Roboty v logistike: typy, použitie a automatizácia v skladoch

Informatec Digital » Zdroje » Roboty v logistike: typy, použitie a automatizácia v skladoch

Integrácia logistických robotov a automatizačných systémov dnes už nie je luxusom vyhradeným len pre gigantov elektronického obchodu: je to kľúčová páka na dosiahnutie efektivity, zníženie chýb, zlepšenie bezpečnosti a konkurencieschopnosť v prostredí, kde sa 24-hodinové doručovanie stalo prakticky štandardom. Aby ste však z nich skutočne mohli profitovať, je nevyhnutné pochopiť rôzne typy dostupných riešení, ich aplikácie a požiadavky na ich implementáciu.

Čo je robot v logistike a logistickej robotike?

Keď hovoríme o robotoch v logistike, máme na mysli fyzické stroje aj automatizačné systémy , ktoré vykonávajú úlohy súvisiace s tokom tovaru do a zo skladu. Patria sem nielen roboty v tvare ramien alebo vozidiel, ale aj softvérovo riadené systémy , ktoré riadia pohyb, skladovanie a vyzdvihovanie produktov vo všetkých typoch zariadení.

V praxi môže byť logistický robot autonómne vozidlo, ktoré prepravuje palety , kyvadlová doprava, ktorá sa pohybuje uličkami v regáloch, rameno, ktoré paletizuje krabice, alebo kolaboratívny robot, ktorý zdieľa priestor s ľuďmi. Všetky tieto prvky sú súčasťou širšieho procesu automatizácie a inovácií , ktorému logistický sektor prechádza už roky.

Tieto stroje sa používajú v skladoch a výrobných centrách , nakladacích a vykladacích zariadeniach , prístavoch, letiskách a na všetkých miestach, kde vstupujú a vystupujú veľké objemy tovaru alebo ťažkých materiálov. Ich účel je jednoduchý: zvýšiť efektivitu, znížiť fyzickú námahu a znížiť chyby vyplývajúce z manuálnych a opakujúcich sa postupov.

Logistická robotika zahŕňa priemyselné, mobilné a kolaboratívne roboty schopné vykonávať operácie, ako je balenie, skladovanie, interná preprava, triedenie a distribúcia. Vďaka kombinácii hardvéru a softvéru je možné dosiahnuť väčšiu presnosť, sledovateľnosť a bezpečnosť v celom dodávateľskom reťazci.

Postupom času boli vyvinuté rôzne typy špecializovaných logistických robotov , prispôsobené premenným, ako je veľkosť a hmotnosť nákladu, jeho krehkosť, požadovaná úroveň automatizácie a charakteristiky budovy. Výber jedného riešenia pred druhým závisí od typu práce aj od prostredia, v ktorom bude vykonávaná.

Typy priemyselných robotov a automatizačných strojov v logistike

V dnešnom ekosystéme nachádzame širokú škálu priemyselných robotov zameraných na logistiku s veľmi špecifickými funkciami od jednoduchej vnútornej prepravy až po kompletnú automatizáciu skladu. Najbežnejšie rodiny robotov a ich použitie sú opísané nižšie.

Automaticky riadené vozidlá (AGV)

AGV (automaticky riadené vozidlá) sú vozidlá, ktoré sa autonómne pohybujú po vopred definovaných trasách pomocou magnetických pásov, vodiacich prvkov, káblov, senzorov alebo navigačných systémov . Ich hlavným účelom je preprava tovaru medzi rôznymi oblasťami skladu alebo závodu bez nutnosti obsluhy vozidla.

Tento typ robota je obzvlášť užitočný pre opakujúce sa prepravné úlohy , ako je premiestňovanie paliet, kontajnerov alebo vozíkov medzi výrobnými oblasťami, vychystávacími zónami a nakladacími rampami. Bežnými príkladmi AGV sú automatizované vysokozdvižné vozíky a autonómne ťahače , ktoré sú schopné sledovať pevnú alebo polodynamickú trasu bez neustáleho ľudského zásahu.

