Automatyzacja magazynu

Automatyzacja magazynu nie ogranicza się już jedynie do prostego zastępowania pracy ludzi maszynami. Jest to kompleksowy proces wykorzystujący zaawansowane technologie, takie jak automatyka, informatyka i robotyka, których celem jest stworzenia bardziej efektywnych, precyzyjnych i elastycznych systemów logistycznych. Przedsiębiorstwa, które zdołają skutecznie zaimplementować rozwiązania automatyzacyjne, mają szansę nie tylko na zwiększenie swojej konkurencyjności, ale także na poprawę jakości obsługi klienta i optymalizację kosztów operacyjnych.

Poniższy artykuł opisuje proces automatyzacji typowego magazynu, w którym odbywa się transport i sortowanie produktów. Materiał ten zawiera również prezentację typowych rodzajów automatycznych systemów sortowania, które zazwyczaj są uruchamiane w magazynach.

Szybki rozwój firm, w szczególności branży e-commerce powoduje, że firmy poszukują sposobu na zautomatyzowanie swojego magazynu. Zauważają, że ręczne wykonywanie wszystkich operacji magazynowych powoduje wiele problemów, głównie związanych z wydłużonymi czasami realizacji zamówień, zwiększonym ryzykiem zagubienia paczki lub produktu.

Magazyny, w których wprowadzona jest automatyzacja, cechują się szybszym działaniem, przyspieszeniem procesu dostawy, a także efektywnością i dokładnością każdego zrealizowanego zamówienia. Dzięki automatyzacji taki magazyn dominuje nad tymi, które nie są zautomatyzowane i odnosi sukces na konkurencyjnym rynku. Automatyzacja magazynu pozwala usprawnić dotychczasowe procedury i operacje oraz zwiększyć możliwości i przepustowości magazynu. Poprawia także komfort pracy pracowników magazynu, ponieważ produkty są przesyłane i sortowane automatycznie, co zmniejsza nakład ciężkiej pracy ręcznej.

Przed realizacją projektu należy wypracować ostateczną koncepcję systemu i podjąć decyzje jakie urządzenia najlepiej odpowiadają potrzebom inwestora. Na etapie budowy koncepcji istotną rolę odgrywa przygotowanie wizualnej propozycji projektu, która umożliwia wprowadzenie udoskonaleń lub zmian zgodnie z potrzebami. Po przeprowadzonych konsultacjach i opracowaniu ostatecznej wersji projektu można przystąpić do realizacji automatycznego systemu transportu wewnętrznego i sortowania produktów w magazynie.

Rys.1. Wizualizacja projektu

Zazwyczaj instalacja obejmuje kilka hal lub pięter magazynowych oraz obszar sortowania. Produkty w opakowaniach, na przykład w kartonach, są transportowane automatycznie ze wszystkich hal do obszaru sortowania, gdzie są dostarczane do odpowiednich destynacji na sorterze. System sterowania odczytuje kod kreskowy umieszczony na opakowaniu i na podstawie dostępnych danych kieruje produkt do właściwego miejsca docelowego. System jest zintegrowany z nadrzędnym systemem informatycznym WMS/WCS (ang. Warehouse Management System / Warehouse Control System), dzięki czemu sterownik PLC (ang. Programmable Logic Controller) wie, do której destynacji przesłać paczkę. Przepływ produktów jest kontrolowany w sposób ciągły z pełnym jego śledzeniem przy użyciu czujników optycznych i kamer.

Rys. 2. Śledzenie paczek

Po zdefiniowaniu wymagań dla systemu, przygotowywany jest dokument specyfikacji funkcjonalnej FDS (ang. Functional Design Specification), który szczegółowo opisuje założenia całego systemu. Dokument ten zawiera:

• opis elementów, z których będzie składał się system, zarówno mechanicznych, jak i komponentów systemu sterowania,
• opis produktów, które będą transportowane przez system wraz z informacjami o wymiarach, wadze, itp.,
• wymaganą przepustowość systemu,
• rysunki i schematy linii transportowych,
• scenariusze działania systemu oraz odpowiedzi na sytuacje wyjątkowe,
• zadania dla operatorów systemu,
• opis systemów bezpieczeństwa i ich działania,
• harmonogram wdrożenia projektu.

