Nový automatizovaný robotický sklad pre spoločnosť Authentica Fulfillment

Vzhľadom na výrazný rast dopytu po jej službách sa spoločnosť Authentica Fulfillment rozhodla zvýšiť kapacitu a priepustnosť svojho skladu v Syroviciach pri Brne. Na zabezpečenie rastu kapacity a efektívneho spracovania zásielok sa plánovaný projekt zameral na efektívne využitie skladových priestorov a zavedenie automatizovaných technológií do procesov, čo jej umožní zvládnuť rastúci dopyt po týchto službách a zvýšiť svoju konkurencieschopnosť na dynamickom trhu.

Východiská a ciele projektu

Na skladovanie tovaru sa používali kartónové a paletové regály. Skladovacie kapacity priestorov sa tak nevyužívali efektívne. Kartónové regály sa používali na ľahšiu dostupnosť tovaru pri vychystávaní objednávok. Každá pozícia mala svoj vlastný vnútorný čiarový kód. Nevyužitý dostupný priestor nad kartónovými regálmi obmedzoval možnosť zvyšovania skladovacej kapacity pri zvyšovaní počtu skladovaných SKU. 

Hoci interný systém WMS má možnosť zaznamenávať rozmery jednotlivých SKU a vypočítať obsadenosť danej skladovej pozície, kvôli vysokému počtu skladových kariet nebolo možné ručne zaznamenávať vstupné údaje o rozmeroch. Systém WMS z dôvodu nedostatku vstupných údajov nepoužíval modul výpočtu a nemal informácie o skutočnej obsadenosti jednotlivých pozícií. 

Vychystávanie tovaru sa vykonávalo v režime „vychystávanie viacerých objednávok“ na základe vygenerovaného zoznamu objednávok na vychystanie pre jednotlivých skladníkov. Jednotlivé položky neboli v sklade uložené na základe analýzy obratu, a preto neboli optimálne naplánované trasy vychystávania. Na vychystanie konkrétnej položky bolo potrebné naskenovať skladovú pozíciu, položku a miesto na vychystávacom vozíku. Po dokončení vychystávania sa objednávkový vozík odovzdá do zóny balenia na expedíciu. 

Pred zabalením objednávky sa naskenovala prepravka. Systém WMS zobrazil zoznam položiek, ktoré majú byť súčasťou objednávky. Opätovným naskenovaním položiek sa skontroluje úplnosť objednávky a potvrdená objednávka sa môže zabaliť a označiť jedinečným QR kódom, ktorý jasne identifikuje balík na dopravníku. Na konci dopravníka sa balík znovu naskenuje a vytlačí sa prepravný štítok, ktorý sa na balík ručne nalepí podľa údajov systému. To viedlo k chybám, keď expedičné údaje jedného balíka prilepil skladník na iný balík. Pripravené balíky sa ručne triedili na palety podľa dopravcu. Ručné triedenie tiež vytváralo priestor na chyby, keď sa triedenie zakladalo len na vizuálnej kontrole prepravného štítku. 

Hlavným cieľom projektu automatizácie prevádzky bolo maximalizovať využitie skladového priestoru v celej výške a zabezpečiť dostatočnú kapacitu pre neustály rozvoj služieb plnenia a rastúci počet klientov. Automatizáciou prevádzky chcela spoločnosť Authentica Fulfillment dosiahnuť rýchlejšie a efektívnejšie procesy vychystávania objednávok a expedície. Sekundárnym cieľom projektu bolo optimalizovať prevádzku centra s menšími nárokmi na ľudské zdroje, ktoré sú v súčasnosti na trhu práce nedostupné. 

Celkové požiadavky a ciele projektu boli nasledovné: 

• efektívne skladovanie s maximálnym využitím výšky skladu (10 m)

• zvýšenie skladovacej kapacity

• automatizácia zberu informácií o rozmeroch skladovaných výrobkov na výpočet optimálneho využitia jednotlivých skladovacích pozícií

• automatizované kontrolné váženie expedovaných zásielok

• automatizovaná aplikácia expedičných etikiet

• automatické triedenie expedovaných zásielok

Navrhované riešenie

Navrhované riešenie projektu automatizácie logistickej prevádzky vzniklo v spolupráci spoločností LogTech a VertiFlex, pričom išlo o generálnu dodávku z dôvodu systémovej integrácie čiastkových technológií a ich prepojenia prostredníctvom integračnej platformy a systému WCS VertiNode AI na systém Authentica WMS, ktorý je hlavným prevádzkovým informačným systémom spoločnosti. 

Ako vyplýva z cieľov súťažných podkladov, navrhované riešenie zahŕňalo automatizovaný robotický sklad, valčekový dopravník s kontrolnými, triediacimi a aplikačnými stanicami a vstupnú stanicu na meranie a váženie nových položiek do skladového systému.

