ROBOTIKA V LOGISTICE: KOLIK SPOLEČNOSTÍ INVESTUJE DO ROBOTŮ?

Automatizace je jednou z hlavních oblastí vývoje v odvětví intralogistiky. Tento trend je dán především rychlým rozvojem internetového obchodu a nedostatkem logistických odborníků po celém světě, včetně obsluhy manipulační techniky ve skladech. Rostoucí objem zboží s integrovaným řízením vratek, vysoce synchronizované procesy dodávek, stále kratší dodací lhůty a složité skladové prostředí vyžadují automatizovaná řízená vozidla, která pracují samostatně.

Automatizovaná zařízení spolupracují s lidmi a vyznačují se vyšší flexibilitou a efektivitou v oblasti elektronického obchodu, automobilového průmyslu, módy a výrobní logistiky. Moderní výroba se bez průmyslových robotů neobejde. Automobily se vyrábějí téměř výhradně pomocí obřích průmyslových robotů, které provádějí stále stejné pohyby a pracovní kroky extrémně přesně a rychle. To je možné ve zcela statickém prostředí za použití konvenční sady algoritmů. Konvenční automatizovaná vozidla vyžadují upravené pracovní prostředí nebo zadání pevných tras, jako jsou optická vodítka nebo silniční značky.

Používáte nebo máte zájem využívat nejnovější robotické technologie v logistice?

Robotizace skladů je celosvětovým trendem, který vychází z potřeby urychlit logistické procesy. Podle Světové federace robotiky se v roce 2022 ve skladech používalo 75 tisíc robotů a loni se jejich počet zvýšil na 114 000. Očekává se, že globální trh s robotickými sklady v dodavatelském řetězci dosáhne do konce letošního roku 22,4 miliardy dolarů.

V posledních deseti letech se v zemích, které jsou technologickými lídry, rychle rozšiřuje využívání robotické skladové logistiky. Jen společnost Amazon v USA provozuje flotilu přibližně 200 000 skladových robotů. Zahraniční odborníci se domnívají, že svět stojí na prahu logistické revoluce.

Jedním z hlavních problémů při vybavování skladů roboty je doba návratnosti a snížení nákladů. Podle statistik se robot zaplatí za 2-3 roky, ale trh s robotikou již nyní vykazuje klesající trend nákladů na zavádění robotů do výroby. Očekává se, že doba návratnosti se bude zkracovat a ziskovost robotizace skladové logistiky se bude zvyšovat.

Současným trendem je zrychlení dodávek a zlepšení kvality služeb. To je do značné míry způsobeno rychlým růstem prodeje v internetových obchodech a na tržištích. Úkolem fulfillment center, kde se zpracovávají zásilky z e-shopů, je proto zvýšit rychlost transakcí a snížit chybovost.

Navzdory všeobecnému rozvoji nejsou dnes některé velké internetové obchody a vyřizování objednávek zásadně robotizovány. Účastníci trhu to přičítají tomu, že rychlý růst odvětví neumožňuje procesy stabilizovat, je třeba rychle budovat kapacity, je třeba rychle otevírat obchody s lidmi, ale bez robotů. Později však budou pracovat efektivně, což si vynutí zavedení automatizačních projektů.

Využíváte nebo plánujete v blízké budoucnosti využívat robotiku?

Ukázkovým příkladem je mobilní skladový robot Handle od společnosti Boston Dynamics: společnost vyvinula plně autonomní, kompaktní zařízení, které se dostane na jakékoli těžko přístupné místo a zároveň má rozšířené zorné pole. Díky tomu může robot rychle vykládat nákladní automobily, stohovat palety a přesouvat krabice po vlaku.

Trh elektronického obchodování roste jako lavina a do roku 2025 se předpokládá, že počet doručovaných zásilek vzroste na 5 miliard ročně nebo i více. Optimalizace skladových prostor je vzhledem ke stále rostoucím nákladům na nájemné i samotné pozemky žhavým tématem pro všechny zúčastněné. Je to dobrá perspektiva, ale s vážnými investicemi.

Moderné logistické zariadenia disponujú dobrou infraštruktúrou, ktorej robotizácia a automatizácia závisí predovšetkým od špecifík spracovávaných produktov v sklade. Weby pre viacerých zákazníkov sa spravidla vyznačujú tým, že pod jednou strechou sú sústredené zásoby viacerých zákazníkov s rôznymi produktmi, ktoré sa líšia logistickými parametrami a nárokmi na spracovanie.

Celosvětový trh se skladovou robotikou se začal rozvíjet teprve před 10 lety, kdy společnost Amazon začala ve svých skladech zavádět roboty Kiva pro vychystávání od člověka k člověku. V minulosti existovaly různé prototypy skladových robotů. A přesto předpokládejme, že prvním významným impulsem pro trh se skladovými roboty bylo vytvoření společnosti Amazon Robotics prostřednictvím akvizice společnosti Kiva Systems. Přitom trh se skladovými roboty zaznamenal výrazný růst teprve v posledních 2 letech. To je do značné míry způsobeno pandemií koronaviru, kdy se zvýšila potřeba rychlého dodání zboží při nedostatku personálu ve skladech.

