Il magazzino del futuro – parte 5
leggi la quarta parte
Le nuove frontiere dell’automazione in magazzino
Abbiamo già visto come i trend demografici in atto (decrescita e invecchiamento della popolazione) stiano spingendo le aziende a trovare misure atte a rendere il lavoro di magazzino meno usurante, grazie a supporti fisici (come gli esoscheletri) o virtuali (realtà estesa).
La crescente carenza di risorse prestanti e la conseguente necessità di migliorare l’ergonomia del lavoro, viene a congiungersi con un altro importante orientamento delle aziende, quest’ultimo però in atto già da diverso tempo, ossia la sempre più spinta volontà di automazione delle operations di magazzino.
Se fino a ieri il driver più significativo che portava le aziende a valutare, ed eventualmente implementare, l’automazione in magazzino era la promessa di riduzione dei costi operativi (sostituendo il lavoro manuale con quello delle macchine) oggi è infatti quasi più la carenza di personale qualificato (carenza attuale, o anche solo paventata per il futuro) a spingere in tale direzione.
Non solo questo, ma l’automazione sta diventando un’arma privilegiata per competere nello scenario sempre più sfidante, in termini di elevati obiettivi di livello di servizio, definito dalle altre tendenze di cui abbiamo parlato all’inizio di questo articolo, ossia l’omni-canalità ed il quick-commerce.
Volendo infatti perseguire con successo le suddette strategie, è certo necessario predisporre molte misure, e tra queste, venendo a noi, magazzini (intesi come “fullfilment center”) tali da non mortificare – ed anzi, esaltare – i tipici requisiti di rapidità, flessibilità e precisione che caratterizzando un tale approccio al mercato.
A questo si accompagnano però nuove esigenze delle aziende, che sempre più malvolentieri accettano di abbracciare soluzioni che siano eccessivamente vincolanti, sia in termini di “ingessamento” del network distributivo (cosa che oggettivamente capita, quando si abbiano soluzioni con impiantistica rigida e pressoché impossibile da rilocare altrove), sia in termini di soluzioni concepite in modo troppo legato ad un “punto di lavoro” la cui realizzazione negli anni a venire è davvero difficile da prevedere.
Si tratta quindi di dotare i magazzini di soluzioni automatizzate con caratteristiche invero abbastanza diverse da quelle cui siamo abituati: si tratta infatti di soluzioni che devono tipicamente supportare le attività più complesse, ossia quelle di picking, eventuale sorting e packing, avendo a che fare con ordini molto piccoli (uno o pochi pezzi) ed urgenti da evadere: si tratta insomma di supportare al meglio le attività di “item picking”, in cui l’oggetto di prelievo è la confezione di vendita, insomma l’atomo più piccolo che possiamo considerare in magazzino.
Insomma, in questo caso non dobbiamo pensare all’automazione (solo) come ai classici traslo elevatori per pallet, convogliatori pesanti… ma nemmeno dobbiamo necessariamente ai classici magazzini per “minuteria” (Small parts) che ci siamo abituati a vedere di solito, come miniload o anche i più moderni e altamente performanti “multishuttle”, francamente “rigidi”, anche se modulari, e costosi.
Ci troviamo quindi di fronte a tecnologie piuttosto innovative, e anche a nuovi interlocutori nel mondo della loro fornitura (con molti player che provengono dal Far East, che a volte fungono da System Integrator, ma che più spesso invece si limitano a fornire i loro equipment specialistici, affinché siano integrati da altri), che spesso spiazzano i progettisti ed i decisori più “mentalizzati” verso gli approcci classici al design e all’acquisto.
Di fatto, queste innovative soluzioni traggono origine da due famiglie di applicazioni, ossia:
- robot mobili da interni, per la movimentazione
- robot fissi, per il prelievo
Robot mobili da interni
I robot mobili da interni – dopo applicazioni inizialmente limitate al mondo del manufacturing – stanno conoscendo una sempre più vasta diffusione in magazzino, sia che vengano impiegati in sistemi in cui il picking è effettuato con una logica “merce-alla-persona” (GTP, ossia “goods-to-person”), sia che invece siano messi a supporto di logiche apparentemente più tradizionali, in cui ci sono ancora degli operatori che si muovono in magazzino, lungo il display di picking.
