reichelt elektronik automatizza la propria logistica con l'aiuto di Raspberry Pi
È piccolo quanto una carta di credito, ma è stato sinonimo di innovazione sin dal suo lancio sul mercato nel 2012. Oggi Raspberry Pi non è più utilizzato solo per l'apprendimento; grazie alle diverse applicazioni e opzioni di espandibilità, il computer a scheda singola è diventato un'unità di monitoraggio e controllo molto diffusa in ambito industriale. Il distributore online reichelt elektronik ha scelto di applicare il Raspberry Pi alla logistica in occasione dell’ampliamento delle stazioni di picking a due piani del centro di distribuzione. L’azienda spiega in che modo il mini computer ha agevolato il complesso processo di applicazione di sensori capacitivi, andando a migliorare l’efficienza del riconoscimento dei prodotti.
È ormai evidente come la vendita al dettaglio online sia in piena espansione e in costante crescita. In risposta a questo trend, reichelt elektronik – il più grande distributore europeo online di elettronica e tecnologie IT – ha deciso di aggiungere un altro piano al centro di distribuzione costruito nel 2016, dotando il reparto di corsie con scaffalature più alte e di tecnologie di trasporto, dando il via ad un approccio "made inhouse" in ottica di crescita e sviluppo. Ogni fase del processo di ampliamento e di trasformazione, tra cui questa, è stata monitorata per comprendere se il sistema logistico potesse essere ottimizzato ulteriormente grazie a tecnologie all'avanguardia.
reichelt elektronik ha colto l’opportunità dell’espansione del centro di distribuzione per integrare ulteriori aggiornamenti. L'obiettivo del team di sviluppo interno di reichelt era quello di rendere il processo più semplice ed efficiente per i dipendenti durante l'ottimizzazione delle stazioni di picking a due livelli. L’obiettivo è stato raggiunto utilizzando la tecnologia più recente sotto forma di sensori capacitivi che comunicano con il sistema di gestione delle merci tramite il Raspberry Pi e la connessione al server (socket).
Uno stabilimento all'avanguardia
A Sande, sede di reichelt elektronik, l’azienda spedisce fino a 10.000 pacchi al giorno a clienti privati e business, in 128 Paesi del mondo. Per questo motivo, nella logistica vengono utilizzate stazioni di picking a uno e due piani, un magazzino automatico per piccoli componenti e un pallettizzatore completamente automatico, collegati tra loro.
Per una elaborazione efficace degli articoli, la stazione di picking a due piani è la conformazione più utilizzata da reichelt elektronik. Nella fase iniziale, gli articoli vengono impacchettati in base al carrello finale, l’ordine viene quindi scannerizzato e messo in uno scomparto vuoto. Seppur sembri molto semplice, in realtà si tratta di un processo piuttosto complesso che, fino a ieri, richiedeva il controllo in tutte le stazioni di picking a due stadi tramite sensori.
Al fine di operare in modo ancora più efficiente ed evitare l’usura di pulsanti e sensori, l'azienda ha deciso di ottimizzare le stazioni del centro logistico avvalendosi di una banda a LED intelligente che oggi permette, ad ogni stazione, di indicare visivamente – illuminandosi di verde – quali scaffali di una certa sezione sono liberi e disponibili; in precedenza, uno scomparto libero doveva essere cercato manualmente, con un notevole dispendio di tempo. Grazie all'aiuto di un sensore capacitivo, dunque senza che sia necessario alcun comando manuale, la merce viene così ricevuta, riconosciuta ed immagazzinata, con conseguenti vantaggi in termini di tempi, costi ed efficienza.
Sfide di compatibilità
reichelt elektronik ha a cuore il tema della sostenibilità e sostituisce solo i sistemi esistenti non funzionanti. Tuttavia, vi sono ancora stazioni dotate di sensori e pulsanti.
