WMSのリアーキテクチャとは？｜考え方/特徴/仕組み/目的を解説

倉庫管理システム(WMS)を長く運用していると、機能を一つ追加するだけでも影響範囲の調査に時間がかかり、マテハン機器やロボットとの連携要件が増えるたびにシステム全体が重くなっていく感覚を持つ情報システム部門は少なくありません。既存の業務ロジックや運用ノウハウを保ったまま、モノリシックな内部構造そのものをマイクロサービスなどのクラウドネイティブなアーキテクチャへ作り替える取り組みが、WMSのリアーキテクチャです。

本記事では、WMSのリアーキテクチャという考え方の全体像、モダナイゼーションや刷新・更改・リニューアルといった近接概念との違い、リファクタリングとリビルドの技術的な違い、ドメイン駆動設計(DDD)による境界設計の仕組み、マテハン機器とのリアルタイム連携基盤、段階移行を支えるAPI-first設計とストラングラーフィグパターンを順に解説します。情報システム部門やアーキテクト、エンジニアの方が、自社のWMS刷新をどの技術的アプローチで進めるべきか判断する材料として役立つ内容です。

本テーマに関する全体ガイドは、以下の記事をご覧ください。

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・WMSのリアーキテクチャの完全ガイド

WMSのリアーキテクチャとは何か？定義と全体像

WMSのリアーキテクチャは、単に古いサーバーを新しいクラウド環境へ載せ替えることではありません。在庫、ロケーション、ピッキング、入出庫といった業務ドメインの境界を見直し、密結合したモノリシックな構造を、独立してデプロイ・スケールできる単位に分解し直す技術的な取り組みを指します。

サーバーやミドルウェアをクラウド環境へそのまま移すリホストや、稼働環境だけを更新するリプラットフォームでは、内部のコード構造や業務ロジックの結合度は変わりません。WMSのリアーキテクチャは、こうした環境移行にとどまらず、モノリシックなコードベースを機能単位のサービスへ分割し、サービス間の通信方式やデータの持ち方まで作り替える点で技術的な難易度が高くなります。

AWSが整理する7Rsモデルでは、環境だけを変えるリホストやリプラットフォームと、コードそのものを作り替えるリファクタリングやリアーキテクトが明確に区別されています。WMSのリアーキテクチャが対象とするのは主に後者であり、実装の複雑度は高いものの、業務の成長やマテハン機器の高度化に合わせてシステムを柔軟に拡張できる状態を作ることを目的とします。

システムのモダナイゼーションという言葉は、言語のバージョンアップからクラウド移行、UIの刷新まで幅広い取り組みを含みます。WMSのリアーキテクチャは、そのなかでも特にアーキテクチャパターンそのものを変える取り組みに焦点を当てた概念であり、モダナイゼーション全体の一部を構成します。

そのため、WMSのリアーキテクチャを検討する際は、単純な老朽化対応や表面的な機能追加を目的とするのか、それとも将来のスケーラビリティや拡張性を見据えてアーキテクチャの根本から見直すのかを、社内で明確に切り分けておく必要があります。

モダナイゼーション・刷新・更改・リニューアルとの違い

WMSに関する取り組みには、モダナイゼーション、システム刷新、更改、リニューアルなど似た言葉が数多く存在します。それぞれ着手のきっかけや扱う範囲が異なるため、リアーキテクチャという言葉が指す範囲を正しく理解しておくことが、要件定義やベンダー選定の前提になります。

モダナイゼーションは、レガシー言語からの移行やクラウド化、UI刷新などを含む包括的な概念です。一方、システム刷新は経営判断としてシステム全体を作り替える意思決定そのものを指すことが多く、どちらもリアーキテクチャより扱う範囲が広い、あるいは経営的な文脈で語られる言葉です。WMSのリアーキテクチャは、その中で採用する技術的なアーキテクチャパターンに焦点を当てた、より具体的な取り組みとして位置づけられます。

