Droga do nowoczesnego systemu magazynowego

W świecie współczesnej logistyki magazynowej zachodzą obecnie duże zmiany w kierunku modernizacji, a co za tym idzie, automatyzacji procesów magazynowych. Coraz więcej przedsiębiorstw zauważa potrzebę zmian w swoich strukturach, by iść z duchem czasu i nie zostawać w tyle na tle konkurencji, której działania cechują się dużą dynamiką. To na magazyny zwrócona jest obecnie uwaga przedsiębiorstw, gdyż one odpowiadają za proces przepływu towarów – od zamówienia do wysyłki do klienta, a szybkość działania magazynu automatycznego przekłada się na jakość obsługi zamówień. Nowoczesny magazyn poprzez wysoką dokładność przepływu towarów buduje satysfakcję klientów, którzy szybko otrzymują swoje zamówienia. Zadowolony klient zaś oznacza większy zysk dla przedsiębiorstwa.

Powodów, dla których właściciele magazynów rozpoczynają swoją przygodę z modernizacją jest wiele. Przede wszystkim w magazynie może brakować skutecznego informatycznego systemu zarządzania, informującego pracowników o statusie towaru i o jego lokalizacji. Generuje to błędy w planowaniu produkcji, braki magazynowe lub przeciwnie, zbędne nadwyżki towaru. Aby zachować odpowiednią kontrolę nad towarem w magazynie, potrzebne jest uruchomienie systemu magazynowania, który byłby zintegrowany z wszystkimi działami przedsiębiorstwa oraz z systemem automatyki przemysłowej, sprawiając, że obieg informacji i towarów byłby płynny i terminowy. Informacja o statusie towaru w magazynie może trafiać wtedy jednocześnie do działu produkcji, dystrybucji, obsługi klienta, jak i do samych pracowników, i kadry zarządzającej magazynem.

Bardzo ważnym powodem, dla którego coraz więcej firm chce dążyć do jak najnowocześniejszego automatycznego systemu magazynowego, jest optymalizacja kosztów operacyjnych. Zmniejsza się koszt utrzymania zasobów ludzkich, gdyż coraz mniej pracowników potrzebnych jest do obsługi magazynu. Nowoczesne systemy magazynowe automatycznie rozpoznają i sortują towar, redukując liczbę błędów, jakie w tego typu operacjach często są popełniane przez człowieka.

Na początkowym etapie koncepcji wdrożenia nowoczesnego systemu magazynowego specjaliści prowadzą dogłębną obserwację i ocenę procesów i systemów przedsiębiorstwa, aby przeanalizować, który z jego elementów potrzebuje unowocześnienia w pierwszej kolejności. Zazwyczaj przedsiębiorstwa, które zaczynają myśleć o automatyce magazynowej, nie rozważają od razu całkowitej automatyzacji, lecz chcą rozpocząć proces od pojedynczego elementu, np. linii przenośników lub stacji automatycznego skanowania towarów. Newralgiczne miejsca w systemie magazynowania to takie, w których np. występuje zwiększona ilość błędów ludzkich lub te w których czynności zachodzą w sposób najbardziej powolny lub najmniej dokładny. Są to również miejsca w których występuje powtarzalność i monotonia operacji, np. sortowanie, gdyż w tego rodzaju operacjach najłatwiej o pomyłkę. Niepoprawnie działający proces magazynowy często może przyczyniać się do generowania strat, zarówno finansowych, jak i spadku wskaźnika satysfakcji klientów.

Po przeprowadzonej analizie i ocenie dobierany jest rodzaj zautomatyzowanego systemu magazynowego, który najbardziej pasuje do potrzeb i procesów firmy. Inny rodzaj maszyn i urządzeń magazynowych będzie używany np. w przemyśle ciężkim, a inny np. w branży spożywczej.

Inżynierowie automatycy mogą doradzić osobom zarządzającym magazynem w zakresie wyboru najlepszej formy automatyzacji będącej zarazem najbardziej opłacalną finansowo. Następnie klient akceptuje szczegółową wycenę i zakres prac instalacyjnych, po czym rozpoczyna się projekt automatycznego magazynu.

