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26 aprile 2024

Automazione, Digitalizzazione, Sostenibilità: le 3 sfide per la Logistica & Supply Chain del futuro.

Il magazzino del futuro rappresenta un cambiamento paradigmatico nella progettazione e nel funzionamento dei magazzini. È la risposta del settore alla crescita vertiginosa dell'e-commerce, alle interruzioni della catena di approvvigionamento a livello mondiale, compresa la carenza di manodopera nei mercati sviluppati, e alla crescente consapevolezza del volume significativo di emissioni di gas serra emesse dai magazzini. In questo white paper realizzato dal MIT Center for Transportation & Logistic, vengono illustrati il concetto e le caratteristiche fondamentali del magazzino del futuro: un passaggio a un sistema altamente automatizzato e interconnesso che sfrutta l'automazione e la digitalizzazione per migliorare la precisione, la flessibilità e l'efficienza, al fine di adattarsi alle mutevoli tendenze del mercato e della supply chain, integrando la sostenibilità ambientale con l'innovazione tecnologica. Questo concetto indica un modello lungimirante che allinea l'efficienza operativa con un approccio sostenibile al magazzino, fondamentale per l'evoluzione delle catene di approvvigionamento contemporanee.

Le innovazioni strategiche definiscono il magazzino del futuro in tre aree chiave:
1_Automazione: Con i progressi della tecnologia e la crescente esigenza di maggiore efficienza e produttività, i magazzini adottano sempre più spesso soluzioni di automazione in tutti i processi. La velocità rimane una preoccupazione fondamentale, soprattutto nel contesto dell'e-commerce, mentre la flessibilità è emersa come un altro fattore critico, che differenzia le moderne soluzioni di automazione dai loro predecessori. Inoltre, la sfida dell'integrazione di più tecnologie di automazione costringe le aziende a garantire l'interoperabilità, a gestire la complessità e a prendere decisioni migliori sulla spesa di capitale e sui benefici a lungo termine.
2_Digitalizzazione: Se l'automazione porta efficienza e precisione alle operazioni di magazzino, è l'integrazione delle tecnologie digitali che può sbloccare il vero potenziale dei magazzini altamente automatizzati. Gli elementi chiave includono la connettività ad alta velocità per le regolazioni in tempo reale e i sistemi di intelligenza artificiale per migliorare la precisione delle operazioni robotiche. Tuttavia, il percorso di trasformazione deve affrontare due sfide fondamentali: la necessità di accuratezza dei dati e l'acquisizione dei giusti talenti.
3_Sostenibilità: L'implementazione delle tecnologie di automazione nei magazzini costringe le aziende a rivalutare le proprie strategie di sostenibilità. Questa rivalutazione comprende sia le emissioni di carbonio incarnate dei materiali utilizzati nell'automazione del magazzino, sia il consumo energetico dei nuovi sistemi di automazione, come i carrelli elevatori elettrici e i sistemi di stoccaggio automatizzati (AS/RS). Le pratiche sostenibili, tra cui l'integrazione di fonti di energia rinnovabili, come l'energia solare ed eolica, e l'impiego di tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico, sono fondamentali per ridurre l'impatto ambientale delle attività di magazzino.

The Warehouse of the Future

I magazzini sono sempre stati nodi importanti delle catene di approvvigionamento, ma fino a pochi anni fa queste strutture di stoccaggio operavano in gran parte in secondo piano, a volte date per scontate e con scarsa attenzione da parte del pubblico. La situazione sta rapidamente cambiando. Oggi, i magazzini sono sempre più riconosciuti non solo come elementi fondamentali per la capacità di un'azienda di fornire un servizio eccellente ai clienti, ma anche come focolai di innovazione tecnica e leader nella mitigazione dell'impatto ambientale delle catene di fornitura, attributi chiave del magazzino del futuro. In questo white paper viene analizzato come le aziende possono sfruttare la potenza di forze trasformative come l'automazione, la digitalizzazione e la sostenibilità nel magazzino, in modo da rimanere davanti alla concorrenza e svolgere un ruolo cruciale nel plasmare un futuro più verde e responsabile per le catene di approvvigionamento.

Le opportunità di fare passi avanti nell'automazione del magazzino, nella digitalizzazione e nella sostenibilità stanno crescendo e stanno diventando un imperativo aziendale. Uno dei motivi è che l'industria del magazzino ha assistito a un'espansione significativa negli ultimi anni. L'e-commerce è stato uno dei principali motori dell'aumento dello spazio di magazzino. Questo perché il commercio elettronico ha alimentato un aumento del numero di unità di stoccaggio (SKU), elevando al contempo le aspettative dei clienti in termini di velocità di consegna. Di conseguenza, la precedente strategia di preparazione degli ordini online presso i negozi al dettaglio è diventata impraticabile a causa dell'aumento dei costi di prelievo, e le aziende hanno spostato la loro attenzione sulle strategie di e-fulfillment del magazzino.

