Kompletacja zamówień to jedna z podstawowych operacji magazynowych. Polega na pobieraniu z miejsca składowania konkretnych artykułów w określonej liczbie zgodnie z danym zamówieniem. Tradycyjnie zadanie to było wykonywane ręcznie przez pracowników, przemieszczających się po magazynie w celu zlokalizowania i pobrania potrzebnych produktów, które następnie przenosili w miejsce pakowania. Stopniowo jednak zaczęto je automatyzować. Wraz z upowszechnianiem się takich rozwiązań sprzętowych, jak przenośniki oraz zautomatyzowane systemy składowania i pobierania (Automated Storage and Retrieval Systems, AS/RS), jak również specjalnego oprogramowania, w postaci systemów zarządzania magazynem WMS (Warehouse Management System), współpracujących, by optymalizować i usprawniać kompletację zamówień, operacja ta uległa znaczącej transformacji.
Wynikają z tego liczne korzyści. Przede wszystkim można wyeliminować wąskie gardła, skrócić czas realizacji zamówień, ograniczyć liczbę błędów (takich, jak pominięcie zamówionych artykułów lub spakowanie tych niewłaściwych, które skutkują zwrotami) i zwiększyć efektywność zarządzania stanami magazynowymi bez braków i nadwyżek. Przyczynia się to do poprawy ogólnej wydajności operacyjnej magazynów, łatwiejszej skalowalności kompletacji i większego zadowolenia klientów.
SYSTEMY AS/RS
Systemy zautomatyzowanego składowania i pobierania maksymalizują gęstość składowania przez efektywne gospodarowanie dostępną przestrzenią magazynową w pionie i w poziomie. Odpowiednio dobrany system AS/RS zapewnia szybki wzrost wydajności kompletacji zamówień, w związku z czym inwestycja w jego wdrożenie z reguły także szybko się zwraca. Do wyboru jest wiele typów takich systemów. Pracują one z różnymi prędkościami, różnią się gęstością składowania i obsługują towary różnego rodzaju i wielkości.
Systemy karuzelowe to najstarszy typ systemów AS/RS. Składają się z toru, którym transportuje się pojemniki z towarami. Są one przenoszone po okręgu lub góra–dół. Te poziome zajmują więcej miejsca niż pionowe. Generalnie są trudne w rozbudowie. Mają też małą pojemność – ich pojemniki jednostkowe nadają się do przenoszenia niewielkiej liczby lekkich towarów. Najlepiej sprawdzają się w transporcie mniejszych przedmiotów.
Kolejny przykład stanowią regały windowe. Są to zamknięte systemy, składające się z centralnego mechanizmu wkładająco-wyciągającego oraz kolumn z tacami albo pojemnikami po obu stronach. Moduł wkładająco-wyciągający porusza się w pionie między kolumnami, dostarczając i pobierając produkty. Regały windowe pozwalają optymalnie wykorzystać dostępną przestrzeń magazynową – oszczędzają miejsce w poziomie, maksymalnie wykorzystując je w pionie. Poza tym sprawdzają się w przypadku towarów o nietypowych rozmiarach, ale – podobnie jak systemy karuzelowe – są mało pojemne i mają ograniczoną nośność.
Systemy miniload tworzą regały magazynowe, lekkie suwnice oraz przenośniki. W tej konfiguracji suwnice przemieszczają się wąskimi korytarzami na szynach. Na każdy korytarz przypada jedna układnica z chwytakiem do podnoszenia i odkładania towarów, dostarczanych przenośnikami. Systemy miniload nadają się do obsługi mniejszych i lżejszych ładunków. Awaria jednej układnicy może jednak zablokować dostęp do całego korytarza.
Nowoczesne podejście zakłada wykorzystanie wózków transportowych, a ostatnio również robotów autonomicznych. Te drugie samodzielnie planują trasy, optymalizując ścieżki ruchu pod kątem czasu dostarczenia ładunku oraz miejsca docelowego, omijając przy tym przeszkody, żeby uniknąć kolizji. Wózki transportowe natomiast przemieszczają się po szynach pomiędzy alejkami. Mogą pracować na różnych poziomach i dostarczać szeroką gamę towarów w opakowaniach różnego typu. Ograniczeniem jest wysoki początkowy koszt inwestycji, a zaletą – łatwe skalowanie.