W ramach realizacji projektu dostarcza się oprogramowanie do systemu, jak również fizyczne elementy np. przenośniki, zjazdy, sortery, kamery skanujące lub windy. Pierwszym krokiem realizacji na obiekcie jest wykonanie instalacji elektrycznej, montaż hardware’u oraz jego integracja z oprogramowaniem. Zaraz po uruchomieniu, system magazynowy jest testowany w celu uniknięcia błędów i niedociągnięć. Pracownicy są przeszkalani z obsługi nowego systemu i po akceptacji klienta zostaje on przekazany do użytku. Po pewnym okresie użytkowania wdrożonego systemu klient jest w stanie zidentyfikować jego korzyści oraz kolejne elementy wymagające udoskonalenia. Właśnie wtedy może pojawić się pomysł realizacji kolejnego kroku związanego z magazynem w pełni zautomatyzowanym.

Na to pytanie nie da się odpowiedzieć jednoznacznie. Zależy to od wielkości oraz procesów występujących w danej firmie. Najczęściej spotykanymi rozwiązaniami są systemy przenośników wraz z automatycznymi sorterami oraz roboty paletyzujące lub depaletyzujące. Cały automatyczny transport towarów śledzony jest przez systemy skanujące, składające się z kamer, które zczytują kody kreskowe z każdej paczki. Zastosowanie kamer z wbudowanymi systemami AI pozwala nie tylko na odczyt wielu kodów kreskowych z towaru, a także na rozpoznanie produktu czy wymiarowanie. Dzięki nim automatycznie rozpoznawane jest miejsce docelowe towaru w magazynie, a transport wewnętrzny przebiega bezobsługowo i bezbłędnie.

Dobrym rozwiązaniem dla magazynu, który obsługuje zamówienia dla wielu klientów lub przyjmuje towar od wielu różnych dostawców, jest zastosowanie automatycznego sortera. Sorter połączony z kamerami skanującymi kieruje przepływem towarów w taki sposób aby każdy z nich trafił do odpowiedniego miejsca docelowego. Powoduje to minimalizację błędów i szybszy przepływ towarów niemożliwy do osiągnięcia w przypadku ręcznego sortowania. Dzięki temu skraca się czas kompletacji zamówienia i następuje szybsza wysyłka towarów.

Transport wewnątrz magazynowy może odbywać się także za pomocą autonomicznych wózków samojezdnych, takich jak AGV czy AMR. Są one zdolne zastąpić tradycyjne wózki paletowe czy wózki widłowe, które potrzebują człowieka by działać. Dostarczają towar w sposób szybki i precyzyjny w firmach gdzie dużą odgrywa transport wewnętrzny pomiędzy działami. Mogą bezpiecznie poruszać się pomiędzy ludźmi w magazynach, nawet bez wydzielonych stref, co pozwala efektywne zarządzanie transportem wewnętrznym.

W automatycznych magazynach mogą zostać zastosowane systemy układnic, jeśli proces magazynowania opiera się na paletach lub pojemnikach plastikowych. Te systemy pozwalają lepiej wykorzystać przestrzeń magazynową, gdyż odległość od regału do regału może być dużo mniejsza niż w przypadku tradycyjnych regałów przystosowanych do obsługi przez wózki widłowe. Układnice w sposób automatyczny wraz z systemem przenośników pobierają produkty ze strefy załadunku systemu, a następnie transportują towar na wskazane przez systemy informatyczne miejsce na regale. Analogicznie odbywa się pobieranie produktów z regałów. To rozwiązanie pozwala ograniczyć niebezpieczeństwo dla pracowników z jakim wiąże się pobieranie produktów z regałów wysokiego składowania, a także przyspieszyć operacje związane z realizacją zamówień.

Dosyć nowym, a zarazem coraz bardziej popularnym rozwiązaniem jest zastosowanie nowoczesnego magazynu AutoStore, który cechuje się minimalizacją powierzchni magazynowej z jak największym jej wykorzystaniem. Rozwiązanie działa na zasadzie przechowywania towarów w boxach umieszczonych jeden na drugim. Autonomiczne roboty poruszają się po konstrukcji znajdującej się nad pojemnikami, pobierając, dzięki kontroli systemu informatycznego, odpowiedni pojemnik z towarem. Jeśli produkt nie znajduje się na wierzchu stosu w danym polu, roboty odstawiają inne pudełka, aby ostatecznie pobrać konkretny box z towarem. Całkowicie zautomatyzowane składowanie oraz pobieranie zamówień zwiększa wydajność systemu, a co za tym idzie szybkość realizacji zamówień. Redukuje liczbę błędów w procesie oraz wpływa na bezpieczeństwo i wydajność pracowników w miejscu pracy.

