せて任意の場所まで運ぶタイプは「積載型」と呼ばれています。元々人が行っていた荷積みや運転などの工程を自動化することで、搬送作業を省力化することできます。実際に荷を積み込む方法には、人手による手動積載方式やコンベアーなどを使った自動積載方式があります。段ボールやボックス型コンテナ等の運用に良く使用されます。
低床型
個別の荷物を搬送するのではなく、荷が積まれた棚やカゴ、台車などの下に潜り込み、リフターで荷台を持ち上げて棚やカゴごと搬送するタイプのAGVを「低床型」と呼びます。棚やカゴの改造ができない場合に特にこの低床型が活躍することになります。また、低床型のAGVは対象を持ち上げて運搬するため、牽引装置をつけることができない台車を搬送することもできます。
牽引型
荷台を持ち上げて運ぶ低床型に対して、荷台などを牽引して運ぶのが「牽引型」です。複数の荷台などを連結して運んだり、さまざまな異なる積載量の棚やカゴを運んだりするなど、量や荷姿に関わらず柔軟に対応できるのが牽引型のメリットです。AGVの大きさも数百キロの荷物に対応したものから、数トンの荷物に対応したトラクタータイプのものまで様々です。
AGVには搬送方式の違いだけではなく、走行方式にもいくつかの種類があります。
経路誘導式
あらかじめ運搬経路に設置した磁気テープや光反射テープなどの誘導体によってAGVを誘導する走行方式が「経路誘導式」です。AGVに搭載されたセンサーで経路を正確に認識することができるため、走行精度が高いのが特徴です。また、埋め込み式と比べ、設置コストが抑えられ、国内では広く普及している方法です。
自律移動式
自らの位置を推定したり走行制御したりする機能を搭載し、誘導体などが無くても目的地への移動が可能な走行方式が「自律移動式」です。床にテープを貼ることができない現場や棚等の設備の位置が変化しやすい環境では、自律移動式のAGVが活躍します。
追従式
自律移動式の一種で、先行する車両などに追従して移動する走行方式が「追従式」です。決まった経路を事前に設定する必要が無く、柔軟な運搬を求められる現場で活躍します。
AGV（無人搬送車）の導入メリット
近年、AGVの様々な作業現場での活用が進んでいます。AGVを導入する主なメリットを4つご紹介します。
①生産性の向上
AGVはロボットにより、単純な運搬作業を自動化することで、より生産に関わる部分に人員を充てて生産力を向上させることができます。また、運搬作業のスピード等のムラが無くなることによる生産性の向上も期待できます。
また、AGVは24時間の稼働が可能であり、生産ラインの停止時間を最小限に抑えることもメリットとして挙げられます。
②安全性の向上
重量物の運搬に関して、人間の手で行う必要が無くなり、作業者への負担を大きく減少させることができます。また、AGV自体でもセンサーにより設備内の障害物を避けたルートを走行できることから、接触事故等のリスクを低減することが可能です。
③コスト削減
運搬作業やその教育にかかる人件費・作業者の備品購入費などのコストを削減することができます。AGVの導入の初期コストはかかるものの、長期的にみれば運搬にかかる総合的なコストを削減できる点は大きなメリットと言えます。
そして技術の発達によりAGV自体の電力効率についても向上してきていますので、今後さらにコスト面での良い影響が大きくなる可能性があります。
④生産性の可視化
AGVはネットワークでつながっているため、運搬状況をリアルタイムで把握することが可能です。どのくらい稼働しているか等の周辺データの取得も可能であるため、運搬作業の生産性の可視化も容易になります。
AGV（無人搬送車）の活用例
実際にAGVを活用することでどのような効果が現れるのでしょうか。当社が開発した「リコー 無人搬送車 M2」（以下、M2）を使った社内実践例をご紹介しましょう。
リコーグループの厚木工場では従来、倉庫から組み立て作業場までの間をハンドリフターで使って部品を運搬していました。この方法では、テーブルの昇降や移動を人力に依存するため、対応可能な重量や移動距離に制限がありました。また、荷崩れによる破損や衝突事故などが発生する危険性もありました。作業時の安全性を確保するために他社製のAGVを導入しましたが磁気誘導式であったため、今度はルート変更の際に床に貼付する磁気テープを貼り替える際の工事が必要になり、コストと手間がかかってしまうようになりました。
このような課題を解決するために光学式を採用した当社無人搬送機M2を導入。光学式では磁気テープの代わりに市販の黒ビニールテープを使用して誘導できるため、設置時間を約90％、コストを約96％削減することができました。現在リコーグループの工場では23台のAGTが稼働し、部品の運搬や移動を無人で実施。「無人化製造ライン」を構築しています。
AGV（無人搬送車）導入の課題と選び方
実際にAGVを導入・選択する際には、どのような点に注意すれば良いのでしょうか。まず考慮しなければならないのは、工場や倉庫内では常にレイアウト変更が発生するという点です。レイアウト変更が発生するということは、AGVの走路変更が発生するということですので、その際にどの程度の工数やコストが必要になるのかをあらかじめ見積もっておくことが必要です。
導入時や走路変更の際に必要となるのが、誘導用の磁気テープです。1メートル当たり1,000円程度ですので、大規模な工場や倉庫では使用する磁気テープだけでも多大なコストが必要になってきます。また同時に、走路設定や変更のためにプログラム設計も行わなければなりません。専門エンジニアに依頼する必要があるAGVの場合は、そのためのコストや時間が必要になることも忘れてはいけません。
さらにAGVを運用・走行する場所がどのような状態や条件なのかも確認する必要があります。生産設備などの影響によって通路が狭い場合や、動ける範囲に制限がある場合があるからです。状況によっては特定のAGVしか対応できない環境の場合もありますので、現地の状況は十分に確認しておきましょう。
光学式なら走路変更も簡単
AGV導入時や工場等のレイアウト変更時の手間やコストを抑えることができるのが、光学式のAGVです。光学式AGVでは誘導のための磁気テープを必要とせず、市販の安価な黒色ビニールテープを床面に貼付することでAGVを誘導することができます。ちなみに磁気テープの一般的な価格1,000円/mに対して市販の黒色ビニールテープは5円/m。誘導用テープのコストだけで比較すると、1/200に削減できることになります。磁気テープのように周辺との磁界干渉の心配もありませんので、専門家でなくても誰でも誘導用のテープを設置することができます。
リコーが開発したAGV「リコー 無人搬送車 M2」およびその上位機種の「RICOH AGV 3000シリーズ」は光学式を採用しており、導入時の走路設定、レイアウト変更時の走路変更時の手間やコストを大幅に削減できます。運行指示を作成・変更する際も手持ちのPCでデータを作製してCSV形式で取り込むことができるので、専門家でなくても対応できます。
さらに、90度および180度のターン動作ができるため、生産設備などの影響で通路が狭かったり、動ける範囲に制限があったりする場合でも、小回りを効かせた走行が可能です。このように「リコー 無人搬送車 M2」、「RICOH AGV 3000シリーズ」は、工場などにおけるさまざまな物の搬送を効率化し、製造業における生産性向上に貢献します。
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