Zastosowanie robotów mobilnych w magazynie

Na przestrzeni ostatnich kilku lat autonomiczne roboty mobilne (AMR) na stałe zagościły w naszej rzeczywistości, m.in. jako praktyczne rozwiązanie w zakresie automatyki magazynowej.

Według sprawozdania Warehouse Automation Market opublikowanego przez LogisticsIQ wartość globalnego rynku autonomicznych robotów mobilnych w 2025 roku przekroczy 4 mld dolarów, osiągając około 15-procentowy udział w segmencie robotów magazynowych. Z czego wynika ten wzrost? W jakich procesach magazynowych roboty mobilne biorą udział najczęściej? Szczegółowe odpowiedzi na te i inne pytania znajdziesz w dalszej części artykułu.

Czym są autonomiczne roboty mobilne?

Autonomiczne roboty mobilne, czyli AMR, (od angielskiej nazwy Autonomous Mobile Robots) to urządzenia zdolne do samodzielnego poruszania się po magazynie i wykonywania w nim rozmaitych zadań.

Autonomiczne roboty są wyposażone w zaawansowane czujniki, oprogramowanie oparte na sztucznej inteligencji oraz cyfrowe plany magazynu, zapewniające im prawidłową orientację w otoczeniu. Wykorzystuje się je zazwyczaj do przenoszenia lekkich jednostek ładunkowych (np. pudełek), chociaż istnieją też urządzenia tego typu przystosowane do transportu palet.

Magazynowe roboty mobilne współpracują z oprogramowaniem do kontroli magazynu WCS (Warehouse Control System), które z kolei komunikuje się z systemem WMS. Dzięki temu roboty AMR mogą wyznaczać najbardziej optymalne trasy transportu towarów, a także rozpoznawać i omijać przeszkody na trasie.

Rodzaje robotów mobilnych

Roboty mobilne dzielimy na różne kategorie w zależności od funkcji pełnionych w magazynie:

– Roboty mobilne do kompletacji

Roboty AMR mogą uczestniczyć w różnych zadaniach zależnie od stosowanego w magazynie rodzaju kompletacji:

• Roboty AMR do kompletacji metodą operator do produktu – robot mobilny pełni funkcję wózka do kompletacji zamówień (pick to cart), który samodzielnie podąża za operatorem. Pracownik pobiera odpowiednie produkty z regałów i odkłada je na robota. Po skompletowaniu zamówienia urządzenie przenosi produkty do obszaru konsolidacji i pakowania, dzięki czemu operator nie musi opuszczać strefy kompletacji.
• Roboty AMR do kompletacji metodą produkt do operatora – tego rodzaju roboty przenoszą regały (zwykle o niewielkich rozmiarach) z określonymi produktami na stanowisko kompletacji. Dzięki ułożeniu regałów w odpowiedniej kolejności pracownik magazynu może kompletować zamówienia, nie ruszając się z miejsca. Po zakończeniu tego procesu robot przenosi regał z powrotem na miejsce i przechodzi do realizacji kolejnego zadania.

Wymienione rodzaje robotów autonomicznych mogą być wyposażone w system pick to light, który ułatwia operatorowi wybór odpowiedniego produktu.

– Mobilne roboty sortujące

Autonomiczne roboty sortujące składają się z ruchomej platformy oraz czytnika kodów, które umożliwiają identyfikację paczek i kierowanie ich na odpowiednią linię wysyłkową. Operator przy stanowisku kompletacji odkłada paczki na robota, który skanuje etykietę, przetwarza zawarte na niej dane i przenosi paczki do strefy wysyłek.

Innego rodzaju roboty sortujące montuje się na podestach magazynowych. Na tego typu konstrukcjach znajdują się kanały wejściowe do doprowadzania towarów z wyżej położonych poziomów oraz kanały wyjściowe prowadzące do strefy wysyłek. Pracownicy magazynu odkładają paczki na roboty, które sortują otrzymane produkty i kierują je do odpowiednich wyjść.

Zalety autonomicznych robotów mobilnych (AMR)

Przyjrzyjmy się najważniejszym korzyściom wynikającym z zastosowania robotów mobilnych w magazynie:

• Elastyczność i szybkie wdrożenie – urządzenie nie wymaga wytyczenia tras przejazdu, co znacząco skraca proces wdrożenia. Robot może samodzielnie podejmować decyzje i dostosowywać się do zmian na podstawie informacji o otoczeniu dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Może na przykład odróżnić regał (przeszkodę stałą) od wózka (przeszkody tymczasowej) i na tej podstawie podjąć odpowiednie działanie.
• Dokładność – postępy w technologii nawigacji, zwiększenie precyzji czujników i wizji maszynowej przyczyniają się do poprawy bezpieczeństwa i sprawności robotów podczas wykonywanych zadań.
• Łączność – roboty mobilne współpracują z pozostałymi systemami magazynowymi, przy czym zakres tej współpracy znacznie się poszerzy wraz z pełnym wdrożeniem technologii 5G. Roboty usprawniają w dużym stopniu działanie magazynu, ponieważ stanowią dodatkowe źródło danych na temat prowadzonych w nim operacji logistycznych.