したがって、経営層への説明ではシステム刷新やモダナイゼーションという大きな枠組みで投資判断を仰ぎつつ、実装フェーズではリアーキテクチャという技術選択の妥当性をアーキテクトが検証するという、階層の異なる議論を分けて進めることが重要です。

更改は、保守サポート終了(EOS)や契約満了といった外部要因を起点にシステムを置き換える取り組みを指すことが一般的です。リニューアルは、現場の操作性やユーザー体験の改善を主目的にする取り組みとして語られることが多く、いずれも着手のきっかけがビジネス上の期限や利用者の不満にあります。

これに対して、WMSのリアーキテクチャは、リクエスト量の増加やマテハン機器とのリアルタイム連携要求など、システムの技術的な限界そのものが着手のきっかけになる点が異なります。更改やリニューアルのタイミングに合わせてリアーキテクチャを実施するケースもありますが、目的が異なる取り組みであることを認識しておくと、要件定義の優先順位を誤りにくくなります。

リファクタリングとリビルド/リアーキテクトの違い

WMSのアーキテクチャを見直す際は、外部の挙動を変えずに内部構造を整理するリファクタリングと、コンテナオーケストレーションや分散トレーシングをゼロから構築するリビルド/リアーキテクトのどちらを選ぶかが、最初の技術的な分岐点になります。

リファクタリングは、システムの外部から見た挙動を変えずに、内部のコード構造をモジュール単位に整理し直すアプローチです。WMSの場合、在庫、ピッキング、入出庫といった機能をモジュールとして明確に分離しつつも、デプロイの単位は一つのアプリケーションにまとめる「モジュラーモノリス」という形を取ることが多くなります。

この方法は、複雑度が比較的抑えられ、インフラ構築のオーバーヘッドが少なく、手戻りのリスクも小さいという特徴があります。実装期間も、初期の技術検証を含むMVPフェーズの範囲で価値を提供しやすく、エンジニア体制が15〜20名に満たないチームにとっては現実的な選択肢になります。

一方、リビルド/リアーキテクトは、Kubernetesによるコンテナオーケストレーション、サービスメッシュ、分散トレーシングといった分散システムの基盤をゼロから構築し、機能ごとに独立してデプロイ・スケールできるマイクロサービスへ分解するアプローチです。実装の複雑度は非常に高く、初期投資もモジュラーモノリス化と比べて大きくなる傾向があります。

この投資に見合うだけの価値が出やすいのは、1日あたりのリクエスト数が非常に多く、エンジニア体制も一定規模を超えている場合です。目安として、1日100万リクエスト以上の処理量と、エンジニア50名以上の開発体制が、完全なマイクロサービス化を正当化するラインとして語られることが多く、これに満たない場合は、まずモジュラーモノリスを目指し、マテハン連携基盤など負荷の高い部分だけをピンポイントで切り出す方が安全だとされています。

DDDによるドメイン境界設計の仕組み

マイクロサービス化を進めるうえで最も難易度が高いのが、サービスの境界をどこに引くかという設計判断です。WMSのリアーキテクチャでは、ドメイン駆動設計(DDD)の考え方を用いて、業務ドメインの境界を実装前に明確化することが標準的なアプローチになっています。

DDDでは、業務上の意味が閉じたまとまりを「境界づけられたコンテキスト」として定義します。WMSであれば、ロケーション管理、ピッキング、入出庫といった業務領域がそれぞれ独立したコンテキストの候補になり、各コンテキストが自分自身のデータベースを持つ「Database per Service」の原則に沿って設計されます。

この境界設計を誤ると、サービスとしては分割されていても、内部では相互に密接に依存し合う「分散モノリス」という状態に陥ります。分散モノリスは、マイクロサービス化のメリットを得られないまま、通信や運用の複雑さだけが増える最悪のアンチパターンとされているため、境界設計の妥当性検証には、実装前の段階で十分な時間をかける必要があります。

境界を適切に引くためには、開発者だけでなく倉庫の現場担当者を含めたワークショップ形式の「イベントストーミング」が有効とされています。業務上のイベントを時系列で洗い出しながら、開発者と現場が共通で使う「ユビキタス言語」を定義することで、システムの構造と現場の業務認識のずれを防ぎます。

