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13 novembre 2023

Robotica, Visione, Interazione Uomo-Macchina, Orchestrazione: le 4 direzioni tecnologiche per le migliori prestazioni logistiche.

È vero che la robotica di magazzino è la novità assoluta nel campo dell'automazione, ma non è l'unica tecnologia in grado di garantire l'efficienza. Il software di orchestrazione, una migliore collaborazione robot/uomo e l'applicazione della visione computerizzata per l'accuratezza dell'inventario giocano tutti un ruolo nei guadagni operativi.

Chiamatela automazione flessibile o robotica di magazzino, ma in base a quasi tutti i parametri, le categorie a più alta crescita nel mondo della movimentazione dei materiali sono i robot mobili autonomi (AMR) e la robotica intelligente pick-and-place che fa uso dell'intelligenza artificiale (AI). Ma questo non significa che siano le uniche soluzioni da considerare.

Le numerose varianti robotiche comprendono AMR che effettuano il picking assistito, AMR che si occupano della movimentazione delle casse e, per quanto riguarda il picking robotizzato, alcune soluzioni prelevano autonomamente buste o sacchi, mentre altre possono manipolare le casse per automatizzare la pallettizzazione o la de-pallettizzazione. Sicuramente i robot sono la novità più importante degli ultimi anni per quanto riguarda l'automazione del magazzino, ma il trucco sta nel sapere quali soluzioni robotizzate o combinazioni di soluzioni soddisfano le esigenze operative e nel disporre di un software che colleghi il tutto.

L'altra realtà da tenere presente è che la maggior parte dei magazzini ha un mix di sistemi, automatizzati e manuali, e la maggior parte si affida alla manodopera - i magazzinieri - per portare gli ordini fuori dalla porta, anche quando la robotica consente a team più piccoli di fare di più.

I magazzini sono inoltre caratterizzati da continui afflussi e deflussi di scorte che devono essere ricevute, immagazzinate e spedite con precisione e in modo da ridurre al minimo i costi. Queste esigenze hanno dato origine a soluzioni volte a coordinare i robot con le persone e a sfruttare la tecnologia di visione e l'intelligenza artificiale per comprendere i flussi di magazzino.

Ecco quattro tendenze da tenere d'occhio. Tutte coinvolgono la robotica o l'intelligenza artificiale e potrebbero influenzare il modo in cui altri magazzini o stabilimenti con una gestione complessa dei materiali possono aumentare le prestazioni operative.

1_ Piattaforme di orchestrazione
Un segno della diffusione della robotica è che ora l'integrazione di diverse soluzioni robotiche tra loro e con l'automazione tradizionale, come i nastri trasportatori o i sistemi di stoccaggio e prelievo automatizzati (AS/RS), è diventata una soluzione software. La società di analisi Gartner chiama questo segmento piattaforme di orchestrazione multi-agente o "MAO".

Dwight Klappich, research vice president e fellow di Gartner, afferma che l'esigenza di piattaforme MAO è determinata dalle aziende che già dispongono di robotica e che non vogliono solo scalare una soluzione, ma farne funzionare più di una insieme, potendole integrare con l'automazione esistente. Vogliono il tipo di integrazione stretta che si può avere con i progetti di integrazione dei sistemi tradizionali, ma meno rigida e codificata.

"Vogliono essere in grado di introdurre una soluzione robotica diversa e farle lavorare insieme come un sistema olistico, ma vogliono mantenere la flessibilità e l'adattabilità", dice Klappich. "Vogliono l'integrazione e l'orchestrazione, ma non vogliono rimanere bloccati per i prossimi 20 anni".

Il mercato delle piattaforme MAO sta ancora emergendo, spiega Klappich, e le capacità dei fornitori sono diverse, anche se la maggior parte di essi dispone di un mix di meccanismi di integrazione e logica aziendale per impostare flussi di lavoro che si estendono a tutti i sistemi.