Mnohé moderné AGV obsahujú pokročilé senzory vrátane infračervených , ktoré detekujú prekážky, v prípade potreby brzdia alebo upravujú svoju dráhu. To zvyšuje bezpečnosť a minimalizuje riziko kolízií, a to aj v prostrediach, kde zdieľajú priestor s ľuďmi alebo iným mobilným zariadením.

Okrem jednoduchého premiestňovania tovaru umožňujú AGV aj monitorovanie presnej polohy materiálov v reálnom čase , čím sa zlepšuje ich sledovateľnosť. Pre spoločnosti sa ich implementácia premieta do zníženia logistických nákladov, zrýchlenia interných pracovných postupov a lepšieho využitia dostupného skladovacieho priestoru.

Autonómne mobilné roboty (AMR) a kyvadlové vozidlá

Popri AGV získavajú na význame autonómne mobilné roboty (AMR) a skladové kyvadlové vozidlá. Na rozdiel od tradičných AGV používajú AMR dynamické mapy a technológie, ako je strojové videnie a lasery, na flexibilnejšiu navigáciu bez toho, aby sa vždy spoliehali na vopred stanovené fyzické trasy.

Automatizované kyvadlové vozidlá sa používajú vo vysokohustotných skladovacích systémoch , pohybujú sa pozdĺž uličiek a regálových úrovní na prepravu podnosov, krabíc alebo paliet. Môžu fungovať na viacerých úrovniach, čím optimalizujú využitie priestoru a výrazne zvyšujú rýchlosť tovaru vstupujúceho do skladu a opúšťajúceho ho.

V oblasti intralogistiky umožňujú kombinácie AMR, kyvadlovej dopravy a centralizovaných riadiacich systémov vytvárať veľmi výkonné riešenia, ktoré integrujú internú prepravu, dočasné skladovanie a zásobovanie výrobných liniek alebo prípravu objednávok.

Tento typ automatizovaných strojov prináša nový rozmer produktivity , pretože znižuje prestoje, minimalizuje zbytočný pohyb ľudí a poskytuje úplný prehľad o toku materiálov počas celého procesu.

Automatizované systémy skladovania a vyhľadávania (AS/RS)

Automatizované skladovacie a vyhľadávacie systémy (AS/RS) sú riešenia určené na plne automatizovanú manipuláciu s veľkými objemami tovaru . Sú riadené pomocou špecifického softvéru, ktorý je zvyčajne pripojený k systému riadenia skladu (WMS) alebo systému riadenia skladu (WES).

V týchto systémoch je tovar skladovaný vo vysokých regáloch a pohyb medzi lokalitami sa vykonáva pomocou žeriavov, stohovacích žeriavov, kyvadlových vozíkov alebo malých nakladačov , ktoré sa pohybujú pozdĺž uličiek. Softvér v danom čase rozhoduje o umiestnení alebo vyzdvihnutí produktu na základe kritérií, ako je rotácia, priorita alebo optimalizácia priestoru.

Systémy AS/RS patria medzi najrozšírenejšie typy automatizácie vo veľkých skladoch a distribučných centrách, pretože výrazne zrýchľujú proces skladovania a vyzdvihovania. Okrem toho znížením priameho ľudského zásahu vo výškach zvyšujú bezpečnosť a minimalizujú chyby pri skladovaní.

Ide o systémy, ktoré sú zvyčajne vyvinuté tak, aby vyhovovali každej inštalácii , berúc do úvahy charakteristiky, ako je dostupná výška, sortiment produktov, rotácia zásob alebo typ nákladovej jednotky (krabica, podnos, paleta atď.).

Systémy tovaru k osobe (GTP)

Riešenia typu „tovar k človeku“ (GTP) sú súčasťou trendu dopravy produktu k operátorovi namiesto toho, aby sa osoba musela pohybovať po sklade. To sa dosahuje kombináciou automatizovaných skladovacích systémov s dopravníkmi, kyvadlovými vozidlami alebo mobilnými robotmi.

V tomto modeli systém po prijatí objednávky lokalizuje tovar a odošle ho na vychystávaciu stanicu , kde ho operátor vyzdvihne a rýchlo a presne dokončí objednávku. Softvér neustále monitoruje, ktorá položka má ísť na ktorú stanicu a v akom poradí.

