Roboti u logistici: vrste, upotreba i automatizacija u skladištima

Informatec Digital » Resursi » Roboti u logistici: vrste, upotreba i automatizacija u skladištima

Danas, integracija logističkih robota i sistema automatizacije više nije luksuz rezervisan samo za gigante e-trgovine: to je ključna poluga za postizanje efikasnosti, smanjenje grešaka, poboljšanje sigurnosti i konkurentnost u okruženju gdje su 24-satne isporuke praktično postale standard. Međutim, da biste zaista imali koristi od njih, bitno je razumjeti različite vrste dostupnih rješenja, njihove primjene i zahtjeve za njihovu implementaciju.

Šta je robot u logistici i logističkoj robotici?

Kada govorimo o robotima u logistici, mislimo i na fizičke mašine i na sisteme automatizacije koji obavljaju zadatke vezane za protok robe u i iz skladišta. To uključuje ne samo robote u obliku ruku ili vozila, već i softverski kontrolisane sisteme koji upravljaju kretanjem, skladištenjem i preuzimanjem proizvoda u svim vrstama objekata.

U praksi, logistički robot može biti autonomno vozilo koje prevozi palete , šatl koji se kreće kroz prolaze polica, ruka koja paletizira kutije ili kolaborativni robot koji dijeli prostor s ljudima. Sve su to dio šireg procesa automatizacije i inovacija koji logistički sektor doživljava godinama.

Ove mašine se koriste u skladištima i proizvodnim centrima , objektima za utovar i istovar , lukama, aerodromima i bilo kojoj lokaciji gdje ulaze i izlaze velike količine robe ili teških materijala. Njihova svrha je jednostavna: povećati efikasnost, smanjiti fizički napor i smanjiti greške koje proizlaze iz ručnih i ponavljajućih postupaka.

Logistička robotika obuhvata industrijske, mobilne i kolaborativne robote sposobne za obavljanje operacija kao što su pakovanje, skladištenje, interni transport, sortiranje i distribucija. Zahvaljujući kombinaciji hardvera i softvera, moguće je postići veću tačnost, sljedivost i sigurnost u cijelom lancu snabdijevanja.

Vremenom su razvijene različite vrste specijaliziranih logističkih robota , prilagođenih varijablama kao što su veličina i težina tereta, njihova krhkost, željeni nivo automatizacije i karakteristike zgrade. Izbor jednog rješenja u odnosu na drugo zavisi i od vrste posla i od okruženja u kojem će se implementirati.

Vrste industrijskih robota i mašina za automatizaciju u logistici

U današnjem ekosistemu nalazimo širok spektar industrijskih robota usmjerenih na logistiku , s vrlo specifičnim funkcijama, od jednostavnog internog transporta do potpune automatizacije skladišta. Najčešće porodice robota i njihova upotreba opisane su u nastavku.

Automatski vođena vozila (AGV)

AGV-ovi (Automatski vođena vozila) su vozila koja se autonomno kreću duž unaprijed definiranih ruta, koristeći magnetne trake, vodiče, kablove, senzore ili navigacijske sisteme . Njihova glavna svrha je premještanje robe između različitih područja skladišta ili postrojenja bez potrebe da operater upravlja vozilom.

Ova vrsta robota je posebno korisna za repetitivne transportne zadatke , kao što je premještanje paleta, kontejnera ili kolica između proizvodnih područja, zona za prikupljanje i utovarnih rampi. Uobičajeni primjeri AGV-a su automatizirani viljuškari i autonomni vučni traktori , sposobni da prate fiksnu ili poludinamičku rutu bez stalne ljudske intervencije.

Mnogi moderni AGV-ovi uključuju napredne senzore, uključujući infracrvene , za detekciju prepreka, kočenje ili promjenu putanje ako je potrebno. Ovo povećava sigurnost i minimizira rizik od sudara, čak i u okruženjima gdje dijele prostor s ljudima ili drugom mobilnom opremom.

Pored jednostavnog premještanja robe, AGV-ovi omogućavaju praćenje tačne lokacije materijala u realnom vremenu , poboljšavajući sljedivost. Za kompanije, njihova implementacija se prevodi u smanjene troškove logistike, brže interne tokove rada i bolje korištenje raspoloživog skladišnog prostora.

Autonomni mobilni roboti (AMR) i šatlovi

Uz AGV-ove, autonomni mobilni roboti (AMR) i skladišni šatlovi dobijaju na značaju. Za razliku od tradicionalnih AGV-ova, AMR-ovi koriste dinamičke mape i tehnologije poput mašinskog vida i lasera za fleksibilniju navigaciju , bez stalnog oslanjanja na unaprijed postavljene fizičke rute.