Inoltre, le aziende sono state costrette ad aggiungere spazio di stoccaggio per far fronte agli imprevedibili ritardi di produzione e spedizione registrati a partire dal 2020, quando l'affidabilità dei programmi ha toccato i minimi storici a causa della pandemia di Covid-19. Inoltre, i modelli di domanda si sono spostati più velocemente rispetto al passato a causa delle mutate restrizioni ai viaggi, alle interazioni sociali e alle attività commerciali; in risposta a questa instabilità, un maggior numero di aziende ha adottato strategie di inventario tampone che, a loro volta, hanno richiesto più spazio di stoccaggio. Infine, la carenza di manodopera nei mercati sviluppati ha messo a dura prova le catene di approvvigionamento. Le aziende di molti settori continuano a dover affrontare la mancanza di lavoratori qualificati in tutti i processi. La carenza di manodopera è dovuta all'elevato numero di pensionamenti dei Baby Boomer e al cambiamento generazionale delle priorità e delle aspettative sul posto di lavoro, in particolare tra i lavoratori Millennial e della Generazione Z, caratterizzati da una crescente enfasi sull'equilibrio tra vita privata e lavoro, su un lavoro mirato e su una forte cultura aziendale. Questi problemi di lavoro riguardano le attività manuali, come il prelievo degli ordini o lo scarico dei camion, che hanno un forte impatto sulle operazioni di magazzino.

Per affrontare le sfide poste da queste tendenze, molte aziende si stanno concentrando sull'automazione del magazzino. Sebbene il concetto di automazione non sia nuovo nell'ambiente del magazzino, ha subito una notevole evoluzione. All'inizio, l'automazione riguardava principalmente le tecnologie che miglioravano la movimentazione dei pallet, come trasloelevatori, carrelli elevatori, veicoli a guida automatica (AGV), pallettizzatori e depallettizzatori. Per molti anni, queste tecnologie hanno reso le operazioni di magazzino più efficienti e produttive. Tuttavia, la digitalizzazione dei magazzini, ovvero l'uso di tecnologie digitali per migliorare le operazioni di magazzino, sta rivoluzionando l'automazione dei magazzini.

I magazzini di oggi si avvalgono di innovazioni all'avanguardia, come i bracci robotici alimentati dall'intelligenza artificiale (AI), che utilizzano la visione artificiale, l'apprendimento profondo e il rilevamento avanzato per prelevare articoli di qualsiasi tipo con la precisione di un chirurgo. Un tempo queste capacità erano limitate al regno dei processi produttivi altamente standardizzati. Sono finiti i tempi in cui quasi tutti i magazzini seguivano un design e un flusso di processo standard. Inoltre, per competere nell'attuale ambiente logistico, le aziende devono adattare l'automazione alle loro specifiche esigenze operative, il che le ha portate a perseguire soluzioni più efficienti e personalizzate. Il magazzino del futuro incarna questo cambiamento, rappresentando un sistema altamente automatizzato e interconnesso che sfrutta l'automazione e la digitalizzazione, migliorando la precisione, la flessibilità e l'efficienza per adattarsi alle mutevoli tendenze del mercato e della supply chain.

Tuttavia, nonostante il potenziale di significativi vantaggi in termini di produttività che può offrire, la crescente adozione dell'automazione e della digitalizzazione comporta anche nuove sfide relative all'utilizzo dell'energia. Da anni, i magazzini di stoccaggio contribuiscono in modo significativo alle emissioni di gas serra (GHG), rappresentando fino al 3% delle emissioni globali di GHG. Di conseguenza, l'integrazione della sostenibilità ambientale con l'innovazione tecnologica sta diventando una parte indispensabile del viaggio verso il magazzino del futuro.

All'inizio del 2023, il MIT Center for Transportation & Logistics (MIT CTL) e Maersk, il gigante danese delle spedizioni e della logistica, hanno organizzato una tavola rotonda intitolata "Il magazzino del futuro", che si è svolta per due giorni presso la struttura di stoccaggio di Maersk in California. La tavola rotonda ha riunito oltre 30 dirigenti della supply chain provenienti da 20 aziende diverse per discutere alcune delle sfide sopra menzionate, che la maggior parte delle aziende prende in considerazione quando progetta il magazzino del futuro. Le vivaci discussioni dell'evento hanno rivelato alcune domande che erano in cima ai pensieri dei dirigenti:

_ Quali sono le principali sfide che le aziende devono affrontare quando implementano soluzioni di automazione innovative in una rete di magazzino globale in continua espansione?
_ Come può la digitalizzazione guidare l'automazione come forza di trasformazione, consentendo una maggiore precisione, flessibilità ed efficienza nelle operazioni di magazzino?
_ Nella ricerca di un magazzino sostenibile del futuro, come possono le aziende trovare un equilibrio tra progressi tecnologici e responsabilità ambientale?

Nelle sezioni seguenti viene presentata una panoramica completa delle trasformazioni tecnologiche e ambientali che sono in corso e che saranno essenziali per i magazzini del futuro.

