Quando il termine "smart" viene applicato a vari prodotti, di solito ha a che fare con la connettività Internet. Quindi, ad esempio, un pezzo "smart" di attrezzatura da campo sarebbe in grado di inviare dati sulle sue condizioni e prestazioni, consentendo al produttore di monitorare da remoto le esigenze di manutenzione e forse offrire suggerimenti su come gli utenti dell'attrezzatura possono migliorare le prestazioni.

Sebbene il magazzino intelligente sfrutti anche Internet, include molto di più della semplice connettività Internet e analisi. Coinvolge sistemi di magazzino più intelligenti, basati su nuovi livelli di visibilità e consapevolezza, tecnologie di ottimizzazione avanzate e un maggiore processo decisionale basato sul sistema. Sfrutta anche una serie di tecnologie di supporto, dall'Internet delle cose (IoT) alla simulazione e all'apprendimento automatico.

Un framework per questo magazzino intelligente è mostrato nella Figura 1. Mostra che, sebbene un sistema di gestione del magazzino (WMS) sia necessario per raggiungere uno stato di magazzino intelligente, non è sufficiente. In precedenza, migliaia di aziende dipendevano dai tradizionali sistemi di gestione del magazzino per ottenere alti livelli di efficienza. Ma, si può sostenere, negli ultimi 20 anni si è registrato solo un progresso incrementale nella funzionalità WMS. Durante lo stesso periodo di tempo, le aziende hanno dovuto soddisfare nuove aspettative di produttività, contrastare l'aumento dei costi e consentire tempi di ciclo ridotti. Questi cambiamenti aziendali generali stanno guidando un nuovo paradigma nelle operazioni e nella tecnologia del magazzino.

Il magazzino intelligente e automatizzato sarà costruito su una serie di capacità e componenti che vanno oltre ciò che può essere ottenuto da un WMS da solo. Si affiderà a tecnologie che possono essere implementate e combinate in modo flessibile per soddisfare requisiti specifici. In modo critico, molte di queste nuove capacità saranno fornite da un software WES (warehouse execution system) più recente e complementare, che è correlato ma diverso da WMS. Di seguito, descriviamo i raggruppamenti di capacità chiave e le tecnologie abilitanti come mostrato nel grafico del magazzino intelligente.

Operazioni di magazzino principali

Il magazzino intelligente è costruito sulla base dell'eccellenza delle operazioni di base, che sarà fornita, in parte, da un sistema avanzato di gestione del magazzino. Tale eccellenza delle operazioni si baserà anche sull'uso pervasivo di terminali mobili e scansione di codici a barre, attività dirette dal sistema, gestione avanzata delle attività, supporto per più strategie di prelievo e rifornimento, slotting dinamico, reportistica dettagliata del lavoro e altro ancora.

Oltre a guidare le operazioni di magazzino principali, il magazzino intelligente è sempre "in ascolto" dell'ambiente. Questa consapevolezza è generalmente fornita da un WES e avviene in un modo che è fondamentalmente diverso da come un WMS tradizionale vede il mondo. Un WMS è generalmente di natura reattiva, elaborando il lavoro mentre arriva in sequenza (fisicamente o logicamente) a ogni fase successiva del processo di evasione. In confronto, un WES è "sempre attivo", consapevole in tempo reale di attività e vincoli che possono avere un impatto sul processo decisionale.

Tale consapevolezza include una visibilità granulare e in tempo reale del throughput e di eventuali colli di bottiglia impostati a livelli definibili dall'utente. Ad esempio, l'utente potrebbe scegliere di avere visibilità dell'area di prelievo casse nel suo complesso o visibilità di ciascun livello di un modulo di prelievo casse multilivello. Il magazzino intelligente saprebbe cosa ci si aspetta in termini di throughput in ciascuna area e invierà avvisi se il throughput scende al di sotto delle aspettative.

Ma c'è molto di più: questa visibilità in tempo reale può essere trasformata in potenti dashboard che forniscono a manager e supervisori una panoramica dettagliata della situazione nel centro di distribuzione (DC) e di cosa fare successivamente.

Ecco la parte interessante: il WES attinge agli stessi dati utilizzati per alimentare i cruscotti per prendere decisioni sul flusso di merci e lavoro. Ad esempio, se un'area di put wall (una tecnologia di prelievo ordini sempre più popolare) diventa congestionata, il magazzino intelligente rallenterà l'attività di prelievo a monte o, per un periodo di tempo, invierà i prelievi a un percorso alternativo, come un prelievo manuale con carrello, finché la congestione non si sarà dissipata. E lo farà da solo.

Questa visibilità granulare dell’attività, attuale e pianificata, può quindi essere utilizzata dalla tecnologia di simulazione per fornire le basi per l’allocazione intelligente e dinamica di manodopera e risorse, come discusso nella sezione “Tecnologie abilitanti” di questo articolo.