Automatizirani šatlovi se koriste u sistemima skladištenja visoke gustoće , krećući se duž prolaza i nivoa polica za transport poslužavnika, kutija ili paleta. Mogu raditi na više nivoa, optimizirajući korištenje prostora i značajno povećavajući brzinu ulaska i izlaska robe iz skladišta.

U oblasti intralogistike , kombinacije AMR-a, šatlova i centraliziranih kontrolnih sistema omogućavaju stvaranje vrlo moćnih rješenja koja integrišu interni transport, privremeno skladištenje i napajanje proizvodnih linija ili pripremu narudžbi.

Ova vrsta automatizovanih mašina donosi novu dimenziju produktivnosti , jer smanjuje zastoje, minimizira nepotrebno kretanje ljudi i pruža potpunu vidljivost protoka materijala tokom cijelog procesa.

Automatizovani sistemi za skladištenje i pronalaženje (AS/RS)

Automatizovani sistemi za skladištenje i preuzimanje (AS/RS) su rješenja dizajnirana za rukovanje velikim količinama robe na potpuno automatizovan način. Upravljaju se putem specifičnog softvera, obično povezanog sa sistemom za upravljanje skladištem (WMS) ili sistemom za izvršenje skladišnih operacija (WES).

U ovim sistemima, roba se skladišti na visokim regalima, a kretanje između lokacija se vrši pomoću dizalica, slagača, šatlova ili mini tereta koji se kreću duž prolaza. Softver u bilo kojem trenutku odlučuje gdje će smjestiti ili preuzeti proizvod na osnovu kriterija kao što su rotacija, prioritet ili optimizacija prostora.

AS/RS sistemi su jedan od najrasprostranjenijih tipova automatizacije u velikim skladištima i distributivnim centrima, jer značajno ubrzavaju proces skladištenja i preuzimanja. Nadalje, smanjenjem direktne ljudske intervencije na visini, povećavaju sigurnost i minimiziraju greške u skladištenju.

To su sistemi koji se obično razvijaju tako da odgovaraju svakoj instalaciji , uzimajući u obzir karakteristike kao što su dostupna visina, miks proizvoda, rotacija zaliha ili vrsta jedinice tereta (kutija, pladanj, paleta itd.).

Sistemi za dostavu robe osobi (GTP)

Rješenja "od robe do osobe" (GTP) dio su trenda dostavljanja proizvoda operateru, umjesto da se od osobe zahtijeva putovanje po skladištu. To se postiže kombiniranjem automatiziranih sistema skladištenja s transporterima, šatlovima ili mobilnim robotima.

U ovom modelu, kada narudžba stigne, sistem locira robu i šalje je na stanicu za prikupljanje gdje je operater preuzima i brzo i precizno završava narudžbu. Softver stalno prati koja roba treba ići na koju stanicu i kojim redoslijedom.

GTP sistemi pružaju značajno poboljšanje brzine i pouzdanosti procesa komisioniranja, smanjujući kretanje, greške u komisioniranju i vrijeme pretrage. Zauzvrat, zahtijevaju veća ulaganja i, u mnogim slučajevima, potpunu rekonfiguraciju rasporeda skladišta.

Robotske ruke, robotska stopala i paletizatori

Zglobne robotske ruke simuliraju pokrete ljudske ruke i mogu se kretati duž više osa, što ih čini idealnim za podizanje, rotiranje, postavljanje i manipulisanje paketima različitih oblika i težina. Vrlo su česte u operacijama paletizacije, depaletizacije i sortiranja.

U logističkom sektoru, robotske ruke se koriste za utovar i istovar paleta, organiziranje kutija u kontejnere , punjenje linija za pakiranje ili sortiranje proizvoda prema određenim parametrima. U kombinaciji s strojnim vidom i umjetnom inteligencijom , mogu prepoznati veličine, oblike ili kodove i odlučiti gdje će postaviti svaku jedinicu.

Robotske noge, manje rasprostranjene, ali prisutne u nekim primjenama, nude veću autonomiju i vijek trajanja baterije, iako ne pružaju istu svestranost u rukovanju kao robotske ruke. Stoga, u većini skladišta, zglobne ruke zauzimaju centralno mjesto.

Roboti za paletizaciju i depaletizaciju su jasan primjer kako robotika olakšava težak fizički rad. Nakon početne konfiguracije (vrsta palete, dimenzije kutije, način slaganja, visine itd.), ove mašine su sposobne za rad uz vrlo malo ljudske intervencije, održavajući konstantan i siguran tempo.