Na popularności zyskują systemy kostkowe, uznawane za najbardziej nowoczesne i zaawansowane. W ich przypadku pojemniki układane są w piętrowej kratownicy tworzącej sześcian, po którym przemieszczają się roboty pobierające i układające towary. Rozkład artykułów nie jest przypadkowy – produkty, na które jest duży popyt, są priorytetowo umieszczane na górze, co skraca czas dotarcia do nich robotów. Systemy te mają wiele zalet. Eliminując pustą przestrzeń występującą między regałami w innych systemach AS/RS, zapewniają dużą gęstość składowania, maksymalnie wykorzystując dostępną przestrzeń magazynową w pionie i poziomie. Oprócz tego ich modułowa konstrukcja pozwala na szybką instalację i łatwą skalowalność. Z drugiej strony, przechowywane artykuły muszą mieścić się w pojemnikach o zestandaryzowanych wymiarach.
WSPOMAGANIE KOMPLETACJI
W kompletacji zamówień nietrudno o błędy. Mogą one mieć wiele przyczyn. Przykładowo, jeżeli towary nie są składowane w miejscu, w którym pracownik się ich spodziewa, może on nieświadomie pobrać niewłaściwy produkt. Takim sytuacjom pozwala zapobiec regularna inwentaryzacja i dbanie o poprawność oznakowania towarów. Kolejny problem to nieefektywny rozkład magazynu. Jeżeli trasa, jaką musi pokonać pracownik, by zebrać wszystkie towary z danego zamówienia, jest długa i nieoptymalna, jego wydajność szybko spadnie, co przełoży się na opóźnienia i błędy. Liczyć się też trzeba z pomyłkami spowodowanymi czynnikiem ludzkim. Przykładami takich błędów są: pobranie większej albo mniejszej niż wymagana liczby artykułów, nieprawidłowa identyfikacja towarów, pomylenie zamówień – jeżeli jednocześnie pracownik kompletuje kilka. Takim sytuacjom można zapobiec, wdrażając półautomatyczne systemy wspomagania kompletacji typu pick to, pick by i put to.
Przykład pierwszego z nich stanowi system pick to light. Wykorzystuje się w nim wyświetlacze i przyciski, umieszczane na regale lub na półkach. Komponenty te są podłączone do systemu zarządzania magazynem. Po otrzymaniu zamówienia system kieruje pracownika do właściwego regału, a moduł świetlny zapala się, sygnalizując mu rząd, z którego powinien pobrać towar. Na ekranie wyświetlana jest też liczba jednostek danego produktu, które trzeba wyjąć. Pracownik skanuje pobierane artykuły, a po wyjęciu wszystkich zatwierdza przyciskiem zrealizowanie zadania, co gasi wyświetlacz.
We współpracy z systemem zarządzania magazynem działają również systemy put to light. W ich przypadku panel świetlny zapala się, aby wskazać pracownikowi miejsce, w którym powinien odłożyć towar. Wyświetlana jest też liczba jednostek, które należy umieścić na konkretnej półce. O ile więc systemy pick to light usprawniają kompletowanie zamówień, o tyle rozwiązania typu put to light ułatwiają uzupełnianie zapasów.
Z kolei w przypadku systemów pick by voice w przekazywaniu pracownikom instrukcji z systemu zarządzania magazynem zamiast komunikacji wzrokowej wykorzystuje się głosową. W tym celu odpowiednie osoby wyposaża się w terminal, zazwyczaj przypinany do pasa, ze słuchawkami. W urządzeniu, za pośrednictwem syntezatora mowy, odczytywany jest komunikat o miejscu, w które dany pracownik powinien się udać oraz o liczbie artykułów, które musi pobrać. Kiedy tam dotrze, odczytuje do mikrofonu kod kontrolny danej lokalizacji, który po przetworzeniu przez system rozpoznawania głosu zostaje zweryfikowany przez system zarządzania magazynem. Po potwierdzeniu pobrania właściwych towarów zlecenie jest uznawane za zrealizowane. Zaletą tego podejścia jest większa swoboda ruchu pracownika, który nie korzysta z rąk ani wzroku, by komunikować się z systemem nadrzędnym.
TRENDY W WÓZKACH WIDŁOWYCH
W ostatnim czasie nastąpił znaczny postęp w dziedzinie wózków widłowych. Coraz większy nacisk jest kładziony na ich automatyzację, wsparcie dla ich operatorów i zmniejszenie ich negatywnego wpływu na środowisko. Priorytetem w ich obsłudze od zawsze jest też bezpieczeństwo. W związku z tym nowoczesne pojazdy tego typu wyposaża się w coraz bardziej zaawansowane, inteligentne systemy.