Asie předstihuje Ameriku a Evropu, pokud jde o robotizaci, především díky Číně, následuje Amerika a pak Evropa. Přitom pouze čínská společnost JD.com. se může pochlubit plnou automatizací procesů pomocí robotů.

Jak vaše organizace aktuálně postupuje v získávání a propagaci robotiky ve vašich skladech?

V roce 2020 získala společnost Jungheinrich AG se sídlem v Hamburku podíl v mnichovském robotickém startupu Magazino GmbH. Společnosti se dohodly na rozsáhlé strategické spolupráci a hodlají spojit své odborné znalosti v oblasti automatizace skladů.

Magazino vyvíjí a vyrábí přepravní roboty, které analyzují prostředí a jsou schopny se rozhodovat na základě situace. V roce 2014 společnost vstoupila na trh uvedením samohybného vychystávacího robota, který se dokáže pohybovat po skladu po optimálních trasách a přesně vychystávat správné krabice. Tento systém se již používá ve skladech různých společností zabývajících se elektronickým obchodováním.

Boston Consulting Group předpovídá, že podíl úkolů vykonávaných roboty vzroste ze současných 8 % na 26 % do roku 2025. Lídry v robotické výrobě se stanou Čína, Německo, Japonsko, Jižní Korea a Spojené státy. Dohromady na ně připadá 80 % všech nákupů robotů. Na rozdíl od lidí, kteří mohou zdvojnásobit svou produktivitu za 10 let, mohou roboti podle analytika BCG Sirkina zdvojnásobit svou produktivitu každé čtyři roky.

V případě společnosti Jungheinrich je naší oblastí sklad a navigace spočívá především ve dvou věcech: zaprvé v nalezení cesty na dané místo a vyhnutí se překážkám a zadruhé v provedení požadované nakládací operace. Například po příjezdu na místo musí roboti identifikovat cílový předmět na podlaze nebo na regálu a poté jej úspěšně vyzvednout. AGV neboli automatizovaná vozidla se používají především ve skladech pro opakující se operace, jako je přesun zboží z jednoho místa na druhé, ukládání zboží do regálů nebo nakládání/vykládání nákladních automobilů.

Pro jaké účely byste raději robotiku využívali?

V průzkumu společnosti Ernst & Young více než 40 % respondentů uvedlo, že nyní aktivně investují do robotizace a automatizace svých podniků, protože se „připravují na svět po krizi“. Výsledkem je, že obchodní robotika a automatizace, které již v posledních letech nabraly na síle, se během pandemie pouze zrychlily.

Například ukrajinská společnost SYNEX LOGISTICS byla založena v roce 2022 během války. Dnes obsluhuje desítky klientů zabývajících se smluvní logistikou na Ukrajině a přepravuje po celém světě s využitím pokročilých robotických technologií.

V terminologii je však jeden sporný bod: jsou robotika a automatizace synonyma? Podíváme-li se na to blíže, zjistíme, že mnoho dnešních konvenčních robotů jsou prostě velmi výkonné stroje. Přestože jsou tyto roboty nejmodernější, spadají pod tradiční robotiku. Jejich akce jsou plně předurčeny, což znamená, že jsou spíše deterministické než autonomní. Dalším příkladem je pračka. Po stisknutí tlačítka se spustí standardní operační postup. Neexistují zde žádné varianty.

Roboti jsou zároveň senzomotorické stroje s rozšířenými schopnostmi jednat tam, kde člověk nemůže. Skládají se z mechatronických součástí, senzorů a řídicích funkcí počítače. Z hlediska složitosti se robot výrazně liší od ostatních strojů počtem stupňů volnosti, rozmanitostí a rozsahem forem chování.

Největším rozdílem mezi jednoduchým strojem a robotem je tedy schopnost jednat v určitých situacích samostatně. Čím rozmanitější a dynamičtější je prostor, tím chytřejší musí být roboti. To se týká i jejich schopnosti autonomní navigace

Sklady v reálném světě nejsou statické. Pracují v nich lidé a prostředí se neustále mění; zboží se pohybuje a přicházejí a odcházejí nové překážky. V každém prostředí, kde pracují lidé, je prostředí dynamické a podléhá změnám. Lidé nejsou roboti, jejich pohyby nejsou předem definované. Lidé neumisťují předměty s milimetrovou přesností, dokonale vyrovnané s regálem. Robot musí být schopen se s tímto lidským chaosem efektivně a spolehlivě vypořádat. V každé situaci musí robot určit nejlepší cestu skladem a nejlepší místo pro uchopení cílového předmětu. Setkává se také s překážkami a dalšími pohybujícími se objekty.

Jaké typy komerční robotiky byste chtěli používat ve svém logistickém podnikání?