Gdy dokument jest gotowy i zatwierdzony przez inwestora, wykonawca projektu może przystąpić do zbudowania systemu, który składa się z części mechanicznej, elektrycznej i sterującej.

Rys. 3. Uruchomienie na obiekcie

Dla każdej realizacji systemu transportowego, powinno się stworzyć emulację 3D instalacji i wirtualnie sprawdzić poprawność napisanego oprogramowania. Takie testy dają inwestorowi możliwość weryfikacji zaproponowanego systemu i analizy funkcjonalności, dużo przed fizyczną instalacją i uruchomieniem. Na spotkaniu FAT (ang. Factory Acceptance Test) podczas którego przeprowadzany jest wirtualny start-up sterownik PLC i system SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition) podłączone są do wirtualnego obiektu i realizują realne operacje magazynowe poprzez zaprogramowane algorytmy.

Po spotkaniu akceptacyjnym FAT rozpoczyna się prace na obiekcie. Realizację rozpoczyna montaż mechaniczny oraz prace elektryczne, włączając w to instalację szaf sterowniczych. Następnie przystępuje się do uruchomienia systemu sterowania oraz przeprowadza testy działania. Na zakończenie projektu wykonuje się testy końcowe oraz szkoli operatorów systemu. W zależności od potrzeb inwestora firmy integratorskie mogą oferować wsparcie techniczne podczas pierwszych miesięcy pracy instalacji.

Jednym z kluczowych elementów automatycznego magazynu jest system automatycznego sortowania, który może składać się z jednego lub kilku sorterów. Transportują one zamówienia do określonych destynacji, czyli np. rejonów kurierskich oraz działają też w odwrotną stronę, przyjmując towary na magazyn i przydzielając je do odpowiednich lokalizacji na magazynie.

Jest wiele powodów, dla których przedsiębiorstwa decydują się na automatyzację procesów sortowania które zależy od specyfiki, zastosowania lub miejsca wysyłki towaru. Aby dokonywać tego podziału, należy przeprowadzać serię powtarzalnych i często żmudnych działań, polegających na oględzinach i zeskanowaniu kodu każdego towaru i zgodnie z kodem umieszczeniu go we właściwym dla niego miejscu. Przy dużej ilości towaru trudno o zapewnienie odpowiedniej wydajności i ciągłości procesu sortowania. Pracownicy fizyczni coraz bardziej niechętnie podejmują się tego typu prac, co widać na rynku pracy. Manualny proces sortowania jest bardzo podatny na błędy ludzkie, wynikające z powtarzalności wykonywanych czynności. Błędne nadanie towaru i jego dostarczenie do niewłaściwego odbiorcy jest bardzo kosztowne dla przedsiębiorstwa, gdyż wiąże się z reklamacją i zwrotem towaru, a także z ponowną wysyłką.