Przykładem mogą być rozwiązania wspomagające kierowców wózków. Wykorzystując dane pozyskane z różnych czujników monitorujących otoczenie (jak sensory ultradźwiękowe, kamery i LiDAR-y, które wbudowuje się w opisywane pojazdy), systemy te wykrywają przeszkody na trasie przejazdu i ostrzegają o nich kierowcę za pośrednictwem alarmów dźwiękowych, wizualnych lub wibracji aktywowanych w kabinie, a także ostrzegają – dźwiękowo oraz wizualnie – otoczenie. Bardziej zaawansowane systemy mogą dodatkowo automatycznie zatrzymać pojazd lub zmniejszyć jego prędkość do bezpiecznej wartości. Pozwala to na zachowanie odpowiedniego dystansu między wózkiem widłowym a regałami, innymi wózkami, elementami wyposażenia, pieszymi. W ten sposób ogranicza się ryzyko wypadków spowodowanych przez nieuwagę operatora albo jego błędną ocenę sytuacji, o co nietrudno w pośpiechu, w zatłoczonych magazynach.
Kolejnym przykładem są systemy wykrywania przekroczenia dopuszczalnego obciążenia wózka i nierównomiernego rozkładu jego ładunku. Na podstawie danych z sensorów wbudowanych w widły pojazdu monitorują one wagę ładunku i jego rozmieszczenie. Jeżeli ta pierwsza przekroczy maksymalny bezpieczny udźwig wózka, system automatycznie wyśle operatorowi ostrzeżenie. Zaalarmuje go też, gdy ładunek jest niestabilny. Najbardziej zaawansowane systemy mogą jednocześnie automatycznie równoważyć zmiany w obciążeniu pojazdu, zmniejszając ryzyko wypadków i uszkodzenia wózków widłowych na skutek przeciążenia.
Wyposaża się je ponadto coraz częściej w systemy monitorujące stan zdrowia operatora, np. wbudowując w kabinę czujniki parametrów fizjologicznych, takich jak tętno i temperatura, na podstawie których można wykryć problemy zdrowotne, wpływające na zdolność do kierowania pojazdem. Korzysta się też z kamer, z których obraz poddany analizie z wykorzystaniem sztucznej inteligencji pozwala ocenić poziom zmęczenia operatora lub wykryć jego niewłaściwe zachowanie. W takich przypadkach system może za pośrednictwem interfejsu użytkownika w pojeździe dostarczyć mu spersonalizowanych informacji zwrotnych, np. sugerujących przerwanie pracy, albo zdalnie powiadomić przełożonych o potencjalnym zagrożeniu.
AKUMULATORY, VR I AR
Wózki widłowe stają się także ważnymi węzłami gromadzenia danych. Dzięki licznym czujnikom dostarczają w czasie rzeczywistym informacji o swoim stanie, przewożonym ładunku i środowisku pracy. Dane te są przesyłane do chmury, umożliwiając przedsiębiorstwom ich analizę. Parametry pracy wózków widłowych służą np. do monitorowania ich stanu technicznego oraz wydajności operacyjnej. To pozwala na zastosowanie podejścia predykcyjnego w konserwacji. W takim przypadku w razie wykrycia jakichkolwiek nieprawidłowości, które mogą być oznakami zbliżającej się awarii, personel jest z wyprzedzeniem informowany o konieczności przeprowadzenia przeglądu. Pozwala to uniknąć wyłączenia sprzętu z powodu nagłych usterek. Oprócz tego dane z wózków pozwalają na analizę efektywności przepływu ładunków i wykrycie wąskich gardeł spowodowanych np. nieoptymalnie rozplanowanym rozkładem magazynu.
Wzrost świadomości ekologicznej sprawia, że nowoczesne wózki widłowe są zasilane głównie akumulatorami litowo-jonowymi. W porównaniu z kwasowo-ołowiowymi charakteryzują je: większa gęstość energii, dłuższa żywotność, co ogranicza liczbę zużytych akumulatorów, które trzeba zagospodarować, oraz krótszy czas ładowania, co skraca czas przestoju. Nie zawierają również szkodliwych substancji i nadają się do recyklingu.
Nowe technologie znajdują też zastosowanie w szkoleniach operatorów wózków widłowych. Coraz większą rolę w tym zakresie odgrywa wirtualna i rozszerzona rzeczywistość. Dzięki tej pierwszej operatorzy trenują w środowisku cyfrowym, ćwicząc różne scenariusze operacji magazynowych. Ta metoda szkolenia nie tylko jest bezpieczna i efektywna, ale również zwiększa zdolność operatorów do reagowania w sytuacjach awaryjnych. Z kolei rzeczywistość rozszerzona dostarcza wskazówek na bieżąco, podczas wykonywania ćwiczeń praktycznych. Dzięki np. okularom AR w polu widzenia operatora na widok rzeczywisty nakładane są cyfrowe informacje, m.in. o parametrach jazdy czy planowanej trasie.