Decisioni avanzate basate su software

Ecco la realtà: anche con sistemi di gestione del magazzino avanzati, la maggior parte delle operazioni di magazzino dipendono fortemente dalle decisioni umane su quale lavoro rilasciare e quando, quando modificare le priorità di ordine e rifornimento e altro ancora.  Al centro del magazzino intelligente c'è la capacità del WES di rilasciare ordini e altro lavoro in modo autonomo, senza la necessità di intervento umano, rendendo il processo più efficiente.  Questo rilascio automatizzato del lavoro si basa su una varietà di attributi, tra cui priorità dell'ordine, disponibilità di inventario e risorse, opportunità di ottimizzazione, tempi limite del corriere e altro ancora.

Il WES sarà anche in grado di ristabilire le priorità delle attività man mano che cambiano le condizioni nel DC. Sebbene sia vero che i sistemi di gestione del magazzino hanno capacità di definizione delle priorità da molti anni, le nuove capacità di magazzino intelligenti porteranno la definizione delle priorità a nuovi livelli.

Prendiamo come esempio il prelievo di base del carrello. In un magazzino intelligente, quando un addetto al prelievo scansiona l'identificazione del carrello, il sistema assegnerà dinamicamente i prelievi a quel carrello, in base alla configurazione del carrello e all'obiettivo di ridurre al minimo il tempo di percorrenza totale. Ma cosa succede se arriva un ordine urgente e molto "caldo"? Nel magazzino intelligente, il sistema analizzerà l'ambiente per vedere se qualche addetto al prelievo del carrello ha ordini assegnati ai propri carrelli che potrebbero essere sostituiti con l'ordine caldo e prioritario, in genere un ordine che non ha avviato alcun prelievo. Ma lo farà in modo intelligente, assegnando il nuovo ordine solo se le posizioni di prelievo sono di fronte all'addetto al prelievo, in modo che non debbano invertire la direzione dopo aver già completato i prelievi lungo il loro percorso.

Strumentazione e interfaccia utente

Il magazzino intelligente automatizzerà sempre di più il tracciamento e la misurazione/monitoraggio di inventario, attrezzature e persone utilizzando tecnologie come RFID, IoT e sistemi di localizzazione in tempo reale (RTLS). Ad esempio, in molti casi, il magazzino intelligente supporterà RFID come alternativa alla scansione dei codici a barre. RFID può eliminare molte attività di scansione dei codici a barre e identificare e prevenire automaticamente errori, come gli "errori di prelievo".

Le tecnologie di tracciamento come RFID possono, a loro volta, aiutare a potenziare nuovi tipi di capacità intelligenti. Ad esempio, l'IoT può essere utilizzato per tracciare gli effettivi movimenti di un conducente di carrello elevatore e condividere tali informazioni con applicazioni analitiche per identificare se i lavoratori stanno prendendo i percorsi di viaggio più efficienti per completare il loro lavoro. L'IoT può anche essere sfruttato per far rispettare il distanziamento sociale o per identificare i "tempi di sosta" quando il prodotto non scorre come dovrebbe.

Man mano che la tecnologia del magazzino diventa più intelligente, l'interfaccia utente per quella tecnologia diventerà più intuitiva. Il magazzino intelligente sfrutterà sempre di più la tecnologia vocale non solo per migliorare il prelievo e altri processi di distribuzione, ma anche per cambiare il modo in cui i lavoratori (in particolare manager e supervisori) interagiscono con il software del magazzino. Consentirà ai manager di porre domande o richiedere dati tramite voce e di innescare una risposta dinamica del sistema, passando a una forma di dialogo tra persona e sistema. Gli analisti chiamano questo "voce conversazionale", in contrasto con la "voce transazionale" che è in atto da decenni per il prelievo degli ordini e altre attività.

Già oggi, ci sono applicazioni in cui i lavoratori usano la voce per richiedere informazioni da un WMS. Esempi includono la chiamata su un dispositivo mobile per uno stato aggiornato sull'onda di prelievo corrente o la richiesta dello stato di rifornimento per una posizione vuota in attesa di un prelievo.

Ottimizzazione del sistema di movimentazione dei materiali

Come notato sopra, oggi i responsabili della distribuzione hanno a disposizione un numero significativo di sistemi di movimentazione materiali tradizionali (come smistamento e pick-to-light) e di sistemi di movimentazione materiali di nuova generazione (come put wall, robot mobili e goods-to-person). Ciò include tecnologie, come robot mobili e put wall, che sono relativamente poco costose e altamente scalabili, il che significa che le aziende possono iniziare in piccolo e aggiungerne nel tempo in base al successo.

Indipendentemente dal tipo di automazione, il software per magazzino intelligente si integrerà perfettamente con questi sistemi e ne ottimizzerà le prestazioni, sia individualmente che nel complesso. Fornirà un'unica piattaforma per l'integrazione con l'automazione DC e l'orchestrazione del flusso di merci attraverso sistemi eterogenei di movimentazione dei materiali. Questo livello di integrazione può essere pensato come un sistema operativo per gestire l'integrazione e le prestazioni di un numero qualsiasi di tecnologie di automazione. Ad esempio, questa piattaforma unica potrebbe essere utilizzata per dirigere diversi tipi di robot mobili da diversi fornitori.