Come spesso accade, infatti, il software di cui si avvale reichelt elektronik è stato programmato autonomamente negli anni ’90, sortendo buoni risultati. Il fatto di poter disporre del proprio software ha consentito all’azienda di integrare rapidamente gli aggiornamenti necessari e di espandere il programma esistente a seconda delle necessità, in un’ottica di contenimento dei costi, maggiore flessibilità e autonomia.
Usare Raspberry Pi in modo intelligente
Inizialmente, reichelt elektronik ha sviluppato una versione in miniatura di una stazione di raccolta per il progetto, permettendo al team di lavorarci in modo continuativo. Per poter integrare i sensori capacitivi nella barra, reichelt si è avvalsa di Raspberry Pi, sostituendo così la precedente tecnologia in modo intelligente.
Quando un dipendente elabora e gestisce un nuovo ordine di un cliente, la prima cosa che fa è recuperare i vari prodotti dal magazzino. Successivamente, va alla stazione di raccolta dove l'ordine è impacchettato e cerca uno scomparto libero. Vengono utilizzati due Raspberry Pi per ogni metro di scaffale. Le bande sono collegate tra loro tramite il bus I2C con il Raspberry Pi, tramite una connessione socket del server, lo script Python passa le informazioni, che i LED passano poi al Raspberry Pi. Lo script assicura poi che l'unità I/O corretta sia commutata e, tramite I2C-bus, lo indirizza verso le varie posizioni. Ogni diodo luminoso non deve essere collegato individualmente al Raspberry Pi, con l’ulteriore vantaggio di poter codificare le bande.
In particolare, per l’utilizzo di un computer a scheda singola, reichelt elektronik si affida a Raspberry Pi 3, il primo computer ad essere utilizzato nell'industria ed ora abbastanza diffuso come standard industriale, poiché in grado di facilitare utilizzo e manutenzione. Mentre i vecchi pulsanti risultavano infatti suscettibili all'usura, i sensori capacitivi sono incorporati in una banda e quindi esenti da manutenzione.
Comunicazione intelligente tra logistica e sistema ERP tramite Arduino
Per poter stabilire una connessione di rete tra le schede si è rinunciato ai server Com usati in precedenza, sostituendoli con Ethernet Sheild Arduino. Ciò consente anche la comunicazione e trasmissione di dati all'ambiente ERP.
L'Arduino trasmette i dati provenienti dalle scansioni nel sistema e indicandoli direttamente sul display. In questo modo, il dipendente che elabora l'ordine può vedere immediatamente lo stato di elaborazione dello stesso, per ogni articolo.
Il collegamento tra la logistica e il sistema ERP è importante poiché da esso dipende la successiva evasione dell’ordine: se, ad esempio, sono coinvolte diverse stazioni del centro di distribuzione, i prodotti che sono stati raccolti sugli scaffali in stazioni differenti devono essere poi riuniti. Per garantire che tutto ciò avvenga senza difficoltà, i sistemi sono stati interconnessi in modo intelligente.
Comunicazione stabile nonostante i diversi sistemi
Un'altra sfida che il team di progetto ha dovuto affrontare è stata l'integrazione dei diversi sistemi. In particolare, il software interno doveva integrarsi con lo sketch di Arduino e lo script Python del Raspberry Pi.
Assicurarsi che questi diversi linguaggi mantenessero una comunicazione stabile è stato uno dei compiti più complessi del progetto. Ciononostante, mentre i sensori capacitivi funzionavano perfettamente in fase di simulazione, nella pratica hanno presentato qualche problema, motivo per cui è stato necessario risaldare nuovamente le resistenze.
Efficienza assicurata
Il nuovo piano è ora definitivamente pronto per l’utilizzo. In totale, il rinnovato centro di spedizione ha una superficie di poco meno di 8.000 m2 distribuiti su due livelli, per uno spazio quasi raddoppiato in grado di contenere altri 50.000 articoli. Utilizzando in prima persona Raspberry Pi, il distributore reichelt elektronik ha vissuto e potuto dimostrare quanto questa scheda di sviluppo possa essere versatile anche nel settore industriale, dove è in grado di aumentare l’efficacia di esecuzione degli ordini e ridurre gli interventi di manutenzione.
