Inteligentne Technologie

AGV programuje rzeczywistość. Realia wykorzystania robotów bezzałogowych

15 kwietnia 2020

Roboty autonomiczne umożliwiają magazynom skalowanie operacji zgodnie z założonymi wymaganiami, jednocześnie oferując znaczny wzrost wydajności i łagodząc nieodłączne wyzwania związane z zatrudnieniem.

Autonomiczne roboty magazynowe to urządzenia, które są zaprogramowane do wykonywania zadań bez ingerencji człowieka lub interakcji w środowisko magazynowe. Mogą się one znacznie różnić pod względem funkcjonalności, mobilności, zręczności, inteligencji i kosztów. Nawet bardziej niż w produkcji, potrzeba szybkiego skalowania łańcuchów dostaw przy jednoczesnym unikaniu kosztownych renowacji infrastruktury zachęca do stosowania robotyki. Zainteresowanie autonomicznymi robotami magazynowymi stale rośnie, szczególnie w związku z szybkim transportem wymaganym w handlu elektronicznym. To powoduje, że logistyka i automatyzacja łańcucha dostaw jest jedną z najszybciej rozwijających się środowisk dla robotów mobilnych.

Dzięki imponującym innowacjom w dziedzinie sztucznej inteligencji (AI), uczenia maszynowego (ML), roboty stają się coraz bardziej biegłe w wykonywaniu zadań trudniejszych do zautomatyzowania. Systemy zautomatyzowanych pojazdów kierowanych (AGV) i autonomiczne roboty mobilne (AMR) mogą bezpośrednio zastąpić cięższą zmechanizowaną automatyzację, która zazwyczaj wymaga ogromnych inwestycji i sztywnej infrastruktury fizycznej.

Automatyzacja łańcucha dostaw

Lean manufacturing, napięcia w handlu międzynarodowym, starzenie się siły roboczej oraz zapotrzebowanie na szybką realizację zamówień w handlu elektronicznym, przyczyniły się do wzrostu automatyzacji łańcucha dostaw. Ponadto, jak podaje Armstrong & Associates Inc. w raporcie „Wyniki rynkowe i trendy dla branży logistyki 3PL na rok 2019 r.”, wdrażanie robotów w operacjach magazynowych skraca ich czas poprawiając szybkość kompletacji z 100–120 do 200–300 sztuk na godzinę. W niektórych przypadkach roboty autonomiczne mogą zwiększyć wydajność nawet 3–4 razy. Niektóre korzyści wynikające z użycia autonomicznych robotów magazynowych obejmują zwiększenie wydajności i produktywności, zmniejszenie kosztów, stabilność pracy i redukcję błędów.

W 1950 r, kiedy Barrett Electronics wprowadził na rynek pierwsze pojazdy AGV w USA, związki zawodowe postrzegały, że pojazdy AGV stanowią zagrożenie dla wykonywanej przez ludzi pracy. Niektórzy pracownicy uciekali się nawet do sabotażu systemów AGV. Stan ten opisywał Dr K-T Karsh, Department of Industrial Engineering, University of Wisconsin-Madison „Ponieważ tak wiele rzeczy zmienia się wraz z wprowadzeniem nowej technologii, prawdopodobny jest opór pracowników, który może zmniejszyć lub uniemożliwić efektywne jej wykorzystanie”. Z tego powodu pierwsze wdrożenia robotów AGV były celowo izolowane, aby zapewnić bezpieczeństwo ludzi i uniknąć ingerencji w zadania, które wykonywały. W 1990 roku R.J.V. Lee i R. Leonard opisali zauważalną zmianę podejścia do robotów AGV, formułując ponadto stwierdzenie, że „bez współpracy [z ludźmi] inwestycje AGV nie przyniosą pożądanych korzyści i mogą stać się złą inwestycją”. Współcześnie AGV współpracują coraz bardziej ze swoimi „ludzkimi współpracownikami”, wykonując jednocześnie mniej ważne, prozaiczne zadania, dzięki czemu ludzie mogą skupiać się na bardziej strategicznych zadaniach, których nie można zautomatyzować.

„Rozumne” AGV

AGV stają się inteligentniejsze. Według analityków użycie tych robotów wzrośnie dziesięciokrotnie w ciągu kilku lat. Jak wylicza BIS Research, w prognozie na rok 2021, globalna wartość robotów (w tym AGV) używanych w logistyce i magazynowaniu wyniesie 14,42 biliona USD z czego 7,64 biliona USD (53 proc.) przypadnie na branżę e-commerce. (Wyk. 1)

Wyk. 1. Wartość globalnego rynku robotów wykorzystywanych w logistyce i magazynowaniu z podziałem na branże. Źródło: BIS Research.

Ponieważ potrzeba elastycznej, wydajnej i zautomatyzowanej realizacji handlu elektronicznego, zwłaszcza, gdy dostawa tego samego dnia stanie się normą, również roboty będą normą w magazynach – co ma stać się do 2025 r. Według ABI Research, w 2025 r. w ponad 50 tys. magazynów zostanie zainstalowanych ponad 4 milionów robotów dla e-commerce. Jak zauważa Nick Finill, starszy analityk w ABI Research – Elastyczność i wydajność stały się głównymi wyróżnikami na rynku realizacji e-commerce, ponieważ sprzedawcy detaliczni i 3PL walczą z niestabilnym popytem na produkty, sezonowymi szczytami i rosnącymi oczekiwaniami dotyczącymi dostaw konsumentów.

Boston Consulting Group w badaniu „Global Advanced Robotics Survey 2018” skoncentrowało się na logistyce wewnątrzzakładowej i magazynowaniu. Według raportu, autonomiczne roboty mobilne zyskują na znaczeniu w logistyce wewnątrzzakładowej i ostatecznie zastąpią zarówno stałe przenośniki taśmowe, które opierają się na taśmach magnetycznych. Uczestnicy badania oczekują, że do 2025 r. autonomiczne roboty będą ważniejsze niż klasyczne pojazdy AGV. Wskazując, że kilka rodzajów autonomicznych robotów mobilnych może podejmować zarówno zadania transportowe, jak i załadunkowe.

Wyk. 2. Wartość w bln USD globalnego rynku mobilnych robotów typy: AGV, AMR i UGV. Źródło: BIS Research

Na wykresie numer 2 opracowanym przez BIS Research widzimy, że dynamika wzrostu utrzyma się przynajmniej przez najbliższe cztery lata. Głównymi powodami tej optymistycznej prognozy są: wzrost kosztów pracy, niska dostępność nowej kadry pracowników, spadek cen robotów mobilnych na przestrzeni kilku lat, coraz łatwiejsze wdrożenie robotów.

Globalne wykorzystanie robotyki magazynowej stymulowane będzie przez rosnącą przystępność cenową i zwrot z inwestycji rosnącej liczby robotów lekkich infrastrukturalnych, ponieważ są one atrakcyjną i wszechstronną alternatywą dla tradycyjnych stałych automatycznych urządzeń mechanicznych lub operacji ręcznych.

Artykuł ukazał się w nr 4(8) sierpień-wrzesień 2019 czasopisma „Logistics Manager”.