Sklad 

Nová skladová kapacita mala byť vybudovaná na ploche 54 × 45 metrov s využiteľnou skladovou výškou 10 metrov. S cieľom dosiahnuť čo najlepšie využitie skladovacej kapacity a znížiť náklady na jednotku sa navrhol plne automatizovaný robotizovaný sklad s vysokou hustotou skladovania. Minimálna požadovaná hustota naskladnenia je 30 000 KLT prepraviek so štandardizovaným rozmerom 600 x 400 mm s minimálnou výškou 280 mm a nosnosťou 30 kg. Kapacita robotického skladu je minimálne 1 500 SKU dodaných na vychystanie za hodinu. 

Robotický sklad je vybavený 18 robotmi RS 11 na stohovanie a vychystávanie a 45 podjazdnými robotmi P40 AMR od spoločnosti Geek+. Krabice s tovarom sa do robotického skladu vkladajú cez 23 stohovacích otvorov a pomocou robotov P40 sa prepravujú na preberacie stanice na nižších úrovniach regálov. Roboty P40 sú vybavené zdvíhacou plošinou na bezpečný vstup do regálu a presné vybratie pripravenej debny. Z prenosových staníc sa prepravky ukladajú do pozícií pomocou robotov RS 11, ktoré sú schopné ukladať prepravky do pozícií vysokých až 11 metrov. 

Roboty sú riadené systémom WCS VertiNode AI, ktorý vyvinula spoločnosť VertiFlex. VertiNode AI je teda zároveň integračnou platformou, ktorá koordinuje a riadi činnosť všetkých ostatných technológií dodaných v rámci projektu. VertiNode AI je prepojený s interným systémom Authentica WMS, nadradeným riadiacim systémom, prostredníctvom rozhrania API.

Vychystávanie a expedícia objednávok 

Počas vychystávania prepravujú roboty P40 jednotlivé debny z vychystávacích staníc na jednu z desiatich vychystávacích staníc. Vychystávacie stanice sú vybavené vizuálnym označením miesta určenia prostredníctvom technológie Pick-to-Light a objednávky sa tu vychystávajú. Prístup Tote-to-Person odstránil neefektívnu a fyzicky namáhavú činnosť dlhých peších trás skladníkov „od osoby k tovaru“. Výsledkom bola výrazná úspora času a obrovské zvýšenie efektívnosti vychystávania objednávok. 

Zóna vychystávania je prepojená so 16 pracoviskami na balenie hotových objednávok. Zóna vychystávania a nadväzujúca zóna balenia pracujú asynchrónne, pretože úlohy v týchto zónach nie sú navzájom časovo úmerné. Tomu zodpovedá aj vyšší počet baliacich staníc v porovnaní s desiatimi zónami vychystávania. 

Zabalené objednávky sú označené jedinečným QR kódom a prenesené na valcový dopravník automatickej triediacej linky. Kapacita dopravníka je 450 balení za hodinu. Zarovnávací dopravník zarovnáva zásielky na ľavú stranu pre následné načítanie QR kódu pomocou kamery Cognex. Identifikácia QR kódu spustí tlač a triediacu úlohu. Nanesenie vytlačeného štítku na zásielku trvá menej ako 3 sekundy. 

Po nanesení štítku zásielka prejde kontrolným bodom, aby sa zabezpečilo správne nanesenie štítku. Ďalším kontrolným bodom je váženie zásielky a fotografovanie zásielky s cieľom zmerať objem zásielky. Po úspešnej kontrole zásielka prejde k nadväzujúcim dopravníkom a súprave triediacich jednotiek Flowsort, ktoré podľa údajov o triedení z predchádzajúcich fáz zabezpečia, aby bola zásielka roztriedená do príslušného výstupu. Výstup je navrhnutý vo forme gravitačného žľabu, ktorý je ukončený vyberacím stolom. Zásielky sa potom odoberajú zo stola na ďalšiu manipuláciu (konečné triedenie, paletizácia dopravcom atď.). Žľaby sú vybavené detekciou plnosti. Ak sú triediče plné, neodošlú ďalšie zásielky, kým sa žľab neuvoľní. Dopravníková linka je vybavená siedmimi žľabmi. Päť žľabov je určených na triedenie zásielok podľa dopravcu, jeden žľab je určený pre vyložené zásielky a jeden žľab je určený pre zásielky, ktoré nebolo možné vytriediť z dôvodu nedostupnosti výstupu alebo straty sledovania zásielky na dopravníkovej linke.

