Aktuální číslo odborného magazínu Logistika
Automatizovaná manipulační technika prošla za poslední roky významným vývojem. Jejím současným trendem jsou řešení, která nabízejí uživatelům univerzálnost, zastupitelnost a vysokou míru spolehlivosti.
„Vývojem prošel také způsob navigace této manipulační techniky, kdy pro její orientaci již není potřeba podpůrné infrastruktury, jako například odrazky, indukční vedení a podobně,“ vysvětluje Tomáš Tichý, specialista pro automatizaci a robotizaci Linde Material Handling Česká republika. „To dělá tuto techniku flexibilnější pro následné změny tras a její samotná integrace je mnohem rychlejší. Následně to pak přináší úspory v nákladech zákazníků.“
Důležitým faktorem je také jednotná řídicí softwarová platforma a otevřenost tohoto softwaru pro integraci dalších prvků automatizované manipulační techniky. Nutností je také komunikace s různými typy ERP systémů a vzájemná výměna dat.
Filip Šustek, sales engineer advanced aplications, Still ČR, vidí hlavní trend aktuálně v automatizovaných vozících jednodušších na implementaci, jako jsou například tahače nebo AMR vozíky. Z opačného spektra investic pak komplexní technologie automatizace, tedy kompletní automatizovaná řešení například pomocí systémů KLT nebo ASRS (crane) ve spojení s dopravníky nebo sortery.
„Hlavním důvodem pro rozvoj automatizace ve skladech je především nedostatek pracovní síly a velmi těžké získávání zaměstnanců do logistiky,“ podotýká Filip Šustek.
Automatizace v ČR je na počátku
„Trendy se tak rychle nevyvíjejí,“ upozorňuje Jindřich Přívora, PR manažer Toyota Material Handling. „Automatizace manipulace je v ČR na samém počátku rozvoje. TMHE v Evropě provozuje již asi 1200 strojů, Toyota v ČR zhruba 38, z toho 26 laserem naváděných. Zbytek jsou jednodušší řešení s tahači na magnetické pásce.“
Rozšiřují se možnosti v řízení a ovládání strojů, propojení s WMS, vzájemné propojení automatů nebo automatu a třeba Radioshuttlu. Toyotě přibývají hlavně zkušenosti, které opírá o dokončené realizace. „Zkušenosti znamenají, že zákazníkovi neslibujeme vzdušné zámky, ale dokážeme posoudit jeho prostředí, jeho požadavky a navrhnout smysluplné řešení. Nebo realizaci odmítneme, protože není v daných podmínkách možná, například kvůli extrémně prašnému prostředí nebo nedostatku místa. Navrženým řešením jsme si natolik jistí, že dokážeme i projekty s automatickými vozíky financovat formou dlouhodobého pronájmu,“ dodává Jindřich Přívora.
Ačkoli je v Česku automatizace skladů zatím méně rozvinutá, vidí Martin Koudelka, vedoucí marketingu Jungheinrich (ČR), jako hlavní trend postupnou akceleraci v množství realizovaných projektů. „Samotná technická řešení jsou na trhu již několik let. V poslední době se ale v České republice vlivem externích faktorů začíná rychle přecházet od slov k činům a reálných projektů rychle přibývá.“
Jak lze členit a označovat automatizaci ve skladech, její jednotlivé prvky, systémy?
Automatizaci lze primárně členit na hardware a software.
- Hardware: roboti a coboti, stacionární a pohybliví, ramenoví s grippery a mobilní (AGV/AMR), klouboví a kartézští, pohybující se po horizontální ose.
- Software: WMS, automatická identifikace.
Z hlediska historie – kdy nastal příchod automatizace do skladů?
- První zmínky o AGV sahají do 50. let 20. století, laserem naváděné AGV do 90. let 20. století. O AMR konec první dekády 21. století.
Jaké prvky automatizace dnes ve skladech převládají?
- Z oblasti SW samozřejmě WMS a automatická identifikace.