Rys. 4. Przykładowa implementacja systemu sortowania

• Wyższa wydajność i większa przepustowość – bezproblemowa obsługa dużych wolumenów towarów, redukcja “wąskich gardeł” przy większej ilości zamówień przy jednoczesnym zwiększeniu liczby obsłużonych paczek podczas jednej zmiany.
• Redukcja błędów i poprawa jakości obsługi klienta – za identyfikację towarów odpowiada system wizyjny, który sprawia, że paczka w sposób automatyczny przemieszcza się do właściwej destynacji. Pozwala to uniknąć błędów i pomyłek, które często zdarzają się przy sortowaniu manualnym, a co za tym idzie, zyskać więcej zadowolonych klientów.
• Obniżenie kosztów operacyjnych – czyli mniejsza ilość roboczogodzin na ten sam wolumen zamówień, zmniejszenie ilości reklamacji wynikających z błędów ludzkich i lepsze wykorzystanie energii i zasobów dzięki stałości procesu.
• Optymalne wykorzystanie przestrzeni magazynowej – umieszczenie sortera w magazynie zapewnia dobre wykorzystanie przestrzeni magazynowej i połączenie stref magazynu w jedną, logiczną całość składającą się z sortera i modyfikowalnych linii zasilających. Można też rozbudowywać sam sorter, gdy jest potrzeba np. dodania nowych destynacji.
• Zwiększenie bezpieczeństwa – czyli mniej dźwigania ciężarów i przemieszczania się po magazynie dla operatorów. Operatorzy zamiast wykonywać ciężką i kontuzjogenną pracę fizyczną mogą skupić się na nadzorze sortera i ewentualnym wspieraniu procesu.
• Możliwość zmian procesu i ciągłej optymalizacji – automatyczne sortowanie jest procesem, który może podlegać zmianom w zależności od potrzeb. Sorter można dostosowywać do rodzaju operacji. System sortowania rejestruje dane takie jak czasy cykli, obciążenia, błędy i przestoje, które służą potem to optymalizacji i usprawnień systemu.

Jako doświadczony integrator systemów sterowania, programujemy, uruchamiamy i integrujemy systemy automatycznego sortowania takie jak: sortery rolkowe (roller top), sortery z wąskim pasem (narrow belt), sortery listwowe (shoe), sortery pop-up oraz sortery taśmowe poprzeczne (cross belt). Systemy sterowania dla automatycznych sorterów muszą cechować się jak największą dokładnością, aby zapewnić ciągły, szybki przepływ towarów i nie doprowadzić do błędów w procesie sortowania. Automatyczne sortery integrujemy z tunelami skanującymi, które zapewniają dostarczenie aktualnych informacji o każdej przesyłce dzięki komunikacji z systemem IT klienta.

Nasza rola w uruchamianiu systemów sortowania nie kończy się na uruchomieniu. Nasi inżynierowie przekazują wiedzę o systemie sterowania działowi technicznemu klienta, a także biorą udział w ewentualnych optymalizacjach systemu i dokonują poprawek w ramach opieki gwarancyjnej lub pogwarancyjnej. W zależności od umowy serwisowej, zapewniamy dedykowanego inżyniera, który pozostaje do dyspozycji w razie ewentualnych problemów z obsługą systemu sortowania.

Rys. 5. Technologie sortowania.

Wdrożenie kompleksowego systemu sterowania w magazynie przynosi wiele korzyści, a każda realizacja zawsze jest dostosowywana do potrzeb inwestora. Mnogość urządzeń automatyki przemysłowej dostępnych na rynku pozwala na zautomatyzowanie wielu operacji magazynowych. Przedstawione sortery można dostosować do konkretnych wymagań i specyfiki danego magazynu. Poprawnie wdrożona automatyzacja magazynu wraz z systemem sterowania pozwala zoptymalizować i usprawnić procesy magazynowe co przekłada się bezpośrednio na konkurencyjność firmy.

W dziedzinie intralogistyki zrealizowaliśmy już setki projektów, zdobywając obszerne doświadczenie i wiedzę. Jesteśmy na rynku od ponad 15 lat i nasze doświadczenie zebraliśmy realizując wiele projektów w Polsce i zagranicą, między innymi byliśmy zaangażowani w automatyzację ponad 35 magazynów Amazon w całej Europie. Pomimo trudnej sytuacji występującej czasem w łańcuchu dostaw, cieszymy się, że udało nam się zrealizować wszystkie dotychczasowe projekty na czas.

Jeśli chcieliby Państwo dowiedzieć się więcej o automatyzacji magazynu i możliwych wersjach sorterów oraz innych oferowanych przez nas usługach serdecznie zapraszamy do kontaktu z nami.