Automatizácia merania objemu nových SKU 

Keď sa do skladu zavedú nové položky, o ktorých v systéme chýbajú objemové údaje, je potrebné tieto informácie poskytnúť a preniesť do systému ERP klienta. Meranie objemu nových položiek sa vykonáva pomocou špecializovaného riešenia Verti.Metric, ktoré umožňuje rýchle a presné váženie a meranie objemu rôznych predmetov. Technológia sa dodáva v konfigurácii prispôsobenej podľa požadovanej kapacity a konkrétnych úloh merania a váženia. Verti.Metric sa môže dodávať v stacionárnej alebo dynamickej verzii. 

V dynamickom riešení môže byť technológia integrovaná do dopravníkového systému, kde sa zhromažďujú informácie o priebežne prechádzajúcich predmetoch (tovar, zásielky, palety atď.) V prípade projektu Authentica bolo zvolené stacionárne riešenie na poskytovanie vstupných informácií do systému ERP zákazníka. Ide teda o samostatnú pracovnú stanicu, ktorá sa používa priebežne pri zavádzaní nových SKU do systému a je vybavená kamerou Cognex s funkciou merania objemu, plošinovou váhou a ručným skenerom. Jednotka je určená pre položky s rozmermi od 3,5 x 3,5 x 1,5 cm do 75 x 55 x 55 cm.

Systém riadenia skladu VertiNode AI

VertiNode Ai je špecializovaná riadiaca a integračná platforma pre automatizovanú logistiku. Je kompatibilná s väčšinou skladových systémov a vyvinul ju interný softvérový tím spoločnosti VertiFlex. V tomto projekte systém riadenia skladu VertiNode Ai komunikuje s nadradeným systémom WMS a zabezpečuje obojsmernú výmenu informácií medzi riadiacim systémom každej technológie a systémom WMS. 

Všetky skladové operácie riadi interný systém WMS, ktorý bol vyvinutý na mieru potrebám spoločnosti Authentica Fulfillment. Integračná platforma VertiNode AI je vhodným riešením pre požiadavky klienta na komplexné riadenie dodávanej technológie a zároveň prepojenie s hlavným prevádzkovým informačným systémom spoločnosti Authentica. Pripojenie k systému WMS spoločnosti Authentica sa uskutočňuje prostredníctvom rozhrania REST API. VertiNode AI spravuje dodanú technológiu nezávisle od klientskeho WMS a poskytuje potrebné funkcie: 

• analýza obratu ABC s cieľom minimalizovať vzdialenosť KLT/kartónu k vychystávaciemu zariadeniu.

• softvér MIS/MES na riadenie vychystávania s prepojením na aktuálny systém WMS spoločnosti Authentica

• APS softvér na efektívne plánovanie objednávok a vychystávanie

• softvér CMMS na riadenie údržby dodaných zariadení

Systém WMS riadi zber informácií o objednávkach a odovzdáva tieto informácie podriadenému systému, v rámci ktorého prebieha vychystávanie a odvoz objednávok na miesta dodania. Tieto informácie sa potom odovzdávajú späť do systému WMS, ktorý výlučne riadi balenie a expedíciu v rámci všetkých častí skladu.

Záver

Vďaka novému automatizovanému skladu spoločnosť Authentica Fulfillment zvýšila svoju skladovú kapacitu na 2,5 milióna zásielok ročne. Inovatívne riešenie automatizovaného skladu kompenzuje nedostatok pracovných síl na trhu. Celková investícia vo výške 3 milióny EUR má vypočítanú dobu návratnosti tri roky.

Na konci projektu celé riešenie prešlo prísnym testovaním a záťažovými skúškami, aby sa zabezpečil bezproblémový chod všetkých operácií aj pri maximálnom dopravnom zaťažení počas sezónnych špičiek. Po pilotnej fáze je celý systém napojený na správnu prevádzku celého skladu. Integrácia všetkých častí systému do jedného funkčného celku bola veľkou výzvou. K jej realizácii prispeli dlhoročné skúsenosti v oblasti automatizácie a integrácie na strane dodávateľských spoločností LogTech a VertiFlex. Na druhej strane to bol osvietený prístup k automatizácii činností zo strany spoločnosti Authentica Fulfillment a maximálna spolupráca všetkých zúčastnených strán.

Nový robotický sklad, ktorý je vybavený 63 robotmi (18 robotov RS 11 na vychystávanie a kompletizáciu objednávok a 45 robotov P40 na podjazd AMR), dokáže v súčasnosti spracovať 20 000 objednávok denne a cieľom je dosiahnuť úroveň 500 000 objednávok mesačne. Sklad v súčasnosti poskytuje logistické služby pre viac ako 50 e-shopov. Vďaka novému automatizovanému skladu sa spoločnosť Authentica Fulfillment stala poskytovateľom outsourcingových logistických služieb s najrozsiahlejšou robotizáciou v krajine.