Koboti ili kolaborativni roboti

Koboti (kolaborativni roboti) su roboti dizajnirani za rad rame uz rame s ljudima, dijeleći fizički prostor i zadatke. Za razliku od drugih, izolovanijih uređaja, koboti nisu potpuno autonomni ; oni zahtijevaju nadzor i programiranje od strane obučenih operatera.

Njihova specijalnost su repetitivni zadaci koji zahtijevaju preciznost , ali mogu biti monotoni ili fizički zahtjevni za osoblje: rukovanje kutijama, ubacivanje predmeta u kontejnere, podrška pri pakovanju ili pomoć pri pripremi narudžbi.

U okruženjima kao što je e-trgovina , gdje se mnoge operacije prikupljanja i pakiranja obavljaju kontinuirano, koboti pomažu u pojednostavljenju tokova, smanjenju grešaka i oslobađanju vremena radnika za zadatke s većom dodanom vrijednošću.

Iako se još uvijek razvijaju, ovi timovi zauzimaju važnu nišu u kompanijama koje žele povećati produktivnost i sigurnost bez žrtvovanja fleksibilnosti koju nudi ljudski rad.

Primjena robotike u industriji i logistici

Automatizacija logistike pomoću robota može se primijeniti na gotovo svaku fazu toka materijala unutar kompanije. Neke od najčešćih primjena već su standardne u modernim logističkim centrima i fabrikama.

Ključno područje je skladištenje robe . Automatizirani sistemi i roboti upravljaju ulaznim i izlaznim kretanjem, premještanjem i zbijanjem zaliha, što rezultira mnogo efikasnijim i kontroliranijim upravljanjem prostorom. Tehnologija određuje najbolju lokaciju za svaki proizvod i koordinira njegovo kretanje do te lokacije.

Interni transport proizvoda je vjerovatno najvidljivija primjena. AGV-ovi, AMR-ovi, tegljači i automatizirani transporteri odgovorni su za premještanje robe od prijemnih do skladišnih prostora, odatle do prostora za prikupljanje, a odatle do otpremnih ili proizvodnih linija.

U pripremi narudžbi , roboti učestvuju putem GTP sistema, ruku za prikupljanje ili kobota koji pomažu u smanjenju vremena pretrage i odabira. Cilj je minimizirati ljudsko kretanje i povećati tačnost svake narudžbe.

Utovar i istovar kamiona se također automatizira zahvaljujući robotima koji rukuju paletama, produživim trakama i sistemima sposobnim za unošenje ili vađenje robe iz prikolica uz manje ljudskog napora i veću sigurnost.

Još jedna linija napretka je autonomna distribucija , gdje mobilni roboti i autonomna vozila počinju preuzimati određene dijelove transporta, posebno u kontroliranim okruženjima poput industrijskih kampusa ili privatnih prostora, a sve više i u eksperimentalnim urbanim područjima.

Specifični slučajevi upotrebe skladišnih robota

Unutar skladišnog okruženja, robotika se može primijeniti na mnoštvo specifičnih slučajeva upotrebe koji direktno utiču na svakodnevno poslovanje. Neki od najreprezentativnijih su sljedeći.

Prvo, automatizirano popunjavanje zaliha omogućava održavanje nivoa zaliha sirovina i nedovršene proizvodnje bez stalnog pribjegavanja premještanjima u zadnji čas. Sistemi detektuju koje lokacije trebaju ponovno punjenje i šalju naredbe robotima za premještanje odgovarajuće robe.

Roboti za komisioniranje pomažu u skraćivanju vremena pripreme narudžbi, bilo donošenjem robe operateru (GTP) ili direktnom pomoći u odabiru i rukovanju artiklima. Ovo smanjenje vremena se direktno prevodi u poboljšanje usluge korisnicima.

U oblasti internog transporta , i transportne trake i AGV-ovi ili AMR-ovi omogućavaju ljudima da budu oslobođeni zadataka premještanja koji ne dodaju vrijednost. Na taj način se mogu koncentrirati na aktivnosti kao što su kontrola kvalitete, planiranje ili upravljanje incidentima.

Sistemi za sortiranje mogu se unaprijediti vještačkom inteligencijom kako bi se proizvodi grupirali po narudžbi, ruti, odredištu ili seriji. Roboti i automatizirani sorteri u realnom vremenu odlučuju na koji kanal svaka jedinica treba da ide na osnovu informacija koje prime od sistema.

U području pakiranja , roboti mogu odrediti optimalnu vrstu kutije ili pakiranja analizom težine i dimenzija, te izvršiti zatvaranje i etiketiranje na standardiziran način. To smanjuje potrošnju materijala i poboljšava konzistentnost pakiranja.