"In sostanza, si tratta di un livello di software che si colloca sopra flotte eterogenee di robot e altre forme di automazione per orchestrare il lavoro e integrarsi con le piattaforme sottostanti. Se si guarda ad alcuni dei grandi fornitori terzi di logistica, questi stanno adottando in modo aggressivo la robotica e sono alcune delle aziende all'avanguardia in questo spazio che dicono: 'Ehi, dobbiamo trovare il modo di collegare tutte queste cose più facilmente'". - Klappich

Le piattaforme di orchestrazione offrono facilità di integrazione ma anche logica di adempimento per gestire i flussi di lavoro, afferma Akash Gupta, cofondatore e CEO di GreyOrange, che offre una piattaforma di orchestrazione chiamata GreyMatter. Il motore di orchestrazione assegna a più agenti il compito di guidare il lavoro in varie aree e flussi di materiali. Il software utilizza anche l'intelligenza artificiale per individuare gli schemi e imparare a rendere i flussi di lavoro più efficienti, fornendo al tempo stesso dei cruscotti sulle prestazioni.

La piattaforma può essere utilizzata per integrare sistemi distinti in un flusso coesivo, ad esempio collegando un sistema di picking robotizzato con AMR di smistamento, afferma Gupta, ma c'è anche interesse nel mescolare diversi tipi di robotica all'interno di un singolo processo, come il picking degli ordini, per ottenere una soluzione più efficiente.

"Supponiamo che il mix di ordini di un centro di fulfilment richieda articoli che provengono da scaffali trasportati da AMR, ma altri articoli sono in cassette", spiega Gupta. "Con la nostra piattaforma, è possibile creare una stazione ibrida in grado di combinare insieme rack e cassette, piuttosto che un processo di consolidamento più complesso".

GreyMatter è più di un middleware, aggiunge Gupta, perché fornisce metriche e informazioni ai team operativi. Tuttavia, aggiunge Gupta, è fondamentale anche accelerare l'integrazione e l'onboarding di nuovi sistemi. "È possibile introdurre nuove tecnologie con estrema facilità", afferma. "E, un anno dopo, se si vuole introdurre un'altra soluzione, lo si può fare praticamente subito senza modificare l'integrazione esistente, il che rende il percorso di automazione molto più semplice".

Man mano che un numero maggiore di aziende implementa sistemi robotici, ci si aspetta un'accelerazione della necessità di software di orchestrazione, concorda John Santagate, vicepresidente della robotica per l'azienda di software per la supply chain Körber, che ha partnership con fornitori di robotica e capacità di orchestrazione. Secondo Santagate, l'innovazione hardware della robotica continua, ma l'obiettivo finale dovrebbe essere il miglioramento operativo.

"Le applicazioni di orchestrazione consentono l'interoperabilità delle flotte, permettendo a più soluzioni robotiche di operare con consapevolezza l'una dell'altra, all'interno dello stesso flusso di lavoro o semplicemente nello stesso spazio operativo", afferma Santagate. "In questo modo, il lavoro appropriato può essere inviato all'area della soluzione robotica appropriata, perfezionando le operazioni così come le conosciamo".

2_ Lavoro più bot

Gupta osserva che il concetto di agente significa che la piattaforma di orchestrazione può essere collegata anche a sistemi incentrati sulle persone, come le soluzioni vocali o i processi pick-to-cart. "I robot e le persone sono fondamentalmente agenti che si registrano in GreyMatter e ricevono indicazioni su come eseguire i processi e quando eseguirli", spiega.

Diversi altri fornitori di soluzioni, alcuni dei quali con radici profonde nella robotica, stanno pubblicizzando soluzioni che eliminano i passaggi difficili tra la robotica e i flussi di lavoro incentrati sull'uomo. Secondo i fornitori, i dispositivi indossabili possono svolgere un ruolo chiave in questo senso.

Paul Travers, presidente e CEO di Vuzix, afferma che i suoi occhiali per la realtà aumentata (AR) sono adatti a compiti come il prelievo di casse su pallet, sia con un transpallet manuale che con un AMR, perché consentono all'operatore di non avere le mani libere e possono presentare sugli occhiali le istruzioni visive del software di costruzione dei pallet.

"Gli occhiali sono veramente a mani libere e possono anche fornire una rappresentazione visiva di un processo come la costruzione di un pallet, che aiuta a evitare problemi come lo schiacciamento dei prodotti più leggeri o un carico instabile", spiega Travers. "Fornisce una rappresentazione visiva del punto esatto in cui tutto deve essere collocato, consentendo una costruzione più rapida e accurata. L'elemento visivo è utile anche per l'onboarding".