こうしたドメイン境界のマッピング作業には、数週間から1.5ヶ月程度の期間がかかることが一般的です。近年は、生成AIを使ってレガシーコードの依存関係を分析し、境界設計の初期案を作る取り組みも進んでおり、分析フェーズの工数を大きく圧縮できた事例も報告されています。

マテハン機器とのリアルタイム連携基盤

自動倉庫やピッキングロボットといったマテハン機器と連携するWMSでは、ミリ秒単位の応答性能が求められる場面があります。リアーキテクチャでは、こうした高負荷なリアルタイム連携を支えるエッジコンピューティングとイベント駆動型のメッセージング基盤を、業務ロジックの中核とは切り分けて設計することが重要になります。

クラウド上のサーバーとロボット制御システムの間で毎回すべての処理をやり取りすると、ネットワークの往復にかかる時間が現場の作業速度を左右してしまいます。エッジコンピューティングを用いて、倉庫内でのフィルタリングやリアルタイム処理を現場に近い場所で完結させることで、こうしたレイテンシの影響を抑えられます。

この基盤の構築には、おおむね3〜6ヶ月程度のパイロット〜MVPフェーズが充てられることが多く、実際の搬送ロボットやピッキング機器を使った検証を通じて、通信方式やデータ量を調整していきます。

マテハン機器から発生するイベントは突発的に大量発生することがあるため、Kafkaに代表されるイベント駆動型のメッセージング基盤を採用し、サービス間の連携を非同期でつなぐ設計が多く採用されています。安定して処理できるロケーション管理や在庫のようなドメインはコンテナ上で稼働させ、突発的なイベントの処理にはサーバーレス(FaaS)を組み合わせるハイブリッドな構成も有効とされています。

また、倉庫内のネットワークが一時的に切断された場合でも、現場のピッキングや搬送指示を最低限継続できるよう、エッジ側でのオフラインフォールバックを設計しておくことも欠かせません。こうした耐障害性は、カオスエンジニアリングのような手法で意図的に障害を発生させながら検証されることが一般的です。

API-first設計とストラングラーフィグパターン

大規模なWMSをいきなり全面的に置き換えるビッグバンリリースは、業務停止のリスクが大きく、避けるべきとされています。WMSのリアーキテクチャでは、API-first設計によって並行開発を可能にしながら、ストラングラーフィグパターンで段階的に旧システムを置き換えていく進め方が標準的です。

API-first設計とは、実装よりも先にAPIの仕様を確定させ、その仕様に基づいて各チームが並行して開発を進める考え方です。Prismのようなモックサーバーを使い、実際のバックエンド実装が完了する前からAPIの契約(コントラクト)に基づいた開発とテストを進められる点が特徴です。

この進め方を徹底すると、バックエンドの完成を待たずにマテハン制御側やUI側の開発を並行して進められるため、統合や仕様変更にかかる時間を大きく短縮できるとされています。ベンダーやパートナーを選定する際は、こうしたコントラクト駆動開発の実績や、モックサーバーを使ったテスト体制の有無を確認することが重要な比較ポイントになります。

ストラングラーフィグパターンは、旧システムを稼働させたまま、新しいサービスを機能単位で少しずつ立ち上げ、APIゲートウェイでトラフィックを段階的に新サービス側へ切り替えていく進め方です。木に絡みつきながら成長し、最終的に宿主を覆い尽くす植物になぞらえて名付けられています。

重要なモジュールを絞ったパイロット、初期のAPI連携を稼働させるMVP、プラットフォーム全体の移行を完了させる本番移行、そして独立したサービスとしてさらにスケールさせる段階と、フェーズを分けて進めることで、各段階でCI/CDが確立し、デプロイ頻度が向上したかどうかを次のフェーズへ進む判断材料にできます。