Zajedno, automatizacija skladišta i robotika omogućavaju dramatično povećanje brzine, agilnosti, tačnosti i vidljivosti proizvoda i radnih procesa. Dobro dizajniran sistem može raditi praktično bez grešaka i generirati značajne uštede troškova.

Logistički roboti: rast, upotreba i primjeri

Logistički roboti postali su jedan od temelja onoga što je poznato kao Logistika 4.0. Zahvaljujući rješenjima kao što su AGV-ovi, automatizirani sistemi za skladištenje i autonomni mobilni roboti, moguće je automatizirati sve, od internog transporta do naprednog upravljanja skladištem.

Posljednjih godina, broj logističkih robota raspoređenih širom svijeta stalno raste. Međunarodna federacija za robotiku procjenjuje da se taj broj kreće u milionima, s posebno jakim prisustvom u Aziji, nakon čega slijede Evropa i Amerika. Prihod povezan s ovim tržištem lako prelazi milijarde dolara.

Tipične primjene ovih robota fokusiraju se na optimizaciju transporta, skladištenja, kontrole zaliha i rukovanja robom. Koriste se za premještanje paleta, obavljanje automatiziranih inventara, punjenje proizvodnih linija, utovar i istovar teških mašina ili podršku procesima isporuke.

Ključna prednost je što logistički roboti omogućavaju mnogo veći nivo dostupnosti i produktivnosti od sistema zasnovanog isključivo na ručnom radu. Oni rade kontinuirano, sa konzistentnim kvalitetom izvršenja, bez umora ili varijabilnosti u performansama.

Što se tiče konkretnih primjera, roboti s automatiziranim rukama koriste se za sortiranje i organiziranje proizvoda u kontejnerima ili duž montažnih traka. Roboti za paletizaciju i depaletizaciju obavljaju slaganje i rasklapanje kutija na paletama uz minimalnu ljudsku intervenciju, pored konfiguriranja osnovnih parametara kao što su veličina palete i raspored utovara.

Upotreba AGV-a i AMR-a u logističkom sektoru je relativno jednostavna sa operativnog stanovišta, zahtijevajući samo kratku početnu obuku za osoblje koje će njima upravljati. Nadalje, zahvaljujući sistemima daljinskog upravljanja i daljinske dijagnostike, proizvođači mogu vrlo brzo riješiti probleme.

Amazon kao lider u logističkoj robotici

Odličan primjer široko rasprostranjene primjene robotike u logističkim centrima je Amazon. Kompanija je započela svoj veliki prodor u automatizaciju 2012. godine akvizicijom Kiva Systems, proizvođača robota sa sjedištem u Massachusettsu.

Od tada, Amazon razvija, proizvodi i raspoređuje stotine hiljada robota u svojoj globalnoj mreži logističkih centara. Ovi roboti rade u koordinaciji s ljudskim osobljem kako bi postigli sve kraće vrijeme isporuke i poboljšali sigurnost na radnom mjestu.

Najsavremeniji logistički centri kompanije integrišu više robotskih sistema koji obavljaju zadatke kao što su skladištenje, pakovanje i upravljanje narudžbama. Neki od ovih centara zapošljavaju do osam različitih vrsta robota koji učestvuju u cijelom procesu, od trenutka kada paketi stignu u centar pa sve do trenutka kada se otpreme kupcu.

Strategija uključuje postepeno proširenje ovih sistema na više objekata u njihovoj mreži, s idejom standardizacije visoko automatiziranog modela skladišta koji se može relativno lako replicirati u različitim zemljama i tržištima.

Ključne karakteristike industrijskog robota za logistiku

Implementacija industrijskih robota u skladištu ili proizvodnom centru uključuje uzimanje u obzir niza karakteristika zajedničkih gotovo svim rješenjima, bez obzira na njihov specifični oblik ili funkciju.

Prvo, roboti moraju biti podložni kontroli od strane operatera , kako u smislu nadzora tako i programiranja. Čak i ako automatski obavljaju zadatke, uvijek mora postojati mogućnost ljudske intervencije radi podešavanja, sigurnosnih zaustavljanja ili promjena konfiguracije.

Još jedna važna karakteristika je prisustvo robusnih struktura i mehaničkih ruku ili mehanizama sposobnih za sigurno rukovanje robom. To obuhvata sve, od fizičke snage opreme do njene stabilnosti i sposobnosti da prati unaprijed definirane rute ili sekvence bez odstupanja od utvrđenih parametara.