Il primo caso, ormai noto in modo diffuso grazie al “business case” di Amazon (che ha addirittura ritenuto di comperare la prima azienda fornitrice in ordine temporale della tecnologia in questione, di fatto togliendola da mercato, per guadagnare un margine competitivo sui concorrenti), prevede che dei piccoli robot dalla struttura bassa e compatta (potrebbero ricordare i famosi robot aspirapolvere) si infilino sotto degli elementi di scaffale, ovviamente pieni di merce, e rechino gli scaffali stessi verso una postazione di prelievo, attuando così la logica GTP.
Oggi sul mercato di trovano diversi fornitori in grado di procurare questa tecnologia e quindi la competizione è serrata: dal nostro punto di vista, le complessità non riguardano tanto i robot in sé e per sé: si tratta infatti di oggetti con un elevatissimo grado di ingegnerizzazione ed industrializzazione, che di fatto non richiedono progetti ad hoc, trattandosi praticamente di oggetti “off-the-shelf”.
Le maggiori difficoltà riguardano invece il design, ossia il concepimento concettuale del sistema che vogliamo realizzare, e la definizione delle logiche software che guidano i “momenti chiave”, tipo:
- che logiche di prelievo adottare (pick & pack? Prelievo massivo + sorting?)
- in quale scaffale mettere la merce che giunge in magazzino? Ossia, come realizzare il display di picking del singolo scaffale?
- dove mettere quel certo scaffale con quei certi prodotti in magazzino, ogni volta che torna in posizione di “parcheggio”?
- quale scaffale scegliere (nel caso in cui lo stesso prodotto sia presente in più scaffali) per portarlo alla stazione di picking?
- e soprattutto quali ordini allestire contemporaneamente presso la stazione di picking?
Dare una risposta “statica” e preconcetta a tali domande è difficile, e quindi risulta anche abbastanza difficile stimare con una certa accuratezza il numero delle risorse tecnologiche necessarie (robot, stazioni di prelievo e di messa a dimora) e quindi creare un business case “robusto”, se non sulla base di esperienze simili, cosa sempre un po’ rischiosa.
Ecco che il supporto di un adeguato consulente logistico può rivelarsi molo prezioso.
In realtà, grazie alla sicurezza garantita da sistemi di navigazione cosiddetta “naturale”, è anche possibile lasciare che i robot si muovano in promiscuità agli operatori e/o a mezzi tradizionali, in tutta sicurezza.
Questo consente di dare un nuovo ruolo a tali robot, opportunamente attrezzati: in pratica, il carrello che ospita le unità di raccolta del prelevato (cassette o anche direttamente i colli di spedizione, realizzando così il concetto id “pick & pack”) si muoveranno autonomamente, presentandosi all’operatore addetto ad operare in una specifica zona di magazzino e seguendolo lungo il display di picking, posizionandosi autonomamente davanti alla prossima locazione da visitare e supportando il processo con le necessarie informazioni, visualizzate su di un monitor a bordo del robot stesso.
L’operatore avrà così le mani libere, non dovrà più recuperare e rendere il carrello ai punti di inizio e fine del giro di picking, potrà camminare più rapidamente (evitando di spingere un carrello tradizionale) e poi il carrello si muoverà in autonomia dalla zona in cui ha appena terminato il prelievo, fino alla zona successiva (eventualmente molto lontana dalla precedente), similmente dalla zona dove viene preparato il carrello e alla zona dove si recuperano le unità di movimentazione, svuotandolo.
Ancora una volta, a fronte di una tecnologia relativamente semplice (o quantomeno ben ingegnerizzata), la complessità si nasconde dietro gli aspetti gestionali: mappatura del display di picking, zonizzazione, bilanciamento del carico di lavoro etc.
Queste tecnologie si prestano assai bene anche al retro-fit di layout tradizionali (infatti stanno trovando molte applicazioni nei magazzini delle 3PL) e hanno tempi di realizzazione che sono frazionari rispetto a quelli di automazioni più “pesanti”.
Robot fissi, per il prelievo
Questi i robot eseguono attività a valore aggiunto da una postazione fissa: possono essere installati a pavimento, al soffitto o ad altre superfici, e spesso assumono la forma o assomigliano a bracci robotici.