Automation in the Warehouse - The New Frontier

L'automazione è emersa come forza di trasformazione nel settore del magazzino, rivoluzionando le operazioni e ridefinendo il modo in cui le merci vengono gestite, immagazzinate e distribuite. Con i progressi della tecnologia e la crescente esigenza di maggiore efficienza e produttività, i magazzini adottano sempre più spesso soluzioni di automazione in tutti i processi. Una delle ragioni principali è che l'automazione può sollevare il personale umano dall'esecuzione di compiti di magazzino che, storicamente, erano fisicamente impegnativi e monotoni. Tra gli esempi si possono citare l'uso di robot avanzati, come quelli di Amazon o Locus Robotics, che automatizzano la movimentazione dei prodotti all'interno del magazzino, o la nuova tecnologia per lo scarico dei camion sviluppata da Boston Dynamics. Entrambe le soluzioni riducono al minimo le attività manuali fisicamente impegnative, riducendo il rischio di infortuni sul lavoro e consentendo ai lavoratori del magazzino di concentrarsi su attività di maggior valore, come il miglioramento dei processi e la manutenzione e gestione delle attrezzature. Il fattore umano è quindi un elemento che le aziende devono valutare con attenzione quando adottano l'automazione nei magazzini, ma è solo una delle tante considerazioni.

I partecipanti alla tavola rotonda hanno sottolineato la crescente importanza di considerare la flessibilità quando si valuta una nuova automazione. La flessibilità può essere vista in modi diversi, come la capacità di una soluzione di scalare le operazioni verso l'alto o verso il basso in base alle fluttuazioni della domanda; la capacità di gestire carichi diversi, comprese varie dimensioni di SKU e tipi di imballaggi; e l'adattabilità della tecnologia a strutture diverse, in quanto le aziende spostano le risorse di magazzino in risposta alle mutevoli esigenze aziendali. Per questi motivi, le aziende possono ottenere un vantaggio significativo integrando le nuove soluzioni di automazione nelle loro strutture esistenti, in quanto possono adattarsi alle diverse sedi e alle mutevoli esigenze aziendali.

Negli ultimi anni, Maersk ha adottato questo approccio per riadattare i suoi magazzini tradizionali. Tra gli esempi più significativi vi è l'utilizzo di droni per l'inventario dell'azienda zurighese Verity, che migliorano la gestione dell'inventario nelle strutture tradizionali, consentendo controlli più efficienti e accurati. Un altro esempio è la soluzione di BionicHive, un robot installato nei sistemi di scaffalature tradizionali per sollevare e trasportare le merci in tutto il magazzino senza utilizzare ulteriore spazio a terra. Inoltre, Maersk ha stretto una partnership con Fabric, un fornitore di tecnologie per l'automazione dell'adempimento, per installare un Micro-Fulfillment Center (MFC) flessibile, ad alta densità di stoccaggio, che può automatizzare alcune o tutte le operazioni di un magazzino esistente e può essere ampliato in un secondo momento in base all'aumento della domanda. La velocità di adempimento è stato un altro fattore che i partecipanti alla tavola rotonda hanno considerato critico, poiché il commercio elettronico richiede tempi di consegna brevi. I magazzini sono sottoposti a un'immensa pressione per consegnare gli ordini in modo rapido ed efficiente, e l'automazione è uno strumento fondamentale per accelerare il processo di evasione degli ordini e migliorare così la soddisfazione dei clienti. L'automazione dell'evasione degli ordini non è una novità; ciò che è nuovo è la velocità inaudita con cui alcuni ordini vengono ora raccolti e confezionati. La soluzione grid di Ocado, ad esempio, è un sistema di stoccaggio a cubo all'avanguardia per l'evasione degli ordini di generi alimentari online, in grado di preparare un ordine di 50 articoli in soli cinque minuti , cosa che richiederebbe a un lavoratore umano oltre 10 volte di più. La soluzione utilizza migliaia di robot che viaggiano su un sistema a griglia, prelevando e imballando gli ordini di generi alimentari, ed è stata implementata da diverse catene di generi alimentari in tutto il mondo, tra cui la statunitense Kroger e Morrisons nel Regno Unito.

Molte aziende devono affrontare la sfida di integrare efficacemente le nuove tecnologie di automazione nelle loro operazioni di magazzino. I partecipanti alla tavola rotonda hanno sottolineato la crescente importanza dell'interoperabilità: la capacità della nuova automazione di funzionare con i sistemi di magazzino esistenti. Mentre un numero sempre maggiore di aziende cerca di adattare l'automazione del magazzino alle proprie esigenze specifiche, il numero di startup che sviluppano tecnologie uniche può rappresentare un inconveniente: Le diverse soluzioni di automazione vengono progettate sulla base di piattaforme, standard o protocolli diversi. I sistemi di magazzino sono diventati più complessi e, con così tanti elementi interconnessi, il potenziale di errore aumenta. Un guasto o un errore in una parte del sistema può avere un effetto a cascata, portando a problemi operativi diffusi. Inoltre, le soluzioni multiple rendono più difficile la manutenzione, l'aggiornamento e l'adattamento del sistema integrato nel tempo. Le aziende devono trattare con diversi fornitori con politiche di supporto, manutenzione e aggiornamento differenti. Inoltre, più soluzioni di automazione richiedono competenze diverse per il funzionamento e la manutenzione, aumentando la complessità del sistema e richiedendo "strati di supporto". Per affrontare questo problema, le aziende dovranno trovare e formare personale in grado di gestire un ambiente con più soluzioni, il che può richiedere tempo e denaro.

