Robot mobili in magazzino: applicazioni e usi

06 maggio 2020

Negli ultimi anni i robot mobili autonomi (AMR) si sono diffusi ampiamente nel mercato, dimostrandosi un risorsa importante per l’efficienza logistica, specialmente all’interno dei magazzini automatici.

Secondo il report Warehouse Automation Market di LogisticsIQ, il mercato globale dei robot mobili autonomi dovrebbe superare i 4 miliardi di dollari entro il 2025, raggiungendo una quota di mercato di quasi il 15% nel settore della robotizzazione dei processi di magazzino. A cosa è dovuta questa espansione? Quali sono le applicazioni, ovvero cosa possono fare i robot mobili in magazzino? Ne discuteremo dettagliatamente in questo articolo.

Cosa sono i robot mobili?

I robot mobili autonomi o AMR (acronimo di Autonomous Mobile Robots) sono dispositivi in ​​grado di eseguire attività e di spostarsi all'interno del magazzino in maniera autonoma.

I robot AMR possono muoversi liberamente all’interno dello spazio logistico in quanto sono dotati di sensori avanzati, software di intelligenza artificiale e della mappatura digitale del magazzino che permette loro di sapere dove si trovano in ogni momento. Gli AMR sono generalmente utilizzati per spostare le unità di carico leggere, sebbene possano essere configurati anche per trasferire pallet.

In magazzino i sistemi robot mobili vengono integrati con software di controllo WCS (Warehouse Control System), che a sua volta è collegato WMS (sistema di gestione del magazzino). I software disegnano in maniera efficiente i percorsi che seguiranno gli AMR, identificando gli ostacoli che possono presentarsi lungo il tragitto.

Tipologie di robot mobili e funzioni

Vediamo ora cosa sono in grado di fare i diversi tipi di robot mobili classificandoli in base alle funzioni che svolgono nel magazzino:

- Robot per il picking

Le funzioni del robot AMR variano a seconda della logica di prelievo applicata nel magazzino

  • AMR per il prelievo “uomo alla merce”: il robot mobile permette il pick-to-cart e accompagna autonomamente l'operatore. Il magazziniere è quindi incaricato di prelevare i prodotti dagli scaffali e depositarli nel robot. Una volta completato il processo, il robot mobile si occupa di trasferire gli articoli nell'area di consolidamento e confezionamento, evitando che l'operatore debba lasciare l'area di picking.
  • AMR per il prelievo con logica “merci all’uomo”: questo tipo di robot è in grado di sollevare l'intero scaffale in cui si trova il prodotto (di solito sono di piccole o medie dimensioni) e spostarlo in una postazione di picking, posizionando gli scaffali in modo che l'operatore possa preparare gli ordini, senza doversi spostare. Una volta terminata la procedura, il robot torna a posizionare lo scaffale nell’ubicazione originale e passa al seguente ordine.

Entrambi i tipi di robot possono essere dotati di sistema pick-to-light che agevola il lavoro dell'operatore.

- Robot per il catalogo e lo smistamento degli articoli

Gli AMR che si occupano di classificare gli articoli sono dotati di un vassoio reclinabile e di un lettore di codici che consente loro di ordinare i pacchetti e sistemarli nella posizione indicata. La procedura è molto semplice: nella postazione di picking l'operatore deposita i pacchi nel robot ed è il robot che esegue la scansione dell'etichetta, elabora le informazioni e le trasporta nell'area spedizioni.

Esiste un’altra categoria di robot progettati per muoversi sui soppalchi per magazzini. Queste strutture presentano dei canali per l'ingresso di merci da un livello superiore e di rampe di uscita verso le spedizioni. Gli operatori posizionano i pacchetti sui robot, che raccolgono i prodotti in arrivo, li classificano e li trasferiscono nella rampa corrispondente.

I robot mobili possono realizzare operazioni di classificazione e smistamento di articoli
I robot mobili possono realizzare operazioni di classificazione e smistamento di articoli

Vantaggi dei robot AMR

Passiamo in rassegna i principali vantaggi dei robot mobili in magazzino:

  • Flessibilità e implementazione rapida: non è necessario pianificare i percorsi e ciò riduce significativamente la fase di implementazione. Il robot è in grado di "prendere decisioni" e adattarsi ai cambiamenti in base alle informazioni che riceve direttamente dall’ambiente in cui opera. Questo è possibile perché la robotica mobile ricorre all'uso intelligenza artificiale e machine learning. Il robot è capace di distinguere uno scaffale (ostacolo permanente) e un carrello (ostacolo temporaneo) e agire di conseguenza.
  • Precisione: i progressi nelle tecnologie di navigazione, i sensori e la visione robotica stanno aumentando la sicurezza e l'abilità dei robot nell'esecuzione delle attività industriali.
  • Connettività: i robot mobili sono integrati con il resto dei sistemi attivi in magazzino. L’integrazione verrà rafforzata con la progressiva introduzione della tecnologia 5G. Pertanto, questi robot possono migliorare il loro funzionamento e rappresentare un'ulteriore fonte di dati sulle operazioni logistiche che si svolgono nello spazio logistico.

