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【ケーススタディ】自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール~モジュラーシステムによる、特定アプリケーション向けロボットの開発

事例紹介

COM Express モジュールを使用して倉庫向けロボット、自律型ロジスティクス車両を構築した事例を紹介しています。

【ケーススタディ】自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール~モジュラーシステムによる、特定アプリケーション向けロボットの開発
このケーススタディでは、COM Express モジュールを使用して倉庫向けロボット、自律型ロジスティクス車両を構築した事例を紹介しています。
ドイツ最大の医薬品販売業者であるTranspharm Logistik社は、 促品を倉庫から集めるために、 ルム工科大学のスタートアップ企業であるToolify Robotics社の特定アプリケーション向けのモジュラー型自律ロボットを利用しています。 ranspharm社が使用するロボットは、 込みコンピューティングのスペシャリストであるコンガテックのコンピュータ・オン・モジュールをベースとしています。

キーワード:Intel Atom x6000E, Elkhart Lake, 第11世代インテル Core, Tiger Lake, COM Express, インダストリー 4.0, 協調ロボット, 自律型車両, 搬送ロボット

このカタログについて

ドキュメント名 【ケーススタディ】自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール~モジュラーシステムによる、特定アプリケーション向けロボットの開発
ドキュメント種別 事例紹介
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取り扱い企業 コンガテックジャパン株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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ケーススタディ モジュラーシステムによる、特定アプリケーション向けロ ボットの開発 自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール
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1 自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール モジュラーシステムによる、 特定アプリケーション向け ロボットの開発 Teva Pharmaceutical Industries社傘下で、 ドイツ最大の医薬品販売業者であるTranspharm Logistik社は、 販促品を倉庫から集めるために、 ウルム工科大学のスタートアップ企業である Toolify Robotics社の特定アプリケーション向けのモジュラー型自律ロボットを利用しています。 Transpharm社が使用するロボットは、 組込みコンピューティングのスペシャリストであるコンガ テックのコンピュータ・オン・モジュールをベースとしています。 ソリューションの概要 産業用ロボットは、 インダストリー4.0の重要な基盤です。 しかし、 カスタムのロボットソリューショ ンを開発して導入するためには莫大なコストと時間がかかるため、 多くの中小企業はロボット開 発に投資することをためらっています。 生産現場だけでなく、 イントラロジスティクスにおいても同 様です。 これが、 スタートアップのToolify Robotics社がXito(www.xito.one)を開発した理由で、 これは、 自律型イントラロジスティクス車両や、 モバイル ピック・アンド・プレース ロボット向けの、 メーカーに依存しないオープンなモジュラーシステムです。 コンガテックのコンピュータ・オン・モ ジュールと組み合わせることにより、 柔軟で低コストなカスタムの自動化ソリューションを開発す る道が開かれました。 マテリアルハンドリングプロセスの自動化は、 長い間、 イントラロジスティクスセクターにおける革新 と投資の推進力でした。 多種多様なマテリアルハンドリングソリューションを使用することにより、 多く の分野でプロセスを自動化することができ、 マテリアルと商品の流れを加速して、 作業プロセスを短 縮することができます。 しかし、 固定型のコンベアを導入しても簡単に自動化できないエリアもありま す。 したがって、 すべての倉庫が自動化されたハイベイ倉庫(訳注:搬送が自動化された屋根の高い Transpharm社は、 これまで使用していたオーダーピッキングカートを自動運転カートに置き換えました。