Systémy GTP poskytujú výrazné zlepšenie rýchlosti a spoľahlivosti procesu vychystávania objednávok, čím sa znižuje počet pohybov, chyby pri vychystávaní a časy vyhľadávania. Vyžadujú si však väčšie investície a v mnohých prípadoch aj kompletnú rekonštrukciu rozloženia skladu.

Robotické ramená, robotické nohy a paletizátory

Kĺbové robotické ramená simulujú pohyby ľudského ramena a môžu sa pohybovať pozdĺž viacerých osí, vďaka čomu sú ideálne na zdvíhanie, otáčanie, umiestňovanie a manipuláciu s balíkmi rôznych tvarov a hmotností. Sú veľmi bežné pri paletizácii, depaletizácii a triedení.

V logistickom sektore sa robotické ramená používajú na nakladanie a vykladanie paliet, organizovanie krabíc v kontajneroch , nakladanie do baliacich liniek alebo triedenie produktov podľa špecifických parametrov. V kombinácii so strojovým videním a umelou inteligenciou dokážu rozpoznávať veľkosti, tvary alebo kódy a rozhodovať o umiestnení každej jednotky.

Robotické nohy, menej rozšírené, ale v niektorých aplikáciách prítomné, ponúkajú väčšiu autonómiu a výdrž batérie, hoci neposkytujú rovnakú všestrannosť pri manipulácii ako robotické ramená. Preto vo väčšine skladov zaujímajú ústredné miesto kĺbové ramená.

Paletizačné a depaletizačné roboty sú jasným príkladom toho, ako robotika odľahčuje ťažkú ​​fyzickú prácu. Po počiatočnej konfigurácii (typ palety, rozmery krabice, vzor stohovania, výšky atď.) sú tieto stroje schopné pracovať s veľmi malým ľudským zásahom a udržiavať si konštantné a bezpečné tempo.

Koboty alebo kolaboratívne roboty

Koboty (kolaboratívne roboty) sú roboty určené na prácu bok po boku s ľuďmi, zdieľanie fyzického priestoru a úloh. Na rozdiel od iných, izolovanejších zariadení nie sú kolaboratívne roboty úplne autonómne ; vyžadujú si dohľad a programovanie vyškolenými operátormi.

Ich špecializáciou sú opakujúce sa úlohy, ktoré vyžadujú presnosť , ale môžu byť monotónne alebo fyzicky náročné pre zamestnancov: manipulácia s krabicami, vkladanie predmetov do nádob, podpora balenia alebo pomoc pri príprave objednávok.

V prostrediach, ako je elektronický obchod , kde sa mnoho operácií vychystávania a balenia vykonáva nepretržite, kolaboratívne roboty pomáhajú zefektívniť toky, znížiť počet chýb a uvoľniť čas pracovníkov na úlohy s vyššou pridanou hodnotou.

Hoci sa stále vyvíjajú, tieto tímy si vytvárajú dôležité miesto v spoločnostiach, ktoré sa snažia zvýšiť produktivitu a bezpečnosť bez toho, aby obetovali flexibilitu, ktorú ponúka ľudská práca.

Aplikácie robotiky v priemysle a logistike

Automatizácia logistiky pomocou robotov sa dá aplikovať prakticky na každú fázu toku materiálu v rámci spoločnosti. Niektoré z najbežnejších aplikácií sú už štandardom v moderných logistických centrách a továrňach.

Kľúčovou oblasťou je skladovanie tovaru . Automatizované systémy a roboty riadia prichádzajúce a odchádzajúce pohyby, premiestňovanie a zhutňovanie zásob, čo vedie k oveľa efektívnejšiemu a kontrolovanejšiemu riadeniu priestoru. Technológia určuje najlepšie umiestnenie pre každý produkt a koordinuje jeho presun na toto miesto.

Vnútorná preprava produktov je pravdepodobne najviditeľnejšou aplikáciou. AGV, AMR, remorkéry a automatizované dopravníky sú zodpovedné za prepravu tovaru z príjmu do skladovacích priestorov, odtiaľ do vychystávacích priestorov a odtiaľ na expedičné alebo výrobné linky.