AMR a AGV

Autonomiczne roboty mobilne najczęściej porównuje się z powszechnie stosowanymi w magazynach wózkami samojezdnymi AGV.

Różnica między tymi rozwiązaniami jest podobna do różnic pomiędzy systemami automatycznymi i autonomicznymi. Podczas gdy pojazdy AGV poruszają się po wyznaczonych trasach wykrywanych przez systemy naprowadzania laserowego lub przewodowego, roboty autonomiczne na bieżąco dostosowują swoje trasy dzięki sztucznej inteligencji. Drugą istotną różnicą jest nominalny udźwig urządzeń – autonomiczne roboty mobilne przeznaczone są zwykle do obsługi lekkich ładunków, podczas gdy pojazdy AGV przenoszą zazwyczaj całe palety.

Jak wynika z Analizy rynku wózków samojezdnych AGV autorstwa Research and Markets łączny wzrost segmentu pojazdów AGV w 2019 roku wyniósł 6,8%. W tym samym okresie segment AMR odnotował wzrost o wielkości ponad 20%, co pokazuje sprawozdanie firmy doradczej IDC.

Tak czy inaczej, omawiane rozwiązania nie są względem siebie konkurencyjne, ponieważ odpowiadają na różne potrzeby. Wózki samojezdne znakomicie sprawdzają się przy obsłudze bardzo ciężkich ładunków w magazynach o w miarę stałych procedurach działania (czyli m.in. w logistyce produkcji). Dlatego właśnie tak bardzo upowszechniły się w przemyśle motoryzacyjnym i spożywczym, co pokazuje Raport firmy Mordor Intelligence na temat europejskiego rynku wózków samojezdnych (AGV).

Bezpieczeństwo i konserwacja systemów AMR

Roboty mobilne dopuszczone do użytku na terenie Unii Europejskiej muszą spełniać wymogi określone w normie EN 1525 (Wózki jezdniowe – Bezpieczeństwo – Wózki bez operatora i ich układy) oraz w szeregu niejednorodnych przepisów dotyczących bezpieczeństwa robotów w zależności od ich wyposażenia i zastosowania.

Niemniej jednak Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) pracuje już nad ujednoliceniem tych przepisów, które niebawem wejdą w życie pod postacią normy ISO 3691-4 wyznaczającej nowy ogólnoświatowy standard bezpieczeństwa dla omawianej technologii.

Roboty AMR, podobnie jak pozostałe automatyczne systemy magazynowe, należy uwzględnić w wewnątrzzakładowym programie konserwacji zapobiegawczej. W większości przypadków to dostawca urządzeń odpowiada za rozwiązywanie ewentualnych problemów technicznych lub przeszkolenie w tym zakresie pracowników działu utrzymania ruchu.

Inwestycja w autonomiczne roboty mobilne

Mimo że AMR, podobnie jak pozostałe systemy automatyczne, już na dobre zagościły w magazynach na całym świecie, jest to wciąż stosunkowo nowa technologia, której koszty rynkowe kształtują się na dość wysokim poziomie. Z danych opublikowanych przez ARK Investment Management wynika jednak, że w ostatnich latach segment robotyki przemysłowej odnotowuje bardzo wyraźne spadki cen podyktowane rozwojem technologicznym oraz ekonomią skali.

Ponieważ wdrożenie systemu nie wymaga wprowadzenia poważnych zmian w układzie magazynu, wypracowano już kilka popularnych wariantów w tym zakresie. Roboty autonomiczne można zakupić na własność lub opłacić licencję za ich użytkowanie (w wariancie RaaS od ang. Robotics as a Service, czyli robotyka jako usługa). To zdecydowanie poszerza możliwości przedsiębiorstw planujących ulokować kapitał w autonomiczne roboty mobilne.

Roboty mobilne w magazynie – maksymalna wydajność przy obsłudze lekkich ładunków

Kiedy zatem warto zastosować roboty mobilne w magazynie? Roboty AMR znakomicie sprawdzają się przy obsłudze zróżnicowanego asortymentu towarów o niewielkich rozmiarach, szczególnie gdy dodatkowo istotne są krótkie terminy dostawy.

Wskaźniki efektywności magazynu, jak np. liczba zamówień kompletowanych przez jednego pracownika w ciągu godziny czy czas trwania cyklu zamówienia wewnętrznego (dane te można uzyskać dzięki oprogramowaniu do zarządzania czasem pracy LMS) pozwalają obliczyć wymaganą wydajność robotów, przy której ich wdrożenie będzie opłacalne.

W związku ze wzrostem natężenia przepływu materiałów i coraz większą presją na marże w wielu magazynach inwestycja w roboty mobilne wydaje się rozsądnym krokiem w kierunku automatyzacji logistyki. Tym niemniej, aby zapewnić szybki zwrot z inwestycji w automatyzację procesów magazynowych, należy szczegółowo przeanalizować przebieg każdego z nich oraz możliwości włączenia systemu w bieżący rytm pracy.