OX, un partner di Vuzix, offre gli occhiali Vuzix come indossabili per il suo software, una piattaforma operativa di prima linea che utilizza flussi di lavoro abilitati dall'intelligenza artificiale per accelerare processi come il prelievo di casse con un transpallet. Secondo Tanner Green, chief product officer di OX, la soluzione OX è finalizzata alla digitalizzazione e all'ottimizzazione dei processi manuali, anche se è possibile utilizzare gli AMR per il trasporto.

ProGlove, fornitore di scanner intelligenti indossabili che si adattano a un guanto, vede le sue capacità di integrazione del software come un supporto per la creazione rapida di flussi di lavoro che combinano collaboratori umani e robotica. Ilhan Kolko, chief product officer di ProGlove, afferma che ProGlove ha dedicato un intenso sforzo di sviluppo al suo livello di integrazione con AMR, robot industriali, cobot e altre forme di automazione.

"Negli ultimi 18 mesi abbiamo ampliato il nostro portafoglio di connettività e integrazione, con 32 release software, per colmare il divario tra uomo e robot. Arricchendo il nostro portafoglio di integrazione, garantiamo che sia facile avere il nostro hardware sul lavoratore e che il nostro software funzioni senza problemi insieme a quello dei nostri partner, per realizzare flussi di lavoro integrati tra uomo e macchina per il cliente." -Kolko

ProGlove ha integrato la sua scansione indossabile con le soluzioni dei partner AMR, tra cui Locus Robotics, Geek+, iFollow e altri, aggiunge Kolko. Ad esempio, il software di ProGlove ha semplificato l'integrazione tra i suoi scanner indossabili e una flotta AMR "goods-to-person" di Geek+ presso uno stabilimento automobilistico BMW Brilliance in Cina.

I metadati, come i tempi tra una scansione e l'altra, possono anche essere condivisi con le soluzioni robotiche per fornire una visione più olistica della produttività e dei modelli di traffico, aggiunge Kolko. "Il nostro lavoro consiste nell'assicurarci di avere una piattaforma aperta, in modo che chiunque abbia un mix di risorse umane e automazione da mettere insieme possa farlo facilmente", afferma.

La soluzione "Meet Me" di Onward Robotics, precedentemente nota come IAM Robotics, si concentra sul coordinamento dei robot mobili con gli addetti alla raccolta come flussi di lavoro indipendenti, utilizzando dispositivi indossabili dei principali fornitori di dispositivi per notificare ai lavoratori dove andare e cosa fare dopo, spiega Lance VandenBrook, CEO di Onward Robotics. Lance VandenBrook spiega che, se da un lato i robot AMR offrono una maggiore efficienza rispetto al picking manuale non ottimizzato, dall'altro si può perdere tempo nel coordinamento tra gli operatori e le flotte di robot AMR, cosa che secondo lui viene risolta dal sistema Meet Me.

Onward Robotics offre AMR con scaffalature put-to-light sulla parte superiore, simili ad altri AMR. La differenza con Meet Me, spiega VandenBrook, è che gli algoritmi della soluzione massimizzano la produttività orchestrando i flussi di lavoro umani e degli AMR in modo indipendente, mentre il sistema sfrutta gli indossabili per guidare i collaboratori nelle attività e tenerli allineati con i robot. La soluzione complessiva fornisce una visione delle prestazioni individuali e di squadra.

VandenBrook aggiunge che i fornitori terzi di logistica (3PL) sono particolarmente interessati a soluzioni che combinano gli AMR con gli addetti al prelievo umani in modo da supportare il pay-for-performance, che secondo VandenBrook è stato un principio guida per la soluzione Meet Me.

"Ci sono collaboratori che forse non sono in grado di essere efficienti in termini di tempo come potrebbero; e nel frattempo, nel mercato generale, le operazioni sono affamate di risorse di lavoro, ed è per questo che vogliamo massimizzare ogni secondo di risorsa umana disponibile", dice VandenBrook.

3_ Visione e inventario

Un'altra area di innovazione è l'uso della tecnologia di computer vision e dell'intelligenza artificiale applicata alla tracciabilità e alla visibilità dell'inventario per evitare problemi come l'esaurimento delle scorte nelle aree di prelievo a monte.