- Z hardwaru: automatické zakladače (AS/AR), automatická identifikace, inteligentní dopravníkové systémy, ramenová robotika (paletizéry, sekvenční ramena).
Zdroj: Petr Jirsák, Vysoká škola ekonomická v Praze, katedra logistiky
Roboti spolupracují s lidmi
Součástí robotické technologie jsou rovněž kolaborativní roboti určení ke spolupráci s lidskou sílou. Tito takzvaní coboti se zatím uplatňují především ve výrobě, v logistice se jedná o nový trend, který se teprve bude dostávat do života. Je však otázkou času, kdy coboti začnou spolupracovat s AGV technikou a nahradí tak některé manuální operace. Příkladem může být například nakládka zboží na palety před jejich autonomním odvozem nebo naložení či vyložení vozíků v rámci automatických logistických vláčků, tzv. milk runů. Svým způsobem jsou kolaborativními roboty i automatické vozíky ve skladu, protože pracují v otevřeném prostředí, kde se pohybují lidé. Formu kolaborativních robotů představuje rovněž situace, kdy automatický sklad přiváží lidem pod ruku boxy s položkami k vychystávání.
Normální robot je rychlý, neboť pracuje v uzavřené kleci, v odděleném prostoru. Ten může být sledován bezpečnostními paprsky nebo jednoduše uzavřen pletivem, sklem a podobně. Kolaborativní robot je z bezpečnostních důvodů pomalý, protože pracuje v otevřeném prostředí, kde může přijít do kontaktu s člověkem. Musí být vybaven technologiemi, které snímají okolí, a v případě kontaktu s překážkou okamžitě zastaví. Kolaborativní robot počítá s přítomností člověka ve svém prostoru.
Zboží za lidmi, ne lidé za zbožím
Již zmíněný princip „zboží za lidmi“ je asi nejčastější případ automatizace ve skladech vůbec. Tento slogan je základním principem automatizace v oblasti logistiky. Výsledkem je minimalizace nákladů na jednotlivé logistické toky a efektivnější využití lidského potenciálu na práci s vyšší přidanou hodnotou. Systémy ASRS, tedy automated storage and retrieval system, jsou výhodné v podstatě pro jakékoliv skladování, ať už celých palet, nebo jen drobných dílů. Jde o vhodnou aplikaci automatizace, protože může snadno vzniknout uzavřený automatický systém.
Obecně se i dnes více používá standardní princip „men to goods“, především pokud se jedná o paletovou manipulaci. Princip „goods to men“ má výhody využití hlavně při manipulaci s menšími břemeny, typicky KLT boxy nebo krabicemi. Pro manipulaci s paletami se používá v menší míře.
V poslední době se také v České republice vlivem externích faktorů začíná rychle přecházet od slov k činům a reálných projektů automatizace rychle přibývá.
Automatizace potom kopíruje tento trend. Pro první případ se využívají automatizované vozíky, pro dovoz zboží k lidem zase více statická automatizace (dopravníkové systémy, sortery, KLT nebo ASRS).
Automatizaci pomáhá modularita
Systémy pro řízení skladování musí zvládat často složité procesy. Proto se v manipulační technice dobře uplatňuje modularita různých řešení, která umožňuje snižovat složitost systému jeho rozdělením na jednotlivé prvky. Kombinací a rekombinací těchto prvků, jejich přidáváním a ubíráním, lze dosáhnout nových řešení, podle proměňujících se požadavků na výkon skladu.
Obecně automatizace znamená zajištění plánování a výkonu činností prostřednictvím softwaru a hardwaru. Vzhledem k tomu, že plánování i provádění logistických činností je běžně spojeno s větším počtem lidí, najdeme zde širokou škálu softwarů a hardwarů implementovaných nyní nebo v budoucnu ve skladové a výrobní logistice.