Jak będzie wyglądała przyszłość nowoczesnych magazynów i linii produkcyjnych? Rozwój automatyzacji, robotyzacji i sztucznej inteligencji w magazynach jest nieunikniony w perspektywie najbliższych kilku, kilkunastu lat. W procesie pakowania i układania towarów na paletach coraz większe znaczenie będą mieć zrobotyzowane cele do paletyzacji, które dzisiaj sprawdzają się idealnie jako końcówki linii produkcyjnych, gdzie układają np. kartony z produktami na palety. Cele mogą być wdrożone w zakładach szybko i przy możliwie najniższych kosztach inwestycji. Zastosowanie celi paletyzujących usprawnia proces pakowania eliminując z tej strefy pracowników za których powtarzalne czynności wykonuje robot, a przy okazji zwiększa wydajność oraz precyzję pakowania każdego zamówienia. W przypadku stopniowego rozszerzania robotyzacji każda kolejna cela jest płynna włączana do systemu magazynowego, co w sposób istotny zwiększa jego moce przerobowe. Kolejnym krokiem w automatyce jest opracowanie kompletnego systemu rozwiązującego problem “mixing palletizing”, który polega na umieszczeniu na jednej palecie najpierw produktów najcięższych i największych, kończąc na produktach lekkich i kruchych.

W magazynach można zastosować także regały przepływowe. Są ona wyposażone w rolki z niewielkim nachyleniem, za pomocą których pod wpływem grawitacji towar może samodzielnie przemieszczać się z jednego krańca regału na drugi, gdzie oczekuje na pobranie. Regały przepływowe grawitacyjne ułatwiają zarządzanie zapasami zgodnie z zasadą FIFO (First In First Out) – pierwszy ładunek z towarem na wejściu będzie też pierwszą na wyjściu. Ta metoda ma zastosowanie w magazynowaniu dużej liczby produktów o wysokim wskaźniku rotacji lub w magazynowaniu produktów nietrwałych o krótkim terminie przydatności.

Ciekawym i zarazem przyszłościowym rozwiązaniem są autonomiczne roboty z funkcją wspinania się po regałach. Służą one do poboru towarów z półek, które mogą znajdować się nawet 12 metrów nad ziemią. Podczas wspinania poruszają się po prowadnicach z prędkością do 1,5 metra na sekundę, a więc są sposobem na szybkie pobieranie wszystkich towarów. Ich główną zaletą jest możliwość integracji z magazynami już wybudowanymi, poprzez dodanie odpowiednich prowadnic oraz fakt, że mogą pracować pomiędzy pracownikami.

Nowatorskim rozwiązaniem jest sorter złożony w całości z szybkich robotów AMR, które są zaprogramowane do przewożenia towarów po powierzchni magazynu i zrzucania go do odpowiednich kuwet, skąd posortowany towar zostanie zabrany do odpowiedniej destynacji. Roboty mogą poruszać się z prędkością nawet do 3 m na sekundę! Duża ilość robotów AMR jest trudniejsza do zintegrowania i utrzymania w działaniu, dlatego często to tradycyjne ujęcie sortera zyskuje więcej zwolenników.

Nowoczesne magazyny w pełni zautomatyzowane i imponujące swoim rozmiarem i funkcjonalnością istnieją na rynku od dziesięcioleci, jednakże ciągle zaskakują. Patrząc na same fotografie magazynów automatycznych trudno wyjść z podziwu. Poniżej przedstawione zostały przykłady najbardziej wyróżniających się magazynów świata, zarówno pod względem wielkości, jak i pełnionych funkcji.

Ogromny magazyn firmy Tesla, produkujący akumulatory i inne rozwiązania elektryczne dla samochodów marki Tesla ma powierzchnię ponad 492,000 m2. Powstały w 2014 roku magazyn posiada wielopiętrową strukturę oraz zaawansowane rozwiązania automatyczne i zrobotyzowane. Projekt Tesla Gigafactory był równie innowacyjny co projekt samego samochodu Tesla. Rozwiązania zautomatyzowane występują tutaj niemal we wszystkich procesach, od transportu wiązek przewodowych do podnoszenia całych pojazdów.
W przyszłości Tesla ma w planach rozwój tego giga-magazynu i przekształcenie go w największy budynek świata, który jest w pełni zasilany przez energię odnawialną.

