Automazione magazzino: cos’è e vantaggi dell’uso dei robot

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L’automazione del magazzino passa anche dall’utilizzo di diversi tipi di robot: robot mobili, veicoli a guida autonoma, droni, bracci robotici e robot cartesiani. Vediamo in quali processi e qualche esempio.

Cosa si intende per automazione del magazzino

L’automazione del magazzino è il processo tecnico-organizzativo che porta ad automatizzare, in tutto o in parte, le diverse fasi della gestione dei flussi delle merci.

Il magazzino, infatti, lungi dall’essere un semplice deposito, è il fulcro dei processi logistici di ricezione, controllo, conservazione, smistamento e distribuzione dei prodotti.

L’automazione applica ai processi produttivi gli studi della cibernetica sulle macchine che si “autoregolano”: i robot, soprattutto, ma anche macchinari e sistemi di controllo IoT, in grado di eseguire in sicurezza quanto programmato e di segnalare o reagire a un imprevisto.

McKinsey prevede che il mercato dell’automazione del magazzino crescerà ad un tasso annuo composto del 23%, fino a un valore di 50 miliardi di dollari entro il 2030.

È possibile introdurre processi e soluzioni di automazione nelle diverse fasi di gestione del magazzino.

• La ricezione delle merci in ingresso, con sistemi di smistamento (sorter) e di deviazione, postazioni automatizzate di ispezione e controllo qualità, sistemi di tracciatura con tag RFID o codice a barre, soluzioni di crossdocking
• La movimentazione e il trasporto delle merci, attraverso monorotaie o elettrovie per carichi leggeri, nastri trasportatori sensorizzati per pallet o carichi più pesanti, sistemi sopraelevati per singoli articoli come capi appesi, veicoli a guida autonoma (AGV – Automated Guided Vehicles), robot mobili (AMR – Automated Mobile Robots), droni di ispezione e controllo
• Lo stoccaggio,  con AMR classificatori, trasloelevatori (monocolonna, bicolonna, pallet shuttle, trilaterali) con software WCS di controllo, navette stoccatrici o un magazzino autoportante, completamente automatizzato, in cui le scaffalature fanno parte del sistema costruttivo dell’edificio, perché supportano le sollecitazioni di mezzi e struttura
• Il picking, o prelievo per l’ordine, attraverso miniload per il prelievo di piccoli pezzi o contenitori, sistemi pick-to-light cablati, wireless o via etichette elettroniche, per la segnalazione luminosa dei vani, voice picking con comandi vocali per gli addetti, APPS – Advanced Picking Packing System, bracci meccanici robotizzati per grandi volumi di pallet, robot cartesiani
• La spedizione delle merci in uscita, con etichettatrici e avvolgitrici automatiche e bracci manipolatori pneumatici

Non mancano soluzioni integrate di pianificazione, mappatura e controllo attraverso software specifici.

Video – Il centro logistico con magazzino automatico di Haya Kimya in Turchia – Mecalux Italia

Come automatizzare il magazzino, le fasi

Un magazzino può essere automatizzato integralmente o in parte.

Prima di individuare la soluzione di automazione più adatta, occorre focalizzare bene le esigenze e le aspettative dell’azienda, in relazione agli obiettivi strategici di breve e lungo termine, nonché la struttura del magazzino e il budget a disposizione.

Per rendere efficace l’analisi di contesto e la proiezione dell’investimento, è necessario cercare e mettere a sistema dati reali e non basarsi su medie aleatorie.

In particolare, occorre quantificare, sui flussi in entrata e in uscita, il numero dei pezzi e di colli totali per ogni SKU – Stock Keeping Unit, quanti ordini per quali canali, nonché effettuare un’analisi delle fluttuazioni stagionali e una profilazione da cui si evincano le principali caratteristiche degli ordini che possono essere raggruppate (clusterizzate) per migliorare l’efficienza dei processi.

Anche sulle giacenze, oltre a calcolare il numero di colli o pezzi depositati, occorre effettuare un’analisi ABC e capire quante e quali sono le fluttuazioni nel periodo considerato.