In queste circostanze, i responsabili di magazzino si trovano ad affrontare la sfida di selezionare le giuste tecnologie di automazione in linea con i requisiti specifici del loro magazzino. I dirigenti della supply chain presenti alla tavola rotonda hanno sottolineato che la proliferazione di soluzioni e fornitori di tecnologie rende molto più difficile tenere il passo con gli sviluppi tecnologici. Inoltre, questa diversità aumenta il tempo necessario per analizzare ogni tipo di automazione, dato che ogni volta che si valuta una nuova soluzione si devono prendere in considerazione molti fattori come il layout della struttura, i profili degli ordini, i modelli di domanda e i tempi di implementazione. Inoltre, sebbene l'automazione offra generalmente vantaggi a lungo termine, la spesa iniziale in conto capitale (CAPEX) richiesta può essere notevole. Le aziende che prendono in considerazione le soluzioni di automazione devono valutare il ritorno sull'investimento (ROI) e i risparmi sui costi a lungo termine che ciascuna iniziativa di automazione può offrire e decidere attentamente quale sia l'opzione migliore. In generale, gli operatori di magazzino tendono a sviluppare una strategia di automazione completa, a valutare il potenziale di miglioramento di ciascun processo e a creare un approccio personalizzato per incorporare l'automazione nelle loro operazioni. Tre sono le intuizioni fondamentali che le aziende devono considerare quando pianificano l'implementazione di queste soluzioni. In primo luogo, la velocità rimane una preoccupazione fondamentale, soprattutto nelle operazioni di e-commerce, dove è essenziale una rapida evasione degli ordini. In secondo luogo, la flessibilità è emersa come un fattore critico, che differenzia le moderne soluzioni di automazione dai loro predecessori. In terzo luogo, la sfida di integrare tecnologie di automazione multiple e complesse evidenzia la necessità di un'attenta pianificazione e di solidi sistemi di supporto. Le aziende devono navigare in una gamma crescente di soluzioni, garantendo l'interoperabilità, gestendo la complessità e prendendo decisioni informate sulla spesa di capitale e sui benefici a lungo termine.

In quanto azienda globale con numerosi stabilimenti e migliaia di clienti in tutto il mondo, Maersk segue un approccio strutturato e completo per valutare e implementare nuove tecnologie di magazzino. Grazie a questo approccio metodico e approfondito, Maersk si assicura che la selezione e l'implementazione delle tecnologie di automazione non siano solo strategiche, ma anche personalizzate per garantire la massima efficienza operativa e la soddisfazione dei clienti. Ecco le quattro fasi principali di questo processo collaudato:
 

1. Valutare l'impatto aziendale della soluzione: Le tecnologie devono risolvere un importante punto dolente del cliente e un punto dolente interno. Una gemba walk segue questa valutazione iniziale per osservare in prima persona il problema del magazzino che la tecnologia potrebbe risolvere.
2. Utilizzare l'analisi multicriteriale (MCA) per confrontare le potenziali soluzioni: L'MCA valuta il valore di risolvere il problema con una particolare soluzione. I criteri principali sono la sicurezza, il miglioramento della produttività (soprattutto nelle ore di punta) e l'efficienza dei costi. Le tecnologie che ottengono i punteggi più alti su questi criteri passano alla fase di proof of concept (PoC).
3. Sviluppare una prova di concetto (PoC): Questa fase comprende lo studio, la progettazione, il collaudo e l'esecuzione fisica della soluzione. I tempi possono variare da poche settimane a diversi anni, a seconda che la tecnologia sia nuova o già consolidata. Il processo privilegia l'analisi degli scenari basata sulle probabilità di successo piuttosto che l'esecuzione di simulazioni, spesso complesse e cariche di ipotesi.
4. Pilotare la soluzione: Infine, dopo aver ottenuto un PoC di successo, Maersk sceglie un magazzino per effettuare il pilota in base a diversi fattori:

a. disporre di un team locale capace nel magazzino, con la giusta mentalità per il pilotaggio e il miglioramento della tecnologia.
b. Una posizione favorevole a una scalabilità significativa, che consenta di osservare l'implementazione completa e i risultati immediati.
c. Un forte sostegno da parte dei fornitori e dei clienti del magazzino, fondamentale per un'implementazione e un feedback efficaci.