W magazynie Tesla istnieje w większości zautomatyzowany i zrobotyzowany system, zawierający wózki autonomiczne do przewożenia towaru jak i roboty paletyzujące układające wyprodukowany towar, który następnie w sposób automatyczny przewożony jest do kolejnej strefy. Innowacyjna gospodarka magazynowa łączy się tam z koncepcją ekologii i zastosowania źródeł energii odnawialnej.

Jeden z najbardziej rozwiniętych magazynów Amazon na świecie o powierzchni 334,000 m2. Pięciopiętrowa konstrukcja centrum dystrybucyjnego zlokalizowanego w Mt. Juliet, Tennessee zawiera wysoce zautomatyzowany system magazynowy oraz powierzchnię biurową.

Setki robotów AMR poruszają się po przestrzeni magazynowej komunikując się ze sobą, aby dostarczać regały z produktami do stanowisk poboru, gdzie pracownicy pobierają produkty z regału i umieszczają w specjalnych skrzynkach, które następnie przez system przenośników, sorterów i rozjazdów są kompletowane w docelowe zamówienia i przesyłane do stanowisk wysyłkowych. Roboty wyposażone są w różne sensory, dzięki czemu eliminuje się możliwość kolizji. Zaawansowane systemy przenośników, których w tym magazynie jest ponad 19 km, wraz z zaawansowanym systemem IT pozwalają na wysoką wydajność i szybką obsługę zamówień, przy jednoczesnym odciążeniu pracowników i zoptymalizowaniu ich pracy – jeden pracownik ma jedno zadanie.

Supernowoczesny oddział Amazon wdrożył dużych rozmiarów roboty w strefie poboru i odkładania towaru na półki magazynowe. Podnoszą się one na wysokość towaru znajdującego się na regale, pobierają towar i rotacyjnym ruchem zdejmują towar na dół. Jest to innowacja, ponieważ do tej pory na tych stanowiskach pracowali ludzie.

O automatycznych systemach magazynowych AutoStore jest coraz głośniej, jednak nie każdy wie, gdzie znajduje się największy tego typu magazyn. Działa on w Ängelholm w Szwecji dla firmy Boozt, sprzedającej ubrania, akcesoria i kosmetyki wielu marek. W największym magazynie AutoStore świata znajduje się 500 000 pojemników oraz ponad 500 robotów.

Aby pomóc w obsłudze dużej ilości zamówień zastosowano magazyn AutoStore, dzięki któremu czas wydania jednego zamówienia z magazynu nie przekracza 63 sekund. Operacje magazynowe w magazynie AutoStore zachodzą z imponującą prędkością, a najlepszym rezultatem było wydanie 190 tys. przedmiotów w ciągu jednego dnia.

Mimo, że nie jest to z początku prosty i klarowny proces, zdecydowanie jest godny uwagi. Nowoczesne magazyny wygrywają z magazynami nie zautomatyzowanymi poprzez szybsze działanie, redukcję błędów, większą przepustowość i możliwość osiągnięcia większego zysku przez firmę. Podjęcie drogi do unowocześnienia systemu magazynowego to obecnie jeden z ważniejszych tematów dla przedsiębiorców, gdyż nowoczesny magazyn jest kluczem do zapewnienia konkurencyjności na bardzo dynamicznie zmieniającym się rynku.

Źródła:

https://www.marketwatch.com/story/tesla-to-give-10-pay-raises-to-hourly-workers-at-its-nevada-gigafactory-report-33563a64
https://www.tesla.com/manufacturing
https://www.nashvillepost.com/business/development/amazon-to-add-6-600-jobs-in-tennessee/article_a68f0102-1500-11ec-ba53-17d495b9d43d.html
https://eu.tennessean.com/story/news/local/wilson/mt-juliet/2021/07/01/amazon-mt-juliet-look-inside-and-what-employees-can-expect/7533029002/
https://www.autostoresystem.com/cases/boozts-successful-journey-with-autostore-warehouse-automation