WMSリアーキテクチャ着手前に確認しておきたいポイント

WMSのリアーキテクチャは、技術的な理想を追求すれば必ず成果が出るという取り組みではありません。自社の規模や体制に見合った選択をしているか、コスト構造を正しく理解しているかを、着手前に整理しておく必要があります。

1日あたりのリクエスト数がそれほど多くなく、エンジニア体制も15〜20名に満たない段階で、性急に完全なマイクロサービス化とDDDによる物理的なサービス分割を進めると、投資に見合う効果を得られないまま運用の複雑さだけが増えることがあります。まずはモジュラーモノリスとして内部構造を整理し、マテハン連携基盤のように負荷が集中する部分だけを個別のサービスとして切り出す進め方が安全とされています。

サービスを分割したにもかかわらず、内部では強く依存し合っている状態は「分散モノリス」と呼ばれ、監視やデプロイの複雑さだけが増えるアンチパターンです。動画配信サービスを提供する大手企業が、複雑化した監視の仕組みを一つのアプリケーションへ再統合し、インフラコストを大幅に削減したという事例も知られており、マイクロサービス化それ自体が目的化しないよう注意する必要があります。

サービスメッシュを構成するIstioのようなプロキシは、1インスタンスあたり50〜100MB程度のメモリと100〜200mCPU程度を消費するとされ、コントロールプレーン自体も1〜2GB程度のメモリを必要とします。数百単位のサービスを稼働させる規模になると、こうした基盤そのものの運用コストが無視できない金額になるため、監視やサービスメッシュにかかる継続コストも含めた投資判断が欠かせません。

自社がどちらのアプローチを選ぶべきか、開発体制やベンダーをどのような軸で比較すべきかは、判断材料が多岐にわたります。具体的な評価軸やPoCの進め方は、WMSのリアーキテクチャの選定ポイントで整理していますので、あわせてご覧ください。

まとめ

WMSのリアーキテクチャは、既存の業務ロジックを保ちながら、モノリシックな内部構造をマイクロサービスなどのクラウドネイティブなアーキテクチャへ作り替える技術的な取り組みです。モダナイゼーションや刷新、更改、リニューアルといった近接概念とは、着手のきっかけと扱う粒度が異なります。

リファクタリングによるモジュラーモノリス化と、リビルド/リアーキテクトによるマイクロサービス化のどちらを選ぶかは、組織の規模とリクエスト量、そしてマテハン機器とのリアルタイム連携要求の強さによって判断すべき事項です。DDDによる境界設計、API-first設計、ストラングラーフィグパターンといった手法は、いずれもこの技術的な移行を安全に進めるための実践的な道具立てとして位置づけられます。

まずは、現在のWMSがどこで密結合になっており、どの業務でマテハン機器との連携遅延が問題になっているかを可視化することから始めてください。既製のクラウド型WMSへの乗り換えで十分なのか、それとも自社の業務ロジックを活かしたフルスクラッチのリアーキテクチャが必要なのかによって、取るべき選択肢は変わります。riplaはフルスクラッチ開発の立場から、既存WMSの構造分析、ドメイン境界の設計支援、マテハン機器との連携基盤構築まで、要件定義の段階から支援しています。

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株式会社riplaでは、IT事業会社出身のプロフェッショナルが「Impact-Driven型支援」を通じて、プロダクトやシステムの納品・提供を目的とせず、お客様と同じ目線で、事業成果の達成をゴールとして、高品質なDX/開発支援をいたします。

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執筆者プロフィール

張田谷凌央

株式会社ripla 代表取締役CEOとして、システムパッケージ活用、システム開発、データ分析、生成AI活用、SaaS開発、アプリ開発、EC構築など、幅広い領域で企業のDX推進と事業成長を支援している。IT事業会社出身のプロフェッショナルが集う株式会社riplaにおいて、「Impact-Driven型支援」を掲げ、単なるシステム納品にとどまらず、クライアントと同じ目線で事業成果の実現に向けた伴走支援を行う。早稲田大学卒業後、ラクスル株式会社、LINEヤフー株式会社にて事業開発やDX推進などに従事した後、株式会社riplaを創業。