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2 自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール 立体倉庫)になるわけではありません。 これは、 比較的大きな投資と効率の改善が見合っていて、 ス トレージベイが高度に標準化されている場合にのみできることです。 Transpharm Logistik社では、 販促品は頻繁に変更され、 さまざまな形、 サイズ、 重量のものになり ます。 そして、 スタッフは発送先ごとに個別に集める必要があります。 そのような状況で、 Transpharm 社のサプライチェーンアナリストのマルティン・ツヴィーベル(Martin Zwiebel)は、 この販促品を集め るプロセスと配送のプロセスをさらに最適化する任を負っていました。「 スタッフは、 販促品を集める するために重くて大きなカートを使用していました」、 とツヴィーベル氏は振り返ります。 タブレットを 装備し、 場合によってはデジタルピッキングシステム(訳注:デジタル表示器を使用したピッキングシ ステム)を使って、 発送する個々の販促品を倉庫中から集めてカートにまとめ、 それを梱包部門に運 んでいました。 「より速く、 より簡単な解決策を探していると、 無人搬送システムが大きなアドバンテ ージを約束していることが明らかになりました」、 とアナリストは続けます。 したがって、 必要だったの は、 あらかじめ決められた最適化されたルートに従って、 次のストレージベイへの道を自律的に見つ けることができ、 スタッフにとって常に役立つコンパニオンとなる手頃な価格のロボットカートでした。 互換性が鍵 マルティン・ツヴィーベルは、ベンダーに依存しないオープンなプラットフォームのXito(www.xito. one)を試すことに決めました。 Xitoは、 Toolify Robotics社のモジュラービルディングブロックシステ ムとソフトウェアエコシステムのことで、 カスタマイズされた自律型イントラロジスティクス車両やロボ ットの設計、 インタフェース管理、 実装、 および運用のためのものです。 これは、 いくつかの大学間の 共同プロジェクトから生まれました。 スタートアップのToolify社は、 ウルム工科大学のスピンオフで、 このコンセプトをすぐに市場に出せるソリューションに発展させました。 マルティン・ツヴィーベルはそ れを使用して、 彼自身のアイデアと要件に合わせてカスタマイズした自律型ピッキングカートを簡単 に組み立てました。 「最適なコンポーネントをXitoマーケットプレイスから選んで、 それらを接続することができました」、 とツヴィーベル氏は熱弁します。 Xitoマーケットプレイスは、 今日、 さまざまな自律輸送ロジスティク スやモバイル ピックアンドプレース ロボットのアプリケーション(ナビゲーション、拡張現実や仮想現 実、 ローカリゼーション、インテリジェントな障害物回避、 音声認識やオブジェクト認識、 RFIDリーダ Toolify社のXitoは、 ロジスティクス車両や輸送ロボットなどの自律型ロボットを、 簡単に構築するための開発キットで、 オプションでピックアンドプレース機能を付 加することもできます。
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3 自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール ーなど)用に50を超えるハードウェアビルディングブロックを提供しています。 さらに、 物をつかんで位 置決めすることも可能です。 Toolify Robotics社のCEO兼共同創設者であるデニス・シュタンプファー博士(Dr. Dennis Stampfer) は、 彼のチームと一緒にモジュラーシステムに必要なソフトウェアを開発しました。「 私たちは非常に 複雑なロボットアプリケーションを、 比較的簡単に実現できる、 プラグアンドプレイコンポーネントを 作成するための、 使いやすいツールを提供しています」、 とシュタンプファー博士は説明します。 Xito は、 専門知識を必要とせず、 ロボットアプリケーションのプログラミングを大幅に簡素化して、 開発を 加速します。「 システム全体は、さまざまなサブシステムとデバイスで構成されています。 私たちは、 メ ーカーに依存しないプラットフォームで、 さまざまなサブシステムやデバイスを接続するインタープリ ターの役割を務めます。」 すべての人のためのロボットと自動化 Transpharm社の協調モバイルロボットは、 作業スタッフの後を次の場所まで自律的についていきま す。 数台のロボットを使った、 スタッフと共同のパイロットプロジェクトは、 非常にうまくいきました。 スタッフは重いピッキングカートを手で押す必要がなくなったため、 ロボットによる支援を喜んでいま した。 これまでと同様に、 ピッキングは決められたスタート地点から始まりますが、 今はショッピングカート のように押して移動するピッキングカートの代わりに、 作業スタッフに同行する自動運転のロボットカ ートになりました。 すべてのピッキングが完了すると、 ロボットが集められたアイテムと一緒に梱包部 門に送られます。 ロボットカートが倉庫内を自走するときや停止するときは、 あらかじめ最適化され た設定ルートをたどります。 そして、 空になったロボットは、 次のピッキング作業の準備のために、 ス タート地点で待機します。 「Xitoのおかげで、 私たち独自のピッキング作業に最適な、 自律型ロジスティクス車両を簡単、 迅速、 そして手頃な費用で構成することができました」、 とマルティン・ツ ヴ ィーベル氏は主張します。 「すべてが完璧に機能しました。 それ は最初から存在したわけではありません。 個々のコンポーネン トは互換性がないことが多く、 Xitoのような開発キットがなけれ ば、 実用的なソフトウェアやハードウェアソリューションを開発す るためには多大なコストがかかり、 そのコストは大体の場合、 中 小企業の許容範囲を超えるのです。」 Xitoを使うことで、 仕様によっては従来のソリューションに比べ て開発と導入期間を最大で75%節約することができます。 これ は、 Xito開発キットなしでは相互に通信することのできない、 シ ンプルで安価な標準のコンポーネントを使用することができるた めです。 