I robot stazionari possono essere suddivisi in due tipi:
- robot collaborativi, progettati per applicazioni flessibili che richiedono l'interazione con gli esseri umani
- robot industriali, utilizzati in applicazioni che richiedono un carico utile elevato, un ampio raggio d’azione e elevata velocità, e di solito operano in un'area segregata circondata da recinzioni di sicurezza
Con i recenti progressi dell'intelligenza artificiale (AI) e della sensoristica, le applicazioni in logistica si sono ampliate in modo significativo. Alla luce della più volte citata carenza di manodopera nei magazzini, molte società di logistica stanno pertanto realizzando il notevole potenziale economico dell'implementazione di robot stazionari per processi ripetitivi.
Alcune possibili applicazioni di queste tecnologie sono le seguenti:
Smistamento automatico:
Lo smistamento del prelevato è un'attività ripetitiva e monotona, che però richiede un output di alta qualità: gli operatori che devono svolgere questo compito per ore in magazzino tendono a perdere concentrazione, rendendo il loro lavoro soggetto a errori e comportando costi di rilavorazione. Lo smistamento è quindi un'applicazione ideale per l'automazione, in particolare grazie a robot di smistamento stazionari. Questi dispositivi utilizzano spesso fotocamere e funzionalità di intelligenza artificiale per differenziare gli articoli da spedire e utilizzano caratteristiche predefinite per classificarli e ordinarli.
Picking & Placing:
L’ideale del principio “merce-alla-persona” è all’alba di una importante e forse definitiva rivoluzione, che lo trasformerà nel principio “merce-al-robot”.
Sebbene il concetto sia ovvio, non altrettanto lo è l’applicazione pratica, resa assai difficoltosa dalla natura multiforme (dimensioni, peso, forma etc.) dei prodotti che il robot stesso dovrebbe maneggiare, specie se inserito in contesti distributivi ove vi siano decine di migliaia di articoli diversi.
Ancora una volta, Amazon ha svolto un ruolo pionieristico nei confronti di queste applicazioni: è molto interessante navigare in rete e capire cosa sia e a quali conclusioni porti il famoso “Amazon Picking Challenge”, che coinvolge università e fornitori di tecnologia in una sfida affascinante, per trovare soluzioni concrete al problema di picking eterogenei.
Pure in questo caso, i recentissimi progressi dell’intelligenza artificiale, della meccatronica e delle tecnologie dei sensori stanno avvicinando rapidamente il traguardo di maneggiare con delicatezza e precisione articoli molto diversi tra loro, ad una velocità elevata.
Oltre che ai processi di item picking, questa tecnologia potrebbe essere molto adatta a complemento di sistemi di smistamento (sorter) ad alta velocità, per rimpiazzare gli operatori addetti alla cosiddetta “induzione” degli oggetti sul sorter stesso.
Quando l'intelligenza artificiale non è in grado di identificare gli oggetti, un operatore umano riceve un messaggio di avviso e può ottenere l'accesso e il controllo del braccio robotico da un centro di assistenza remoto: il sistema di intelligenza artificiale impara da questo intervento per migliorare ulteriormente le proprie capacità se si verificano situazioni simili in futuro.
Questa collaborazione uomo-intelligenza artificiale indica il potenziale per creare nuovi posti di lavoro attraverso l'implementazione diffusa di soluzioni robotiche nei magazzini e negli ambienti di produzione migliorando le competenze della manodopera esistente.
De / pallettizzazione
L'automazione della pallettizzazione e depalettizzazione nelle operazioni di magazzino o hub in entrata e in uscita ha un grande potenziale per i robot. Occorre distinguere tra (de)palettizzazione uniforme e mista.
Mentre la (de)palettizzazione uniforme è il movimento di merci della stessa forma da e su un pallet, la (de)palettizzazione mista descrive la movimentazione di pallet con articoli di varie dimensioni e pesi.
In generale, la (de)palettizzazione mista è più complessa della (de)palettizzazione uniforme in quanto richiede un'intelligenza artificiale molto più potente per impilare pacchetti disparati e ingombranti nel modo più sicuro ed efficiente possibile. Tuttavia, esistono aziende che forniscono un software che può essere utilizzato con robot di qualsiasi dimensione o configurazione per consentire una gestione flessibile e un impilamento ottimale di scatole miste.
Attualmente, i robot fissi in grado di pallettizzare e depallettizzare singole spedizioni sono già ampiamente utilizzati, ma anche le soluzioni di depalettizzazione mista stanno raggiungendo la maturità.