Non possono mancare i dati sulla produttività, quindi su: quanti pezzi vengono smistati in ore uomo, quanti pezzi vengono scartati dal controllo qualità o resi, quante volte si fermano i macchinari nel periodo considerato e per quanto tempo.

Non ultimi, i dati sul ciclo di vita dei prodotti: peso, fragilità, durata e conservazione, dimensioni del singolo pezzo e dell’unità di carico.

Questi dati andranno messi a sistema e analizzati in relazione alle politiche di approvvigionamento e produzione aziendali, nonché le strategie di medio e lungo termine.

Solo dopo sarà possibile effettuare una proiezione affidabile sui flussi di volumi, il numero di pezzi in e out, il profilo degli ordini e i relativi canali distributivi attesi.

Seguirà l’individuazione della soluzione più adatta a raggiungere gli obiettivi attesi. Tra i parametri di valutazione dell’investimento, oltre ai benefici economico-finanziari, si considerano anche: il risparmio di superficie di magazzino, l’impatto su controllo e accuratezza dei processi, il miglioramento della flessibilità e della reazione ad imprevisti, picchi di lavoro e urgenze, l’interoperabilità con altri sistemi automatici esistenti, la sicurezza e l’ergonomia della soluzione considerata.

Video – Automazione in magazzino – ebm-papst – Linde Material Handling (sottotitoli in inglese)

Robot per automazione dei processi

L’automazione robotica dei processi (RPA – Robotic Process Automation) si applica in magazzino inserendo ex novo un software WCS – Warehouse Control System o implementando un software WMS – Warehouse Management System esistente.

Ciascun sistema robotico funziona infatti attraverso un WCS, che programma le operazioni, guida e monitora i movimenti, invia notifiche quando necessario, raccoglie i dati in tempo reale e sincronizza il lavoro. I software WMS controllano invece tutta la supply chain, amministrazione e inventario compresi.

Attualmente, tra i robot usati in magazzino ci sono:

• AGV – Automated Guided Vehicle, i robot a guida autonoma per il trasporto delle merci su percorso predefinito
• APPS – Automated Picking Packaging System, i sistemi automatizzati di picking e packaging
• AMR – Autonomous Mobile Robot, i robot mobili che regolano il proprio percorso in tempo reale

I robot in magazzino sono stati resi popolari da Amazon, che nel 2012 ha acquisito Kiva Systems, da allora Amazon Robotics, e attualmente si avvale nei propri centri di smistamento di 100.000 robot “trasportatori”, sei robot “collocatori” e 30 robot “pallettizzatori”. Non manca lo sviluppo di una famiglia di bot da usare nei centri di distribuzione più piccoli.

Video – Amazon Robotics: un aiuto speciale – Amazon Stories EU

I robot in un magazzino possono lavorare da soli oppure essere cobot – collaborative robot: robot collaborativi progettati per condividere lo spazio e lavorare accanto agli umani con sistemi di sicurezza aggiuntivi e minori, finora, velocità.

La multinazionale giapponese NEC sta infatti sviluppando software di controllo basati su sistemi stocastici sensibili al rischio.

Un sistema di picking basato su bracci robotici è usato nel centro logistico di Heemskerk Fresh & Easy, società di prodotti agroalimentari freschi e pre-confezionati: un robot a quattro assi preleva le casse degli ordini e le mette su nastro trasportatore. Le casse arrivano nella zona di prelievo dove sei robot a sei assi su un binario le collocano nel posto stabilito. Lì vengono impilate da altri due robot a sei assi e posizionate sui carrelli per essere portate via.

Un sistema che processa oltre 800mila casse a settimana e può gestirne il triplo senza modifiche.

Video – Come funziona il picking coi robot – ABB Robotics (inglese)

I vantaggi del magazzino automatico

• Riduzione dei costi di esercizio
• Aumento dei volumi prodotti
• Riduzione dei consumi e della superficie occupata
• Gestione della movimentazione h24
• Maggiore velocità operativa e lead time più breve
• Migliore monitoraggio delle operazioni
• Efficace scalabilità dei volumi