もう一つの利点は、 キットの個々のビルディングブロック は再利用可能で、 別な構成にすることもできることです。 これに より、 以前はコストを相殺するために、 非常に大きな改善効果と Toolify社の開発キットは、 特定のタスクをイ ンテリジェントにこなすために、 組込みコンピ 規模が見込めなければ実現できなかったソリューションが、 可能 ューティングのスペシャリストであるコンガテ になりました。 Transpharm社の倉庫の場合、 販促品の取り扱い ックの柔軟でスケーラブルなコンピュータ・オ ン・モジュールを活用しています。 には、 このような自律型ピッキングカートが3台あれば十分です。 モジュラーキットにはモジュラープロセッサが必要 「Xitoのインテグレーション機能と高度なモジュール性のためには、 コアコンポーネントの1つとし て、 モジュール化された柔軟なハードウェアアーキテクチャが必要でした」、 とシュタンプファー博士 は説明します。 実際のところ、それぞれのXitoソリューションに必要なコンピューティングパフォーマン スは、 どのようにモジュラーコンポーネントを組み合わせるかによって異なります。 そこで、 プラットフ
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4 自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール ォームには、 コンピューティングパワーを柔軟に変更することができる、コンピュータ・オン・モジュー ルを導入しました。 これにより、 タスク別に負荷のバランスをとること に加えて、 アプリケーションに合わせた価格とパフォーマンスのバラン スをとることが可能になりました。 最新のコンピュータ・オン・モジュールは、新しい第11世代Intel Core プロセッサ(Tiger Lake)を搭載しており、COM Express Compactフォ ームファクターで提供されます。 最高でIntel Core i7までパフォーマン スを引き上げることができます。 低消費電力、 あるいはコストに厳しい アプリケーション向けには、 Intel Atom x6000、 Intel Celeron、 ある いはIntel Pentiumプロセッサ(Elkhart Lake)を搭載したモジュール も用意されています。 開発者は、この新しい一つのプロセッサテクノロ ジーだけで、アプリケーションを15種類の異なるパフォーマンスレベル Intel Atom x6000E、Intel Pentium、およびCeleron J に拡張することができます。 COM Expressモジュール規格に準拠して プロセッサを搭載した新しいconga-TCA7モジュール いる製品はピン互換のため、 さまざまなプロセッサプラットフォームまで は、8つのスケーラブルなバリエーションで提供され、 特に省エネルギーやコストを抑えたアプリケーション 拡張して使用することができ、 さらに多くの機種を作成することができま 向けに設計されています。 す。 過酷な環境で使用するロボットアプリケーション向けに、 -40℃から 85℃の拡張温度範囲でも動作する、 特別に設計されたモジュールもあります。 これにより、 ロジステ ィクスアプリケーション向けロボットの適用範囲が、 冷蔵倉庫から大規模なパン屋にまで広がります。 たとえば、 熱いオーブンのすぐ近くで、 焼きたての商品を載せたラックを移動させるために、 ロボット を導入することができるようになります。 これらのオプションは、 リアルタイム対応のハイパーバイザテクノ ロジーを使用することで、 さらに拡張することができます。 実際 に、 Real-Time Systems社のハイパーバイザのサポートは、 コン ガテックのすべてのx86コンピュータ・オン・モジュール製品で標準 となっています。 これらの革新的なハイパーバイザにより、 複数の オペレーティングシステム、 例えばリアルタイム オペレーティング システム(RTOS)とMicrosoft™ Windows® やLinuxなどの標準オ ペレーティングシステム(GPOS)の両方を、 x86マルチコアプロセ ッサ上で、 ハードリアルタイム特性を維持しながら同時に実行す ることができます。 これにより、 Xitoロボットの心臓部であるコン 最新の第11世代Intel Coreプロセッサ(Tiger Lake)を搭載したコ ンガテックのモジュールは、 -40℃から85℃の拡張温度範囲でも ガテックのモジュールは、 さまざまなタスクやサブシステムに対し 使用できます。 て柔軟な構成が可能になります。 素晴らしい価格、大幅な改善 ロボット産業は急成長していますが、 多くの中小企業にとってこの投資は大き過ぎます。「 私たちは、 中小企業もこのテクノロジーのメリットを享受できるように、ロ ボットソリューションの開発をよりシン プルでサステイナブルなものにします」、と デニス・シュタンプファー博士は説明します。し かしながら、 コンガテックのコンピュータ・オン・モジュールがなければ、 このような柔軟性とモジュール性を実現 することは難しいでしょう。 マルティン・ツヴィーベルは、 新しいロボットソリューションのおかげで、 Transpharm社の生産性が 20%から25%向上したと推測しています。現在、彼はすでにXitoで取り組むべき、 次のプロジェクトを 計画しています。「 冷蔵品のピッキングにおいても同様の課題に直面しており、 絶えず増え続ける商品 群、 そしてより素早い作業が要求されています。 さらに、 よくあるスペースの制約により、 従来のコン ベヤー技術を使っての自動化はできません。 」 彼はまた、 生産と品質保証における Xitoシステムのポ テンシャルを理解しており、 将来的にはロボット搬送システムと共に、 ピッキング自体の自動化も実現 できる可能性があると考えています。