Digitalization - A Key Enabler for Automation Takeoff

Nel panorama dinamico del magazzino moderno, la digitalizzazione è un fattore chiave per l'adozione della tecnologia di automazione del magazzino. Tutti i partecipanti alla tavola rotonda hanno concordato sul fatto che l'accuratezza e la visibilità dei dati costituiscono la base essenziale di questa connessione tra digitalizzazione e automazione nei magazzini. I sistemi automatizzati si basano sempre più su dati accurati e aggiornati per prendere le decisioni giuste. Ciò significa che una piccola discrepanza nei dati può portare a errori operativi significativi. Inoltre, le operazioni di magazzino devono adattarsi in tempo reale a condizioni mutevoli, come ordini imprevisti o ritardi nelle spedizioni. La visibilità in tempo reale consente di reagire rapidamente a cambiamenti di questo tipo. Inoltre, man mano che i magazzini incorporano sempre più robotica nelle loro operazioni, sono necessari dati precisi e connettività ad alta velocità perché questi sistemi funzionino in modo efficace. La soluzione grid di Ocado ne è un esempio perfetto, con migliaia di robot collaborativi ("cobot") che generano circa 5.000 punti di dati 1.000 volte al secondo in un singolo magazzino. I cobot, che sono controllati da un sistema avanzato di intelligenza artificiale (AI) in esecuzione nel cloud, comunicano 10 volte al secondo con questo sistema AI per coordinare i loro movimenti.

I sistemi avanzati di intelligenza artificiale sono tra le numerose tecnologie digitali che possono supportare l'automazione del magazzino. Uno sviluppo promettente consentito dall'IA è rappresentato da esoscheletri all'avanguardia per gli operatori di magazzino. Le esosuit sono dispositivi robotici indossabili progettati per lavorare in armonia con il corpo umano, offrendo supporto, aumentando la forza e riducendo lo sforzo fisico. Verve Motion è una startup con sede nell'area di Boston, la cui soluzione si concentra sull'assistenza ai magazzinieri durante il sollevamento e i compiti ripetitivi, per creare un ambiente di lavoro più sano. Queste nuove tute esotiche sfruttano l'intelligenza artificiale per effettuare regolazioni dinamiche e adattare il supporto fornito al compito specifico da svolgere. Utilizzando sensori e algoritmi di apprendimento automatico, l'exosuit è in grado di riconoscere il tipo di attività che un lavoratore sta svolgendo e di regolare il livello di supporto in base all'attività svolta, rendendola una soluzione molto più flessibile rispetto ai modelli rigidi precedenti.

La visione artificiale è un altro strumento digitale che svolge un ruolo fondamentale in vari aspetti dell'automazione di magazzino. Fornisce la capacità di riconoscere le immagini visive e di convertirle in dati, migliorando la precisione di alcuni tipi di operazioni. Ad esempio, la computer vision consente alle soluzioni a braccio robotico di prelevare gli articoli con la massima precisione, anche prodotti delicati e di forma irregolare come i generi alimentari. Un'altra applicazione di questa tecnologia, che Maersk ha condiviso alla tavola rotonda, è una soluzione che traccia i cartoni sui nastri trasportatori. Sulla base dell'analisi video, lo strumento è in grado di prevedere se un determinato cartone si bloccherà. Avvisando Maersk di questo rischio prima che si verifichi effettivamente, gli operatori delle attrezzature possono prevenire gli inceppamenti dei nastri trasportatori.

I gemelli digitali, un'altra applicazione innovativa della digitalizzazione nel magazzino, rappresentano virtualmente il magazzino fisico, comprendendo tutti gli elementi dell'infrastruttura fisica e i processi logistici. Questo sistema virtuale opera in tempo reale e può essere dotato di capacità avanzate di percezione, ragionamento e raccomandazione che possono interagire direttamente con l'automazione del magazzino per formulare raccomandazioni e persino decisioni autonome. I partecipanti alla tavola rotonda hanno convenuto che la creazione di uno "specchio" virtuale di una struttura aiuterà a simulare scenari futuri e a valutare l'impatto di diversi tipi di automazione del magazzino, affinando le strategie prima di implementare i cambiamenti nel mondo reale. L'incorporazione dell'apprendimento per rinforzo nei gemelli digitali potrebbe consentire alle future soluzioni di automazione di imparare dal loro comportamento passato e migliorare autonomamente le prestazioni dei compiti.

Sebbene la digitalizzazione sia molto promettente e potenzialmente in grado di offrire vantaggi di trasformazione, presenta anche alcune sfide che i magazzini dovranno superare. Trovare i talenti giusti per gestire la trasformazione digitale dei magazzini è stato il compito più difficile menzionato dai dirigenti durante la tavola rotonda. La sfida, come ha detto un partecipante, consiste nel "trovare talenti che combinino un forte background operativo e di supply chain con una sufficiente conoscenza dell'analisi dei dati e dell'automazione". Ad esempio, la maggior parte dei partecipanti ha convenuto che i gemelli digitali sono una soluzione con un grande potenziale, non solo per il magazzino del futuro, ma anche per l'intera supply chain. Tuttavia, solo pochi partecipanti hanno dichiarato che le loro aziende stanno implementando i gemelli digitali - una situazione che hanno attribuito alla sfida di creare team per supervisionare l'adozione della tecnologia. La digitalizzazione dei magazzini altamente automatizzati richiede professionisti qualificati in grado di sviluppare, implementare e gestire soluzioni tecnologiche sofisticate. Come suggerisce l'esempio precedente, le aziende dovranno investire nell'acquisizione e nello sviluppo di talenti per attrarre e trattenere persone con competenze nell'analisi dei dati, nell'IA e in altri settori digitali, competenze necessarie per una trasformazione digitale del magazzino di successo.