Questo livello di integrazione si collegherebbe anche direttamente a sistemi quali voce, carrelli intelligenti, pick-to-light, put wall e robot mobili senza la necessità di altri software. Utilizzare una singola piattaforma presenta molti vantaggi, tra cui costi totali inferiori e la possibilità di ottimizzare le prestazioni di questi sistemi nel contesto completo delle informazioni WMS/WES. Di conseguenza, il livello di integrazione eliminerebbe i silos di processo e di informazioni che si verificano quando il WMS "lancia gli ordini oltre il muro" ai sottosistemi di prelievo.

Questa capacità "plug and play" non solo semplificherà gli sforzi di integrazione iniziali, ma consentirà anche ai sistemi di automazione di essere inclusi nell'orchestrazione più ampia dei flussi di lavoro. Sia le aree di elaborazione automatizzate che quelle non automatizzate potrebbero essere considerate come un ecosistema olistico, ottimizzando il flusso di lavoro e la produttività totale. Questo è molto diverso da come il software di magazzino ha funzionato in passato con l'automazione, ed è molto intelligente.

Tecnologie abilitanti

Per raggiungere queste capacità, il magazzino intelligente sarà costruito sulla base di diverse tecnologie abilitanti. Queste includono:

Un motore di regole dinamico: il magazzino intelligente utilizzerà un motore di regole per definire ed eseguire dinamicamente regole condizionali relative al processo e al flusso. Queste regole considereranno capacità e vincoli e saranno facilmente adattabili nel tempo senza codifica personalizzata.

Analisi in linea: il magazzino intelligente sarà dotato di una vasta gamma di dashboard e analisi che stanno diventando sempre più "in linea", ovvero integrate nella tecnologia del magazzino e direttamente pertinenti al lavoro svolto dall'utente. Queste analisi della dashboard supporteranno il processo decisionale in tempo reale.

Simulazione: il magazzino intelligente sfrutterà gli strumenti di simulazione per migliorare la pianificazione delle risorse, l'analisi degli scenari "what if", i test di sistema e altro ancora. Il software WMS, ad esempio, potrebbe prevedere i volumi e i profili degli ordini previsti in base alla cronologia e ad altri fattori, quindi simulare come il piano di lavoro e risorse predefinito per il giorno/turno si adatta. Il risultato sarebbe un piano dinamico e in fasi temporali che identifica dove saranno necessari i lavoratori in quali quantità per, ad esempio, ogni ora di un turno.

Intelligenza artificiale/apprendimento automatico: naturalmente, l'intelligenza artificiale (IA) e l'apprendimento automatico svolgeranno un ruolo sempre più importante nel magazzino intelligente nel tempo. Ad esempio, le aziende possono utilizzare l'intelligenza artificiale/l'apprendimento automatico insieme al software di simulazione per migliorare costantemente i piani di manodopera e risorse. Il software di simulazione può creare un piano di lavoro basato su stime di tempi di elaborazione, programmi dei trasportatori e altro ancora. La tempistica di questo rilascio automatico degli ordini verrà costantemente migliorata in base all'apprendimento automatico.

Nel complesso, queste nuove funzionalità del magazzino intelligente e automatizzato segneranno un cambiamento radicale nelle capacità della tecnologia di magazzino.

Vantaggi del magazzino intelligente

Il magazzino intelligente offrirà un'ampia gamma di vantaggi agli spedizionieri. Tra questi:

_ Costi di manodopera notevolmente ridotti;
_ Rendimento DC più elevato e costante;
_ Minore necessità di automazione (ad esempio, minor numero di deviazioni) o capacità di ottenere una maggiore produttività da un livello fisso o attuale di automazione DC;
_ Miglioramento della pianificazione e distribuzione del lavoro durante un turno;
_ Miglioramento del processo decisionale automatizzato;
_ Implementazione più rapida di nuove tecnologie di automazione, in particolare dei sottosistemi di prelievo;
_ Maggiore agilità nell'aggiungere/modificare processi o aggiungere automazione nel tempo.

Non si tratta di piccole cose. Si tratta di un cambiamento sismico per le operazioni di magazzino e per il software abilitante, che rappresenta una nuova era di software di magazzino quasi autonomo. Offrirà un vantaggio competitivo alle aziende che abbracciano la visione prima dei loro concorrenti.

Il magazzino intelligente e automatizzato non è solo una visione accademica. Mentre il paradigma del magazzino intelligente dovrebbe essere pensato come un viaggio e non come una destinazione, sia in termini di mercato generale che di singoli centri di distribuzione, la maggior parte delle capacità descritte qui sono disponibili oggi, alcune più complete, altre più in via di sviluppo. Ma c'è molto di più in arrivo, soprattutto attraverso un uso migliorato dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico.

Con la crescente disponibilità di tecnologie meno costose e più scalabili, sembra chiaro che una percentuale molto più alta di aziende adotterà sistemi di movimentazione dei materiali rispetto a oggi. Ma molte delle capacità descritte in questo articolo possono generare valore anche per operazioni non automatizzate o leggermente automatizzate. Qualunque sia il livello di automazione che adottano, è tempo che le aziende di ogni tipo inizino a immaginare un futuro molto più intelligente e automatizzato per le operazioni di distribuzione.