V rámci kategorií hardwaru a s doprovodným softwarem se dnes pro automatizaci manipulace a skladování nabízí:
- robotická ramena – fixní nebo pohyblivá ramena používající se na vykládku, paletizaci nebo třídění zboží;
- kolaborativní roboti – stacionární nebo pohybliví roboti zajišťující manipulaci v provozu společně s lidmi, například vychystávání, třídění, balení a podobně;
- Autonomous Mobile Robots (AMR) – autonomní samořídící manipulační roboti pohybující se po provozu pomocí navigačního systému a sledování prostředí bez fyzického označení trasy například indukční páskou;
- Autonomous Guided Vehicle (AGV) – autonomní manipulační roboti pohybující se po předem nastavené trase dané indukční páskou nebo jinými referenčními prvky umístěnými na stěnách nebo podlaze provozu;
- shutlový zakladač AMR – roboti zajišťující třídění zásilek nebo pickování zboží pro objednávky, které se pohybují po kolejnicové platformě, pod kterou jsou umístěny jednotlivé lokace pro přepravky/palety;
- sortovací AMR roboti – roboti zajišťující třídění zásilek;
- robotické rameno pro vykládku zboží – pohyblivý nebo stacionární robot zajišťující manipulaci v návěsu nebo kontejneru na rampě na dopravník nebo paletu;
- paletizer/depaletizer – robotické rameno, které uspořádá stejný nebo různý typ krabic na paletu, respektive rozebere paletu;
- automated storage and retrieval systém (AS/AR) – skladový systém pro automatizaci zaskladnění paletizovaného nebo nepaletizovaného zboží;
- Kardex – skladový policový systém pro automatizaci vertikálního zaskladnění nebo vyskladnění nepaletizovaného zboží;
- systémy automatické identifikace (čárové kódy jako QR, RFID, včetně NFC, kamerové systémy);
- automatické dopravníkové systémy – systém aktivních dopravníků zajišťující horizontální pohyb palet a přepravek se zbožím;
- Warehouse Management System (WMS);
- Real Time Location System (RTLS) – lokalizace zboží, manipulační techniky, lidí v reálném čase prostřednictvím tagů, tím lze vytvořit dynamické skladové pozice;
- 3D skenery pro automatizaci získávání rozměrů zboží a balení;
- virtuální a rozšířená realita – využití brýlí nebo helem pro vyhledávání zboží při pickování nebo zaškolení pro různé úkony s manipulační technikou;
- video mapping – forma rozšířené reality, kdy se požadovaný stav promítá na objekt, například jakým způsobem umístit zboží na paletu nebo do bedny;
- vážení zboží manipulační technikou;
- automatické balicí linky.
Zdroj: Petr Jirsák, Vysoká škola ekonomická v Praze, katedra logistiky
Není proto divu, že mezi aktuální trendy v manipulační technice patří rovněž důraz na modularitu automatizovaných skladových řešení. Upozorňuje na to Martin Koudelka.
„Naše systémy jsou vesměs modulární a snadno rozšiřitelné,“ říká. „Důležité je ale s tímto počítat od prvotního návrhu tak, aby byl zachován budoucí přístup ke všem důležitým místům a rozšíření mohlo hladce proběhnout. Ať už se ale jedná o zmiňované ASRS systémy, nebo automatické vozíky AGV, jejich rozšíření a navýšení kapacity není problém.“
Na míru zákazníkovi
Podobně vnímá situaci také Tomáš Tichý. „Modularita automatizovaných skladových řešení je jedním z trendů dnešní doby. Dodané systémy musí umožnit integraci dalších automatizačních prvků tak, aby reflektovaly vývoj jednotlivých firem, především potom jejich růst. V nabídce firmy Linde Material Handling je tato modularita klíčová a klademe na ni velký důraz. Naše systémy jsou otevřené pro následnou integraci dalších zařízení, ať jsou to další AGV vozíky, dopravníky a podobně. Stejný princip uplatňujeme také při realizacích plně autonomních skladových řešení, kdy všechny systémy v našem portfoliu jsou plně modulární.“
Pohled na možnosti modulárního řešení doplňuje Filip Šustek. „Automatizace je vždy stavěna na míru zákazníkovi z dostupných technologií a strojů. Ovšem jednou z velmi důležitých vlastností automatizovaných řešení je standardizace, což se částečně vylučuje s modularitou. Ta se pojí spíše se statickou automatizací, kdy je možné dostavět určitý segment řešení nebo jej upravit. U mobilní automatizace (vozíky) se jedná především o možnost například rozšíření manipulovaných břemen nebo tras.“
Technologie pro komunikaci
Mezi trendy posledních let patřilo také využívání internetu věcí – IoT. Umožňuje komunikaci jednotlivých prvků či objektů nejen se systémem řízení, ale i navzájem. Internet věcí je trendem dnešní doby, a tudíž i automatizované manipulační techniky. Tato technologie se v mnoha případech stává nedílnou součástí automatizované techniky a umožňuje její vzájemné propojení. Zařízení následně komunikují jak mezi sebou, tak i se svým okolím a umožňují vzdálené ovládání, kontrolu či sledování.