Il panorama tecnologico in continua evoluzione richiede soluzioni flessibili e replicabili, in grado di adattarsi ai futuri progressi del software e dell'automazione. Sebbene l'automazione porti efficienza e precisione alle operazioni di magazzino, è l'integrazione delle tecnologie digitali che può sbloccare il vero potenziale dei magazzini altamente automatizzati. Gli elementi chiave includono la connettività ad alta velocità per le regolazioni in tempo reale e i sistemi di intelligenza artificiale per migliorare la precisione delle operazioni robotiche. Tuttavia, il percorso di trasformazione deve affrontare delle sfide: la necessità di accuratezza dei dati e l'acquisizione dei giusti talenti. Questi fattori sono essenziali per realizzare le sinergie tra automazione e digitalizzazione.

Una delle sfide più pressanti che gli operatori di magazzino devono affrontare oggi è quella di assicurarsi di avere i talenti necessari per implementare e gestire le nuove tecnologie di automazione e digitalizzazione. L'Innovation Center di Maersk sviluppa innovazioni e analisi dei dati avanzate per il magazzino e la distribuzione, ma una parte cruciale della sua funzione è lo sviluppo dei talenti, aiutando l'azienda a identificare e coltivare i team con le giuste conoscenze e competenze.

Una parte significativa di questa attività di sviluppo dei talenti è rappresentata dalla partnership di Maersk con il MIT CTL. Questa collaborazione ha portato a un programma educativo su misura, progettato per formare persone provenienti da vari dipartimenti di Maersk, in particolare in aree cruciali per l'innovazione della supply chain. Il programma di studi, fornito dal MIT CTL, copre un'ampia gamma di argomenti, tra cui le ultime tecnologie nelle operazioni di magazzino, la sostenibilità della supply chain e le applicazioni dell'intelligenza artificiale nella logistica.

Questo programma completo si estende oltre l’aula, offrendo ai partecipanti l’opportunità di visitare le principali aziende di robotica e ottenere informazioni di prima mano sui progressi all’avanguardia del settore. Modellato sul concetto di “Shark Tank”, il culmine del programma è un evento competitivo unico in cui i partecipanti presentano le loro idee innovative ai dirigenti Maersk in una presentazione di cinque minuti. Le proposte più promettenti non solo ricevono un riconoscimento, ma hanno anche l'opportunità di essere sviluppate in veri e propri progetti dimostrativi.

L’iniziativa Maersk-MIT CTL si è rivelata un successo clamoroso. In soli due anni, il programma ha formato oltre 75 leader dell’innovazione. Queste persone sono diventate ambasciatori dell’innovazione all’interno di Maersk, dimostrando l’impegno dell’azienda nella promozione del talento e nella promozione di soluzioni lungimiranti nel settore della logistica.

Sustainability - A Multifaceted Challenge for the Future of Warehouse Operations

La sostenibilità nel magazzino comprende un’ampia gamma di pratiche volte a ridurre l’impatto ambientale delle operazioni di magazzino. Questi includono la riduzione dell’impronta di carbonio della struttura implementando pratiche di efficienza energetica, utilizzando fonti di energia rinnovabile e l’uso efficiente delle forniture. Questo sforzo multiforme rende la definizione di “magazzino sostenibile” più complessa di quanto possa sembrare inizialmente. Dai materiali utilizzati nella costruzione alle fonti energetiche che alimentano la struttura, ogni componente gioca un ruolo nella sostenibilità complessiva di questo nodo chiave della catena di fornitura. I partecipanti alla tavola rotonda hanno ammesso che migliorare la sostenibilità del magazzino richiede un approccio olistico che né la ricerca né la pratica hanno ancora affrontato.

Nella ricerca della sostenibilità, i decisori coinvolti nello sviluppo dei magazzini devono prima valutare i vantaggi derivanti dall’adeguamento delle strutture esistenti con soluzioni innovative rispetto alla costruzione di magazzini completamente nuovi. L’adeguamento comporta ovviamente costi aggiuntivi, ma può essere più sostenibile rispetto alla costruzione di nuove strutture. Questo perché l’ammodernamento richiede meno materiali e risorse rispetto alla costruzione di un nuovo magazzino e all’aggiunta di nuova automazione, il che contribuirebbe alle emissioni di carbonio incorporate. Le emissioni di carbonio incorporato sono le emissioni totali di carbonio rilasciate durante l’intero ciclo di vita dei materiali da costruzione, compresi estrazione, produzione, trasporto, costruzione e smaltimento.