Pri príprave objednávok sa roboty podieľajú prostredníctvom systémov GTP, vychystávacích ramien alebo kobotov, ktoré pomáhajú skrátiť čas vyhľadávania a výberu. Cieľom je minimalizovať pohyb človeka a zvýšiť presnosť každej zadanej objednávky.

Nakladanie a vykladanie nákladných vozidiel sa tiež automatizuje vďaka robotom, ktoré manipulujú s paletami, výsuvným pásom a systémom schopným zavádzať alebo vyberať tovar z prívesov s menšou ľudskou námahou a väčšou bezpečnosťou.

Ďalšou líniou pokroku je autonómna distribúcia , kde mobilné roboty a autonómne vozidlá začínajú preberať určité úseky dopravy, najmä v kontrolovaných prostrediach, ako sú priemyselné areály alebo súkromné ​​priestory, a čoraz viac v experimentálnych mestských oblastiach.

Konkrétne prípady použitia skladových robotov

V skladovom prostredí sa robotika môže uplatniť v množstve špecifických prípadov použitia , ktoré priamo ovplyvňujú každodennú prevádzku. Medzi najreprezentatívnejšie patria nasledujúce.

Po prvé, automatizované dopĺňanie zásob umožňuje udržiavať úroveň zásob surovín a rozpracovanej výroby bez neustáleho uchyľovania sa k presunom na poslednú chvíľu. Systémy zisťujú, ktoré miesta je potrebné doplniť zásoby, a posielajú robotom príkazy na presun príslušného tovaru.

Roboty na vychystávanie objednávok pomáhajú skrátiť čas prípravy objednávok, či už prinesením tovaru k operátorovi (GTP), alebo priamou asistenciou pri výbere a manipulácii s položkami. Toto skrátenie času sa premieta do priameho zlepšenia služieb zákazníkom.

V oblasti vnútornej prepravy umožňujú dopravné pásy aj AGV alebo AMR ľuďom odľahčiť úlohy spojené s premiestňovaním, ktoré neprinášajú pridanú hodnotu. Takto sa môžu sústrediť na činnosti, ako je kontrola kvality, plánovanie alebo riadenie incidentov.

Triediace systémy je možné vylepšiť umelou inteligenciou na zoskupovanie produktov podľa objednávky, trasy, miesta určenia alebo dávky. Roboty a automatizované triediče v reálnom čase rozhodujú, do ktorého kanála by mala každá jednotka ísť, na základe informácií, ktoré dostanú zo systému.

V oblasti balenia dokážu roboty určiť optimálny typ krabice alebo balenia analýzou hmotnosti a rozmerov a vykonať uzatváranie a označovanie štandardizovaným spôsobom. To znižuje spotrebu materiálu a zlepšuje konzistenciu balenia.

Automatizácia skladu a robotika spolu umožňujú dramatické zvýšenie rýchlosti, agility, presnosti a prehľadu o produktoch a pracovných postupoch. Dobre navrhnutý systém môže fungovať prakticky s nulovými chybami a generovať značné úspory nákladov.

Logistické roboty: rast, využitie a príklady

Logistické roboty sa stali jedným zo základných kameňov toho, čo je známe ako Logistika 4.0. Vďaka riešeniam, ako sú AGV, automatizované skladovacie systémy a autonómne mobilné roboty, je možné automatizovať všetko od internej prepravy až po pokročilé riadenie skladu.

V posledných rokoch počet logistických robotov nasadených na celom svete neustále rastie. Medzinárodná federácia robotiky odhaduje toto číslo na milióny, pričom obzvlášť silnú prítomnosť majú v Ázii, za ňou nasleduje Európa a Amerika. Príjmy spojené s týmto trhom ľahko presahujú miliardy dolárov.

Typické aplikácie týchto robotov sa zameriavajú na optimalizáciu dopravy, skladovania, riadenia zásob a manipulácie s tovarom. Používajú sa na premiestňovanie paliet, vykonávanie automatizovaných inventarizácií, zásobovanie výrobných liniek, nakladanie a vykladanie ťažkých strojov alebo podporu procesov doručovania.

Kľúčovou výhodou je, že logistické roboty umožňujú oveľa vyššiu úroveň dostupnosti a produktivity ako systém založený výlučne na manuálnej práci. Pracujú nepretržite, s konzistentnou kvalitou vykonávania, bez únavy alebo variability výkonu.