Robot AMR e sistemi AGV: quali sono le differenze?

I robot AMR vengono spesso messi a confronto con i carrelli AGV, sistemi già altamente consolidati in magazzino.

I primi sono sistemi automatici, mentre i secondi sono robot autonomi. Gli AGV si muovono lungo un percorso predefinito che rilevano con sistemi guidati (mediante laser o filo), i robot AMR regolano il loro percorso in tempo reale grazie all'intelligenza artificiale. Un’altra differenza risiede nella capacità di carico: i robot mobili autonomi normalmente operano con scatole o pacchi leggeri e gli AGV sono destinati alla movimentazione di pallet.

Per quanto riguarda le tendenze del mercato, l’analisi Automated Guided Vehicle Market Analysis realizzata da Research and Markets evidenzia un aumento globale del settore AGV nel 2019 è stato del 6,8%. Tuttavia, gli AMR sono cresciuti di oltre il 20%, secondo un rapporto della società di consulenza IDC.

In ogni caso, non esiste un sistema migliore dell'altro, ma entrambi rispondono a esigenze diverse. Ad esempio, i veicoli a guida autonoma sono altamente efficienti quando si maneggiano carichi pesanti in magazzini con operazioni stabili nel tempo (ad esempio quelli legati alla logistica industriale). Questo è il motivo per cui, secondo il rapporto Europe Automated Guided Vehicle (AGV) Market Report dell’agenzia Mordor Intelligence., riscuotono maggiore successo nei settori automotive e alimentare secondo il rapporto sul mercato dei veicoli a guida automatica (AGV) della società di consulenza Mordor Intelligence.

Esistono grandi differenze tra i sistemi AGV e i robot AMR
Esistono grandi differenze tra i sistemi AGV e i robot AMR

Sicurezza e manutenzione dei robot AMR

In Europa, i robot mobili devono essere conformi alla UNI EN 1525-1999 (Sicurezza dei carrelli industriali - Carrelli senza guidatore a bordo e loro sistemi) e a un insieme di normative europee che indicano le linee guida in termini di sicurezza dei robot in base alle componenti e alle funzionalità che offrono.

Tuttavia, l'ISO (International Organization for Standardization) sta cercando di raggruppare tutte le indicazioni nella nuova ISO 3691-4:2020, che intende definirsi come il quadro di riferimento standard per quel che riguarda queste tecnologie.

Per quanto riguarda la manutenzione, come avviene per gli altri sistemi automatici, sarà necessario includerli nel piano di manutenzione preventiva. In questo senso, in molti casi sarà il fornitore di AMR che avrà la capacità di risolvere le eventuali incidenze o offrire la formazione necessaria ai tecnici dell'azienda.

Prezzo dei robot mobili

Il costo dei robot mobili non è inferiore a quello dei sistemi automatici tradizionali. Tuttavia, negli ultimi anni, il settore della robotica mobile industriale ha registrato un forte calo dei prezzi derivante dallo sviluppo della tecnologia e delle economie di scala, secondo i dati della società ARK Investment Management.

In ogni caso, poiché si tratta di un sistema che non richiede grandi cambiamenti nello stoccaggio, esistono diverse modalità di acquisto. I robot autonomi possono essere acquistati o possono essere utilizzati con una licenza (in modalità RaaS - Robotics as a Service). Ciò espande la gamma di possibilità per le aziende all'avvio di un progetto con robot mobili autonomi.

Robot mobili in magazzino: massima efficienza con i carichi leggeri

Gli AMR si sono dimostrati particolarmente efficienti per il trasferimento delle merci piccole e della minuteria in generale, articoli che sono soggetti a tempi di consegna molto stretti. Gli indicatori per il controllo del magazzino, come il numero di ordini di prelievo all'ora per operatore o il tempo di ciclo degli ordini interni consentono di calcolare la produttività dei robot in modo che la sua implementazione sia redditizia per l'azienda.

L'aumento dei flussi di materiale e la pressione sui margini di profitto hanno reso i robot mobili una valida soluzione di automazione logistica per molti magazzini dimostrando chiaramente la relazione diretta tra automazione logistica ROI.