I professionisti possono anche ridurre le emissioni di carbonio applicando tecnologie e facendo determinate scelte progettuali per l’automazione del magazzino. Questo approccio sta diventando una priorità maggiore, poiché l’implementazione delle tecnologie di automazione nei magazzini ha portato a un aumento della domanda di energia, principalmente di elettricità. Le attrezzature per la movimentazione dei materiali (MHE) sono un’area che offre opportunità per ridurre il consumo di energia. Ad esempio, i carrelli elevatori elettrici e i trattori da cantiere elettrificati presentano numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali veicoli diesel, tra cui costi operativi potenzialmente inferiori e minori emissioni. Un progetto chiave di volta condotto recentemente al MIT CTL da Osama Alhasan '23 e Kirill Lobanov '23 e sponsorizzato da Maersk ha dimostrato che, sebbene il costo iniziale per l'acquisto di MHE elettrico possa essere superiore a quello del MHE tradizionale, il risparmio sui costi a lungo termine del carburante e le spese di manutenzione potrebbero compensare questa differenza nel tempo, il che potrebbe portare a periodi di ammortamento fino a tre anni. I ricercatori hanno studiato anche i carrelli elevatori alimentati a idrogeno, ma hanno scoperto che questi carrelli elevatori hanno infrastrutture di stoccaggio e costi di manutenzione più elevati. Dal punto di vista dei costi, quindi, il vantaggio è rivolto alle soluzioni elettriche, in particolare a quelle più recenti alimentate da batterie agli ioni di litio.

Un’altra pietra miliare recente al MIT CTL, condotta da Taylor Peterson ’22 e Miguel García González ’22, anch’essa sponsorizzata da Maersk, ha dimostrato che l’integrazione di sistemi di stoccaggio e recupero automatizzati (AS/RS) può ridurre sia le emissioni di carbonio che l’impronta fisica dei magazzini , grazie allo stoccaggio ad alta densità di tali sistemi e ai vantaggi in termini di efficienza che forniscono. Tuttavia, l’energia utilizzata per produrre, spedire e installare i sistemi AS/RS, che contribuisce alle emissioni di carbonio incorporate, così come la potenza di calcolo necessaria per gestire queste soluzioni altamente automatizzate, potrebbero compensare i potenziali benefici in termini di sostenibilità. Peterson e González hanno anche indicato la riduzione della manodopera come un’altra potenziale opportunità per ridurre le emissioni di anidride carbonica (CO2) durante l’automazione di un magazzino. Poiché l’automazione può ridurre l’organico, meno lavoratori si sposteranno da e verso la struttura. Tuttavia, la prevista riduzione del numero dei lavoratori è difficile da misurare, poiché le strutture altamente automatizzate richiedono lavoratori più altamente qualificati per controllare e mantenere la tecnologia utilizzata.

Con l’elettrificazione di MHE, l’aumento del consumo di elettricità da parte dei sistemi AS/RS e l’aumento del numero di soluzioni tecnologiche nei magazzini, diventa fondamentale sfruttare le fonti di energia verde per migliorare la sostenibilità del magazzino. Sia i magazzini di nuova costruzione che quelli più vecchi possono integrare pannelli solari e piccole turbine eoliche sui loro tetti o installarli in aree vicine, che possono generare energia sufficiente a soddisfare tutto il fabbisogno energetico della struttura. Sebbene queste soluzioni offrano significativi risparmi a lungo termine in spese energetiche, potrebbero richiedere un sostanziale investimento iniziale. Tuttavia, le aziende possono aggirare questa barriera iniziale optando per accordi di acquisto di energia (PPA). Con questo tipo di accordo, i fornitori di energia sviluppano, finanziano e gestiscono il progetto di energia verde. L'azienda acquista quindi tutta l'energia prodotta dal sistema a una tariffa predeterminata per kilowattora per un periodo concordato. A seconda delle tariffe dei servizi pubblici, questa opzione potrebbe ridurre immediatamente i costi energetici senza alcun investimento di capitale iniziale, rendendola un’opzione interessante per alcune aziende.

Questo spostamento verso fonti energetiche alternative come l’energia solare ed eolica sottolinea la necessità di un approccio integrato nella valutazione di molteplici soluzioni all’interno del magazzino del futuro. L’interdipendenza di queste soluzioni diventa particolarmente evidente se si considerano gli aspetti economici operativi dei MHE sostenibili, come i carrelli elevatori elettrici. L’economicità dei carrelli elevatori elettrici, ad esempio, dipende in larga misura dal costo dell’elettricità, un fattore direttamente influenzato dalla scelta di fonti di energia verde. Come sottolineano Alhasan e Lobanov, l’adozione dell’energia solare ed eolica può ridurre significativamente i costi dell’elettricità, influenzando così il periodo di ammortamento degli investimenti MHE sostenibili. Questa interconnessione delle decisioni relative alle fonti energetiche e alle attrezzature di magazzino sottolinea l’importanza di un approccio olistico nella valutazione e implementazione di misure di sostenibilità nelle operazioni di magazzino.

Infine, la ricerca condotta presso il MIT CTL da Alhasan e Lobanov ha valutato tutte le principali soluzioni sostenibili per l’ammodernamento di un magazzino, compresi i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC); illuminazione; e la raccolta dell’acqua piovana per ridurre il consumo di acqua. Questa ricerca ha dimostrato che i sistemi HVAC, che sono tra i maggiori contributori al consumo energetico nei magazzini, possono essere resi più efficienti con l’uso di finestre intelligenti (finestre con vetri specializzati che trattengono il calore durante l’inverno e lo lasciano uscire durante l’estate), ventilatori ad alto volume a bassa velocità (HVLS), riscaldatori a infrarossi e tetti bianchi, che riflettono la luce solare. Lo studio ha inoltre rilevato che la raccolta dell’acqua piovana, una soluzione in grado di convogliare l’acqua raccolta per scopi non potabili come l’abbellimento del paesaggio o gli impianti idraulici interni, comporterà costi inferiori e porterà maggiori vantaggi in termini di sostenibilità se incorporata nella costruzione iniziale del layout del magazzino. L’illuminazione a LED è un’altra soluzione di base che si è rivelata molto efficace nel ridurre il consumo energetico, con alcuni casi di studio che mostrano una riduzione fino al 90% rispetto a quella dell’illuminazione a incandescenza.