DRONY W MAGAZYNACH
Dynamiczny rozwój technologii bezzałogowych statków powietrznych nie umknął uwadze branży logistyki magazynowej. Drony stopniowo upowszechniają się w centrach dystrybucji, umożliwiając automatyzację operacji logistycznych, co zwiększa ich wydajność, odciąża pracowników i poprawia ich bezpieczeństwo, a także zmniejsza liczbę błędów w ocenie stanu zapasów i w kompletacji zamówień. Z drugiej jednak strony, ich wdrożeniom w magazynach towarzyszą liczne wyzwania techniczne, organizacyjne i ekonomiczne, które należy brać pod uwagę, planując taką inwestycję.
Drony w centrach dystrybucji są wykorzystywane głównie w automatyzacji zadania inwentaryzacji. Zastępując pracowników w okresowym liczeniu stanów magazynowych, przemieszczają się np. wzdłuż regałów wysokiego składowania, wykonując zdjęcia towarów i skanując kody kreskowe na etykietach logistycznych, którymi je oznakowano. Dane te następnie przesyłają do systemu zarządzania magazynem, gdzie są poddawane analizie i porównywane z ewidencją stanów magazynowych. Dzięki temu możliwe staje się szybkie wykrywanie rozbieżności, lokalizacja braków i uaktualnianie stanu zapasów w czasie rzeczywistym. Drony wspomagają także zadanie kompletacji zamówień przez lokalizowanie określonych palet albo towarów. Przekłada się to na krótszy czas realizacji zleceń i poprawę efektywności operacyjnej. Oprócz tego przyczyniają się do zwiększenia poziomu bezpieczeństwa towarów i osób przebywających w takich obiektach dzięki wyposażeniu w kamery, również termowizyjne – dostarczają bowiem danych umożliwiających zdalną inspekcję. Pozwala to na wczesne wykrycie uszkodzeń w konstrukcji regałów i namierzenie towarów, które nie są właściwie przechowywane oraz tych uszkodzonych. Jako mobilne jednostki nadzoru mogą poza tym alarmować o zagrożeniu pożarowym, obecności osób nieuprawnionych czy kolizji pojazdów transportu wewnętrznego.
ZALETY I OGRANICZENIA
Korzystanie z dronów w magazynach przynosi liczne korzyści. Należy do nich wspomniana już poprawa bezpieczeństwa pracy. Poza tym, że drony mogą patrolować takie obiekty, dzięki nim pracownicy nie muszą być podnoszeni na duże wysokości w celu skanowania etykiet logistycznych. Zmniejsza to liczbę wypadków podczas użytkowania podnośników. Dronom łatwiej też dotrzeć do miejsc trudno dostępnych – dzięki możliwości pionowego startu i stabilnego zawisu w powietrzu są w stanie dolecieć do najwyższych półek regałów i przemieszczać się w wąskich przestrzeniach, gdzie trudno wjechać wózkiem widłowym. Dzięki ich dodatkowemu wyposażeniu, kamerom oraz skanerom kodów kreskowych, automatyzacja odczytu etykiet eliminuje błędy ludzkie, typowe dla ręcznego zliczania zapasów. W efekcie dane są rejestrowane w sposób powtarzalny i obiektywny, co pozwala osiągnąć większą dokładność inwentaryzacji. Korzystając z dronów, można ją także przeprowadzać częściej, gdyż nie wpływa na pracę magazynu, dzięki czemu stan zapasów daje się śledzić niemal w czasie rzeczywistym. Ułatwia to planowanie zaopatrzenia, zarówno bez gromadzenia nadmiaru towarów, jak i bez obaw o ich braki. Generalnie drony pozwalają zaoszczędzić na opłatach za wynajem sprzętu do pracy na wysokościach, a odciążając pracowników, umożliwiają efektywniejsze wykorzystanie zasobów ludzkich.