Se una struttura si affida solo alla scansione manuale dei codici a barre per tracciare l'inventario e alimentare i dati in sistemi come i sistemi di gestione del magazzino (WMS), in genere si verificano errori, a meno che l'operazione non sia disposta a scansionare ogni singolo pallet e cassa in arrivo, ispezionando visivamente eventuali problemi come cartoni o casse schiacciate, spiega S.K. "KG". Ganapathi, CEO e fondatore di Vimaan, che offre soluzioni di visione computerizzata e intelligenza artificiale finalizzate a un'accuratezza dell'inventario del 100%.

La soluzione di Vimaan si avvale della computer vision per acquisire automaticamente i dati sull'inventario nei punti chiave di un magazzino, tra cui le banchine di ricevimento, lo scarico, il conteggio dei cicli o le aree di imballaggio e spedizione. I sensori di visione computerizzata e gli altri sensori utilizzati da Vimaan possono essere installati in un portale sulle porte delle banchine o su un hardware che consente di collegare la tecnologia di visione ai carrelli elevatori.

L'attrezzatura non deve essere presente ovunque, ma solo in punti selezionati in cui si verificano naturalmente gli eventi chiave dell'inventario, afferma Ganapathi, in modo da fondere l'acquisizione dei dati con il flusso naturale dei materiali.

Questo flusso di dati alimenta il software di Vimaan, dotato di intelligenza artificiale e di un modello di apprendimento continuo, che dà un senso ai dati per rilevare problemi come pallet con quantità insufficienti o merci danneggiate, spiega Ganapathi, in un modo che la codifica a barre non può fare, per evitare problemi come le carenze.

"I costi dell'assenza di una vera visibilità e della comprensione di ciò che viene ricevuto e di altri eventi di inventario sono molto elevati", spiega Ganapathi.

Ganapathi aggiunge che, sebbene sia possibile ottenere un adeguato controllo delle scorte attraverso una rigorosa scansione dei codici a barre, un'ispezione umana e controlli di qualità manuali, questa forza bruta comporta un costo operativo. "Gran parte del ROI di base di ciò che offriamo deriva dal fatto che ridurremo il numero di persone necessarie per queste attività di controllo della qualità dell'inventario", afferma.

Sono circa 20 le sedi che utilizzano le soluzioni di Vimaan, che forniscono una visione digitale della posizione dell'inventario in un magazzino. Anche altri fornitori stanno applicando la computer vision e l'intelligenza artificiale alla visibilità delle scorte, tra cui Kargo, che applica la sua soluzione alle porte delle banchine.

4_ Frontiere robotiche

Le innovazioni della robotica sono ancora importanti, anche se i progressi in altre aree, anche se con la robotica le capacità del software spesso distinguono i fornitori. In generale, continuano ad esistere più tipi di soluzioni AMR, come le AMR di smistamento o le AMR di gestione autonoma delle casse. Esistono altre frontiere, con i fornitori che fanno progressi in aree come il picking autonomo in corsia (vedi riquadro) o i robot umanoidi di startup come Agility Robotics o Appotronik.

Come osserva Santagate, alcuni casi d'uso rimangono relativamente poco sfruttati per le applicazioni robotiche. "Attualmente, la maggior parte degli AMR sono applicazioni per interni, lasciando immense opportunità per le applicazioni robotiche mobili all'aperto, come la gestione dei cortili o il trasporto tra gli edifici", afferma.

Tuttavia, aggiunge Santagate, la robotica all'aperto deve affrontare complessità ambientali che si presentano al di fuori delle quattro mura. "Nell'edificio c'è un ambiente strutturato e semi-statico, che offre un'area mappata in cui i robot possono navigare con un senso di sicurezza e comprensione. Quando si esce dall'edificio, l'ambiente è più soggetto a cambiamenti e quindi imprevedibile per i robot. Questo rende la capacità di localizzazione molto diversa".

Santagate prevede anche una maggiore diffusione dei carrelli elevatori autonomi, visti i numerosi flussi di lavoro per i quali vengono utilizzati i carrelli manuali e le immense esigenze di sollevamento e movimentazione dei pallet. "Tutti i magazzini del mondo sfruttano queste tecnologie, dai carrelli elevatori agli impilatori, ma c'è ancora spazio per l'innovazione e sospetto che questo settore sarà la prossima leva di crescita".

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