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5 自律型イントラロジスティクス車両用のコンピュータ・オン・モジュール Transpharm Logistik社は、 国際的に活躍す る Teva Pharmaceutical Industries Group の 一部で、 30年以上にわたって製薬、 およびヘル スケアのロジスティクスプロセスを管理してき ました。 Transpharm社は、 製品の入荷から商 品管理、 倉庫保管、オーダー処理、 配送に至る まで、 流通に関わるすべてのロジスティクスプ ロセスをおこなっています。 毎日200万個の医 薬品パッケージがウルム(Ulm)のロジスティク スセンターから発送されています。 このことが、 Transpharm社をドイツ最大の医薬品販売業 者にしています。 著者: ゼリコ・ロンカリック(Zeljko Loncaric)、コンガテッ ク マーケティングエンジニア
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コンガテック(congatec)について コンガテック(congatec)は、組込みコンピューティング製品にフォーカスする、急速に成長しているテクノロジー企業です。 ハ イパフォーマンス コンピュータモジュールは、産業オートメーション、医療技術、輸送、テレコミュニケーション、その他の多くの 分野の幅広いアプリケーションやデバイスで使用されています。 当社は、成長する産業ビジネスにフォーカスする、 ドイツのミッ ドマーケットファンドである株主のDBAG Fund VIIIに支えられており、 これらの拡大する市場機会を活用するための資金調達 とM&Aの実績があります。 また、コンピュータ・オン・モジュールの分野では、世界的なマーケットリーダーであり、 新興企業か ら国際的な優良企業まで優れた顧客基盤を持っています。 コンガテックは、 ドイツのデッゲンドルフに本社を置き、 現在、米国、 台湾、 中国、 日本、 オーストラリア、 英国、 フランス、 チェコ共和国に事業拠点を置いています。 詳細については、 当社の Web サイト www.congatec.com/jp、 または LinkedIn、 Twitter、 YouTube をご覧ください。 本社 congatec GmbH Auwiesenstraße 5 94469 Deggendorf Germany Phone +49 (991) 2700-0 info@congatec.com www.congatec.com 子会社 congatec Asia Ltd. congatec, Inc. コンガテックジャパン株式会社 congatec China Technology Ltd. 2F., No.186, Sec. 3, 6262 Ferris Square 〒105-0013 東京都 港区 浜松町1-2-7 Sunyoung Center, 901 Building B, Chengde Rd. San Diego 浜松町一丁目ビル301 No. 28 Xuanhua Road, Changning District, 10366 Taipei, Taiwan CA 92121 USA Phone +81 (3) 6435-9250 Shanghai 200050, China Phone +886 (2) 2597-8577 Phone +1 (858) 457-2600 sales-jp@congatec.com Phone +86 (21) 6025-5862 sales-asia@congatec.com sales-us@congatec.com www.congatec.jp sales-asia@congatec.com www.congatec.tw www.congatec.us www.congatec.cn congatec Australia Pty Ltd. congatec Korea Ltd. Real-Time Systems GmbH Unit 2, 62 Township Drive Mr. Yoonsun Kim Gartenstrasse 33 West Burleigh (Yatap-Dong), #707, 88212 Ravensburg Queensland 4219, Australia 42, Jangmi-ro, Bundang-gu, Germany Phone +61 (7) 5520-0841 Seongnam-si, Gyeonggi-do, Phone +49 (751) 359558-0 sales-au@congatec.com South Korea info@real-time-systems.com www.congatec.com Phone: +82 (10) 2715-6418 www.real-time-systems.com yoonsun.kim@congatec.com セールスオフィス France United Kingdom / Ireland Nordics & Baltics Mr. Luc Beugin Mr. Darren Larter Mr. Anders Rasmussen Phone: +33 6 44 32 70 88 Phone: +44 784 581 4792 Phone: +45 285 649 92 cfr-sales@congatec.com cuk-sales@congatec.com cdk-sales@congatec.com