Z drugiej strony, aby ich zbytnio nie obciążać, wyposaża się je zwykle w pojedynczą kamerę. Jeżeli ma małe pole widzenia, oznacza to, że drony będą musiały zatrzymywać się przy każdym kodzie, żeby go oddzielnie zeskanować. W konsekwencji inwentaryzacja jednej alejki może potrwać nawet kilka godzin. W takim przypadku istotnym ograniczeniem okazuje się krótki czas pracy baterii. Jeżeli jest krótszy niż czas skanowania artykułów w rzędzie, trzeba się liczyć z tym, że w jednym cyklu dron będzie musiał kilka razy wracać do stacji dokującej, aby doładować akumulator. Znacząco obniża to efektywność realizacji zadania. Można ją próbować zwiększyć, instalując większą liczbę gęściej rozmieszczonych punktów ładowania, ale potrafi to mocno skomplikować infrastrukturę magazynową i wiąże się z wyższymi kosztami. Oprócz tego drony wymagają wolnych od przeszkód alejek magazynowych. Należy zatem usunąć takie elementy, jak luźne folie, taśmy czy fragmenty opakowań, w które mogłyby się zaplątać. Wymaga to dodatkowych czynności przygotowawczych ze strony pracowników.
Ponadto w nowoczesnych magazynach coraz częściej szerokość korytarzy jest zmniejszana, nawet do poniżej 1,5 m, co ma na celu zwiększenie gęstości składowania. Niestety, drony mogą mieć trudności z bezpiecznym manewrowaniem w tak bardzo ograniczonej przestrzeni, szczególnie przy występowaniu niekontrolowanych przepływów powietrza i zakłóceń sygnałów nawigacyjnych. Trzeba się również liczyć z dużymi kosztami wdrożenia i utrzymania floty dronów, w które należy wliczyć wydatki na ich zakup i serwisowanie, koszty oprogramowania i infrastruktury ładowania. Przestrzeń magazynową trzeba odpowiednio przygotować, m.in. zapewniając punkty orientacyjne przez oznakowanie regałów. Pomimo rozwoju systemów antykolizyjnych i wyposażania dronów w liczne czujniki, mogą one też ulec awarii lub zderzyć się z przeszkodą. Ich upadek stanowi zagrożenie dla zdrowia pracowników i może uszkodzić składowany towar. Dodatkowym ryzykiem jest opcja zapalenia się akumulatora.
REWOLUCJA W WMS
Również nowoczesne systemy zarządzania magazynami WMS (Warehouse Management Systems) przechodzą obecnie transformację, ewoluując od narzędzi rejestrujących operacje magazynowe, do zaawansowanego oprogramowania, pozwalającego na centralizację zarządzania całym łańcuchem dostaw. Dzięki nowym technologiom, głównie sztucznej inteligencji, zapewniają one pełną widoczność procesów zarówno w obrębie magazynu, jak i poza nim. Najbardziej zaawansowane WMS stają się elastycznymi, skalowalnymi, inteligentnymi platformami programowymi, które integrują wszystkie procesy łańcucha dostaw, automatyzują i optymalizują pracę ludzi i maszyn oraz umożliwiają szybkie dostosowanie się do potrzeb rynku.
Kluczowym komponentem nowoczesnych WMS staje się sztuczna inteligencja, umożliwiająca – poza obowiązkowym śledzeniem stanu zapasów w czasie rzeczywistym – m.in. również prognozowanie zapotrzebowania na personel i zasoby, optymalizowanie zadań i tras kompletacji, detekcję błędów, analizę produktywności i identyfikację wąskich gardeł oraz wspomaganie decyzji operacyjnych dzięki rekomendacjom. Projektanci skupiają się na tworzeniu adaptacyjnych interfejsów użytkownika, ograniczając nadmiar funkcji, oraz na automatyzowaniu zadań powtarzalnych, co pozwala na szybkie przeszkolenie pracowników z ich obsługi. Jest to odpowiedź na coraz bardziej odczuwalne, również w logistyce, niedobory kadrowe. Ponadto wiele WMS oferuje możliwość samodzielnej konfiguracji przez użytkownika reguł biznesowych, obsługę środowisk typu low-code/no-code oraz opcję łatwego adaptowania do nowych produktów, klientów, kanałów sprzedaży, procesów. Eliminuje to konieczność kosztownego angażowania do tych zadań specjalistów z dziedziny IT, skraca czas wdrożeń i pozwala na samodzielną modyfikację bez przestojów.
Upowszechniają się także systemy w chmurze. Do ich zalet zaliczane są: możliwość dynamicznego skalowania mocy obliczeniowej, brak przestojów podczas wdrożeń i aktualizacji, usprawniona konserwacja i szybsza modernizacja, opcja personalizacji bez ryzyka blokowania aktualizacji. Popularne są również modele hybrydowe, w których newralgiczne procesy wymagające małych opóźnień (np. obsługa dużych flot robotów transportowych) obsługuje się lokalnie, a pozostałe – mniej krytyczne – w chmurze.
Monika Jaworowska