Ako konkrétne príklady sa roboty s automatizovanými ramenami používajú na triedenie a organizovanie produktov v kontajneroch alebo pozdĺž montážnych liniek. Paletizačné a depaletizačné roboty zvládajú stohovanie a vyberanie krabíc na paletách s minimálnym ľudským zásahom, okrem konfigurácie základných parametrov, ako je veľkosť palety a rozloženie nákladu.

Používanie AGV a AMR v logistickom sektore je z prevádzkového hľadiska relatívne jednoduché a vyžaduje si len krátke počiatočné školenie personálu, ktorý ich bude obsluhovať. Navyše vďaka systémom diaľkového ovládania a diaľkovej diagnostiky môžu výrobcovia riešiť problémy veľmi rýchlo.

Amazon ako líder v oblasti logistickej robotiky

Ukážkovým príkladom rozsiahleho prijatia robotiky v logistických centrách je Amazon. Spoločnosť začala svoj rozsiahly vstup do automatizácie v roku 2012 akvizíciou spoločnosti Kiva Systems, výrobcu robotov so sídlom v Massachusetts.

Odvtedy spoločnosť Amazon vyvíja, vyrába a nasadzuje státisíce robotov vo svojej globálnej sieti logistických centier. Tieto roboty pracujú v koordinácii s ľudským personálom, aby dosiahli čoraz kratšie dodacie lehoty a zlepšili bezpečnosť na pracovisku.

Najmodernejšie logistické centrá spoločnosti integrujú viacero robotických systémov , ktoré zabezpečujú úlohy, ako je skladovanie, balenie a správa objednávok. Niektoré z týchto centier využívajú až osem rôznych typov robotov, ktoré sa podieľajú na celom procese od okamihu, keď balíky dorazia do centra, až po ich odoslanie zákazníkovi.

Stratégia zahŕňa postupné rozširovanie týchto systémov do ďalších zariadení v ich sieti s myšlienkou štandardizácie vysoko automatizovaného modelu skladu , ktorý sa dá relatívne ľahko replikovať v rôznych krajinách a na rôznych trhoch.

Kľúčové vlastnosti priemyselného robota pre logistiku

Implementácia priemyselných robotov v sklade alebo výrobnom centre zahŕňa zohľadnenie série charakteristík spoločných pre prakticky všetky riešenia bez ohľadu na ich konkrétnu formu alebo funkciu.

Po prvé, roboty musia byť ovládateľné operátormi , a to ako z hľadiska dohľadu, tak aj programovania. Aj keď vykonávajú úlohy automaticky, vždy musí existovať možnosť ľudského zásahu na úpravy, bezpečnostné zastavenie alebo zmeny konfigurácie.

Ďalším dôležitým znakom je prítomnosť robustných konštrukcií a mechanických ramien alebo mechanizmov schopných bezpečne manipulovať s tovarom. To zahŕňa všetko od fyzickej pevnosti zariadenia až po jeho stabilitu a schopnosť sledovať vopred definované trasy alebo postupnosti bez odchýlenia sa od stanovených parametrov.

Logistické roboty majú tiež rôzne úrovne autonómie v závislosti od počtu osí, kĺbov alebo modulov, ktoré obsahujú, ako aj od sofistikovanosti softvéru, ktorý ich ovláda. Plne automatizovaný systém integrovaný do AS/RS nie je to isté ako kobot pracujúci po boku človeka.

Nakoniec je nevyhnutné, aby ponúkali určitú flexibilitu v objeme, hmotnosti a rýchlosti úloh, ktoré môžu vykonávať. To im umožňuje prispôsobiť sa zmenám v produktovom mixe alebo obdobiam špičkovej aktivity, čo je veľmi bežné v odvetviach, ako je elektronický obchod alebo distribúcia potravín.

Zavedenie tohto strojového zariadenia prináša významné obchodné výhody : zníženie výrobných a mzdových nákladov, zvýšenie produktivity, zlepšenie bezpečnosti na pracovisku a optimalizáciu konečnej kvality poskytovaných produktov alebo služieb.