L’implementazione delle tecnologie di automazione nei magazzini sta costringendo le aziende a rivalutare le proprie strategie di sostenibilità. Questa rivalutazione comprende sia le emissioni di carbonio incorporate dai materiali utilizzati nell’automazione dei magazzini, sia il consumo energetico di nuovi sistemi di automazione, come MHE elettrici e AS/RS. Per mitigare tali impatti, gli operatori di magazzino stanno prendendo in considerazione soluzioni come l’adeguamento delle strutture esistenti con materiali più sostenibili e l’impiego di tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico. Uno spostamento verso la generazione di energia verde, come l’energia solare ed eolica, integra questi sforzi, che possono ridurre significativamente i costi energetici a lungo termine e la dipendenza dalle fonti energetiche tradizionali. La transizione verso una progettazione e un funzionamento del magazzino più sostenibili, tuttavia, richiede un approccio integrato alla valutazione della sostenibilità che consideri l’interdipendenza di vari fattori, come il costo dell’elettricità, la scelta delle fonti energetiche e l’economia operativa complessiva del magazzino.

Verso sistemi di magazzino sostenibili, interconnessi e altamente automatizzati

L'automazione sta trasformando il panorama dei magazzini, consentendo alle strutture di operare con livelli di precisione, velocità ed efficienza senza precedenti. Dai droni per il controllo dell’inventario ai robot collaborativi e ai veicoli a guida automatizzata (AGV), le tecnologie di automazione stanno facendo avanzare il settore. Allo stesso tempo, le aziende sono alle prese con la sfida di integrare diverse tecnologie di automazione nel magazzino. L’aumento delle startup che offrono soluzioni di automazione uniche non solo ha reso più difficile per le aziende tenere il passo con lo sviluppo tecnologico, ma ha anche aumentato la complessità dei sistemi di magazzino, che richiede personale specializzato per gestire ambienti multi-soluzione. Inoltre, il futuro del magazzinaggio è dinamico e gli operatori dei magazzini devono essere preparati a rispondere rapidamente a tipi di carico ed esigenze operative nuovi e imprevisti. Per questo motivo, i progettisti dovrebbero creare soluzioni di automazione tenendo presente l’adattabilità.

L’integrazione della digitalizzazione sta migliorando ulteriormente le capacità dei sistemi automatizzati in questo senso, creando magazzini che sfruttano dati e analisi per prestazioni ottimali e consentono un’automazione più flessibile grazie allo sviluppo dell’intelligenza artificiale. Le tecnologie digitali possono consentire un’integrazione perfetta di sistemi automatizzati, in cui il processo decisionale basato sui dati e l’analisi in tempo reale guidano l’eccellenza operativa. Tuttavia, per sfruttare la potenza delle soluzioni digitali, i magazzini devono prima raggiungere livelli più elevati di visibilità e accuratezza dei dati e creare team con le giuste competenze e conoscenze in grado di comprendere e prendere le giuste decisioni sulla base di tali dati. Guardando al futuro, ci aspettiamo che i sistemi di magazzino siano più interconnessi, prendendo decisioni congiunte con altri elementi della catena di fornitura, come altri magazzini, fabbriche e veicoli autonomi, sull’allocazione intelligente delle scorte, sulla pianificazione dei trasporti e così via. In definitiva, tali capacità miglioreranno l’efficienza complessiva della catena di approvvigionamento.

Infine, per garantire un magazzino del futuro più verde e più responsabile dal punto di vista ambientale, dobbiamo integrare l’adozione dell’automazione con pratiche sostenibili. Il crescente fabbisogno energetico dei sistemi automatizzati richiede l’adozione di soluzioni energetiche verdi, come carrelli elevatori elettrici e altre tecnologie ecocompatibili per ridurre al minimo le emissioni di gas serra. La ricerca ha dimostrato che nei magazzini di oggi ci sono abbastanza “frutti a portata di mano” da consentire alle aziende di muoversi verso un futuro sostenibile. Inoltre, le soluzioni digitali faciliteranno le iniziative di sostenibilità fornendo dati in tempo reale sul consumo di energia, sulle emissioni e sull’utilizzo delle risorse. Man mano che i magazzini diventano più intelligenti ed efficienti attraverso la digitalizzazione e l’automazione, i loro sforzi per la sostenibilità acquisiranno ulteriore slancio. E mentre il mondo dello stoccaggio continua ad evolversi, la fusione di automazione, digitalizzazione e sostenibilità plasmerà i magazzini di domani, creando un ecosistema di supply chain più agile, efficiente e rispettoso dell’ambiente.

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