Logistički roboti također imaju različite nivoe autonomije , ovisno o broju osa, zglobova ili modula koje sadrže, kao i o sofisticiranosti softvera koji ih kontrolira. Potpuno automatizirani sistem integriran u AS/RS nije isto što i kobot koji radi zajedno s osobom.

Konačno, bitno je da ponude određenu fleksibilnost u obimu, težini i brzini zadataka koje mogu obavljati. To im omogućava da se prilagode promjenama u asortimanu proizvoda ili periodima najveće aktivnosti, što je vrlo uobičajeno u sektorima kao što su e-trgovina ili distribucija hrane.

Uvođenje ove mašine donosi značajne poslovne koristi : smanjene troškove proizvodnje i rada, povećanu produktivnost, poboljšanu sigurnost na radu i optimizovan konačni kvalitet proizvoda ili pruženih usluga.

Prednosti automatizacije logistike i skladišnih robota

Roboti za skladištenje i sistemi za automatizaciju logistike postali su ključni za poboljšanje efikasnosti u bilo kojem prostoru sa stalnim protokom robe ili materijala. Prednosti koje nude su brojne i obuhvataju i operativne i strateške aspekte.

Što se tiče operativne efikasnosti, automatizacija omogućava optimizaciju procesa u svim područjima skladišta: prijem, skladištenje, dopunjavanje zaliha, komisioniranje, pakovanje i otprema. Svaka faza ima koristi od smanjenog vremena obrade, eliminacije nepotrebnih kretanja i smanjenja ljudskih grešaka.

Sa ekonomskog stanovišta, roboti pomažu u smanjenju troškova logistike jer zahtijevaju manje resursa za obavljanje istog radnog opterećenja. Nadalje, povećanjem vremena rada i kontinuiranim radom, oni povećavaju proizvodni kapacitet bez potrebe za masovnim proširenjem radne snage.

Što se tiče sigurnosti, robotika minimizira izloženost ljudi opasnim ili fizički zahtjevnim zadacima, kao što su rukovanje teškim teretima ili rad na visini. To se prevodi u manji broj nesreća , smanjeno bolovanje i zdravije radno okruženje.

Na nivou usluge, roboti i automatizacija povećavaju tačnost i kvalitet ispunjenja narudžbi . Smanjuju se greške u isporukama, kašnjenja i nestašice zaliha, što poboljšava zadovoljstvo krajnjih kupaca i imidž brenda.

Sve ovo znači da sve više kompanija vrlo pozitivno vrednuje usvajanje logističkih robota kao polugu za konkurentnost , težeći pametnijoj logistici i mnogo efikasnijim skladištima.

Obuka i profesionalni profili u logističkoj robotici

Raspoređivanje robota i automatiziranih sistema ne može se razumjeti bez postojanja stručnjaka obučenih za dizajniranje, implementaciju i upravljanje ovim rješenjima. Stoga, potražnja za stručnjacima za Logistiku 4.0, robotiku i automatizaciju nastavlja rasti.

Kompanijama su potrebni ljudi koji razumiju kako funkcionišu različite vrste industrijskih robota , koje mogućnosti nude i u kojim kontekstima je svaka tehnologija najprikladnija. To uključuje poznavanje softvera za upravljanje skladištem, sistemske integracije i analize procesa.

Postdiplomski programi usmjereni na upravljanje lancem snabdijevanja i logistiku sada uključuju specifične module o robotici, automatizaciji i tehnologijama primijenjenim na lanac snabdijevanja od početka do kraja. Cilj je da diplomci uđu na tržište rada sa širokim i ažurnim razumijevanjem alata koji mogu transformirati njihovo poslovanje.

Za one koji teže vodećim pozicijama u upravljanju projektima ili upravljanju operacijama, savladavanje tehničkih vještina u industrijskoj robotici unutar logističkog sektora je ključno. Ove vještine se sada smatraju bitnim zahtjevom za vodeće kompanije ili odjele sa sve većim potrebama za automatizacijom.

Ukratko, robotizacija logistike ne podrazumijeva samo ulaganje u mašine, već i u ljudske talente sposobne da ih maksimalno iskoriste , osiguravajući da implementacije odgovaraju stvarnim potrebama i da se provode postepeno i na kontroliran način.

Robotika i automatizacija u logistici sada formiraju visoko zreo ekosistem, s rješenjima koja se kreću od jednostavnog transporta paleta do složenih, potpuno integriranih sistema za skladištenje i preuzimanje. Kombiniranjem industrijskih, mobilnih i kolaborativnih robota , naprednog softvera i obučenog osoblja, kompanije mogu postići brža, sigurnija, preciznija i isplativija skladišta, spremna za konkurenciju u okruženju gdje efikasnost i brzina čine svu razliku.