Výhody automatizácie logistiky a skladových robotov

Skladové roboty a systémy automatizácie logistiky sa stali kľúčom k zlepšeniu efektívnosti v akomkoľvek priestore s neustálym tokom tovaru alebo materiálov. Ponúkajú početné výhody, ktoré zahŕňajú prevádzkové aj strategické aspekty.

Z hľadiska prevádzkovej efektívnosti umožňuje automatizácia optimalizáciu procesov vo všetkých oblastiach skladu: príjem, skladovanie, dopĺňanie zásob, vychystávanie objednávok, balenie a expedícia. Každá fáza profituje zo skrátenia času spracovania, eliminácie zbytočných pohybov a zníženia ľudských chýb.

Z ekonomického hľadiska roboty pomáhajú znižovať logistické náklady tým, že na vykonanie rovnakej pracovnej záťaže vyžadujú menej zdrojov. Okrem toho, zvýšením prevádzkyschopnosti a nepretržitou prevádzkou zvyšujú výrobnú kapacitu bez potreby masívneho rozširovania pracovnej sily.

Z hľadiska bezpečnosti robotika minimalizuje vystavenie ľudí nebezpečným alebo fyzicky náročným úlohám, ako je manipulácia s ťažkými bremenami alebo práca vo výškach. To sa premieta do menšieho počtu nehôd , zníženej práceneschopnosti a zdravšieho pracovného prostredia.

Na úrovni služieb roboty a automatizácia zvyšujú presnosť a kvalitu plnenia objednávok . Znižujú sa chybné dodávky, oneskorenia a nedostatky zásob, čo zlepšuje spokojnosť koncových zákazníkov a imidž značky.

To všetko znamená, že čoraz viac spoločností veľmi pozitívne hodnotí prijatie logistických robotov ako páku pre konkurencieschopnosť a usiluje sa o inteligentnejšiu logistiku a oveľa efektívnejšie sklady.

Školenia a profesionálne profily v logistickej robotike

Nasadenie robotov a automatizovaných systémov nemožno pochopiť bez existencie odborníkov vyškolených na navrhovanie, implementáciu a správu týchto riešení. Preto neustále rastie dopyt po špecialistoch v oblasti Logistiky 4.0, robotiky a automatizácie.

Spoločnosti potrebujú ľudí, ktorí rozumejú tomu, ako fungujú rôzne typy priemyselných robotov , aké možnosti ponúkajú a v akých kontextoch je každá technológia najvhodnejšia. Patria sem znalosti softvéru na riadenie skladov, systémovej integrácie a analýzy procesov.

Postgraduálne programy zamerané na riadenie dodávateľského reťazca a logistiku teraz zahŕňajú špecifické moduly o robotike, automatizácii a technológiách aplikovaných v komplexnom dodávateľskom reťazci. Cieľom je, aby absolventi vstúpili na trh práce so širokým a aktuálnym pochopením nástrojov, ktoré môžu transformovať ich prevádzku.

Pre tých, ktorí sa usilujú o vedúce pozície v projektovom riadení alebo riadení prevádzky, je zvládnutie technických zručností v priemyselnej robotike v logistickom sektore kľúčové. Tieto zručnosti sa v súčasnosti považujú za základnú požiadavku pre vedúce spoločnosti alebo oddelenia s rastúcimi potrebami automatizácie.

Stručne povedané, robotizácia logistiky nezahŕňa len investície do strojov, ale aj do ľudských talentov schopných ich čo najlepšie využiť , pričom sa zabezpečí, že implementácie budú reagovať na skutočné potreby a budú sa vykonávať postupne a kontrolovaným spôsobom.

Robotika a automatizácia v logistike v súčasnosti tvoria vysoko vyspelý ekosystém s riešeniami od jednoduchej prepravy paliet až po komplexné, plne integrované systémy skladovania a vyzdvihovania. Kombináciou priemyselných, mobilných a kolaboratívnych robotov , pokročilého softvéru a vyškoleného personálu môžu spoločnosti dosiahnuť rýchlejšie, bezpečnejšie, presnejšie a nákladovo efektívnejšie sklady, pripravené konkurovať v prostredí, kde efektívnosť a rýchlosť zohrávajú kľúčovú úlohu.