Při automatizaci manipulační techniky ve skladech se uplatňují nejen nejnovější technologie, ale i takové, které už „mají vousy“. Patří mezi ně například radiofrekvenční identifikace (RFID), která využívá elektromagnetické pole k automatické identifikaci štítků – tagů. Ačkoli se jedná o technologii starou několik desítek let, RFID určitě nepatří do starého železa. Je standardně využívána pro navádění uvnitř velmi úzkých uliček systémových skladů, a to i těch automatických.
Dříve se RFID u automatizace používala hlavně ve spojení s magnetickou navigací, kdy RFID tagy říkaly vozíku, co má udělat – zastavit, zpomalit, na křižovatce jet vlevo a podobně. V dnešní době slouží především pro identifikaci břemen.
Zhasněte světla
Fantasticky mohou vypadat automatizované sklady, které pracují zcela bez lidí. Sklady, kde lze zhasnout světla, protože automatické a robotické stroje je nepotřebují.
„Záleží na tom, jaké činnosti jsou ve skladu prováděny, jestli je zautomatizován veškerý provoz, což například u nakládky vozidel přes rampy zatím není možné,“ vysvětluje Jindřich Přívora. „Ale Toyota Autopilot, konkrétně automatický retrak, již v takovém prostředí dokonce jezdí. Jde o sklad ve společnosti Continental Automotive v Jičíně (bodoval v soutěži Impuls Logistika). Ovšem jde spíš o výjimku potvrzující pravidlo. Vhodným prostředím mohou být například mrazírenské sklady nebo jiná pro člověka náročná prostředí. Málokterý provoz, kde jezdí vozíky, je úplně uzavřený a oddělený.“
„Cesty vývoje do budoucna jsou dvě: buď půjde právě o,továrnu se zhasnutými světly‘, nebo naopak o větší kombinaci a kooperaci lidí a strojů, která přejde v průmysl 5.0,“ zamýšlí se Filip Šustek. „Obě varianty mají své výhody i nevýhody, budeme tedy spíše svědky využití obou způsobů podle toho, který bude vhodnější pro tu či onu implementaci.“
„Tyto sklady jsou již realitou dnešní doby,“ zdůrazňuje Tomáš Tichý. „Vývoji tohoto trendu napomohla i pandemie covidu, která paralyzovala chod některých skladů kvůli chybějícímu personálu. Dalším faktorem jsou také zvyšující se náklady na lidské zdroje v oblasti skladování a manipulace se zbožím. Z tohoto důvodu si myslím, že těchto autonomních skladů bude i nadále velmi rychle přibývat. Tyto sklady opravdu pracují plně autonomně, to znamená, že sklady jsou opravdu zhasnuty a mění se v tzv. black boxy.“
Důležitým faktorem je rovněž jednotná řídicí softwarová platforma a otevřenost tohoto softwaru pro integraci dalších prvků automatizované manipulační techniky.
A jeho slova potvrzuje Martin Koudelka: „Toto je již poměrně dlouho realitou. Uzavřené automatické sklady, kde se nesvítí, fungují i v České republice desítky let.“
Logistika č. 12/2023