Aby roboti mohli spolehlivě a hladce fungovat i v takových podmínkách, potřebují dovednost: schopnost přizpůsobit se. K tomu potřebují co nejvíce informací o aktuální situaci ve svém okolí. Díky těmto informacím mohou přizpůsobit svou dráhu a pracovat efektivněji. Tento koncept vychází ze skutečnosti, že jednotliví roboti mohou během své práce shromažďovat údaje o svém místním prostředí. Náš přístup tedy spočívá v poskytování mapování a lokalizace na bázi cloudu v dynamickém prostředí skladu.

 

Pokaždé, když robot prochází uličkou, vnímá své okolí pomocí senzorů a kamer. Pokud na své cestě narazí na překážku, zastaví se a hledá jinou cestu k cíli.

 

Prognóza vývoje světového trhu s logistickými roboty od IFR (International Federation of Robotics) na léta 2017-2022, údaje v tisících kusů:

 

Aby se úspěšně přesunuli z bodu A do bodu B, musí nejprve najít sami sebe a poté překonat překážky a nové situace na cestě. Za tímto účelem jsou roboti vybaveni inteligentními algoritmy a kolektivním vnímáním.

 

Není již fantazií, pokud robot A může sdílet své znalosti s robotem B. Ve spolupráci s Google Cartographer byla pro roboty Magazino dodatečně vyvinuta knihovna pro lokalizaci a mapování v reálném čase. Konkrétně to znamená, že každý robot ve skladu odesílá data do cloudu a současně porovnává svou uloženou mapu interního skladu s daty v cloudu.

 

Tímto způsobem již mohou roboti sdílet své znalosti o prostředí a využívat je k lokální optimalizaci. Můžeme říci, že skupina robotů kolektivně vnímá prostředí a společně se zlepšuje: roboti jsou skuteční týmoví hráči.

 

Díky novým automatizačním technologiím mohou pracovat vedle lidí. Flexibilní plánování trasy, inteligentní vyhýbání se překážkám a síťová komunikace umožňují robotům samostatně provádět skladovací a vychystávací příkazy.

 

Samoučící se montážní roboty například uvolňují lidské pracovníky. Ve skladu mohou tito roboti provádět nejen jednotlivé kroky, ale skutečně vykonávat všechny operace, které dělají lidé, například dokončit celý proces vychystávání. To znamená, že robot může pokračovat v práci i v noci poté, co lidem skončí směna. Jsou připojeni k systému řízení skladu a příkazy k vychystávání dostávají prostřednictvím Wi-Fi. Poté se samy přesunou ke správnému regálu, pomocí kamer a senzorů identifikují cílový předmět, vyberou jej, uloží a přepraví k dalšímu zpracování.

 

Statistiky využití robotiky v logistice:

 

 

Například díky rozsáhlým investicím do průmyslové robotiky se Čína již dostala na páté místo na světě, pokud jde o hustotu průmyslových robotů ve výrobě. Čína tak poprvé předstihla Spojené státy, které jsou na 9. místě na světě. Rusko podle tohoto ukazatele nepatří do první dvacítky zemí světa.

 

 

Hustota průmyslových robotů je klíčovým ukazatelem průmyslové automatizace. Na konci roku 2021 připadalo ve světě v průměru 141 robotů na 10 000 průmyslových pracovníků, což je více než dvojnásobek hodnoty před 6 lety.

 

 

O jaké využití průmyslových robotů se zajímáte ve vaší logistické společnosti?

 

Vždy existuje riziko neefektivního využití zařízení, neúplného využití, nekompatibility řídicího systému robota s informačním systémem řízení podniku atd. Proto jsou přísně v souladu s principy tzv. sdílené ekonomiky poskytovány roboty k využití.

 

To znamená, že namísto nákupu drahého zařízení a jeho vlastního provozování dostávají klientské společnosti k užívání plně hotového a správně nakonfigurovaného logistického robota a platí dodavateli zařízení měsíční nájemné. To výrazně zlepšuje ekonomiku projektů skladové robotizace, protože dává klientské společnosti „právo na chyby“.

 

Další perspektivní oblastí pro využití robotů v logistice je balení zboží. Tento proces vytváří kompaktní a univerzální přepravní jednotku, která je vhodná pro nakládku a vykládku, skladování a přepravní operace. Ve vojenské logistice je bandážování vysoce účinnou metodou zkvalitnění logistických procesů, kterou vojáci (sily) často využívají k řešení speciálních úkolů.

 

Jaké jsou vaše celkové úspěchy v oblasti robotiky?

Další slibnou oblastí robotizace logistických operací je využití bezpilotních vozidel pro doručování nákladu. Dopravní komplex budoucnosti zahrnuje tyto komponenty:

• sítě, včetně robotických vlaků, letadel, hyperloopů, lodí, „vzducholodí“, těžkých nákladních dronů, kombinovaných do „autovlaku“ robotických nákladních vozidel;

• mobilný komponent, ktorý bude zahŕňať autobusy, mikrobusy, pojazdné kiosky a obchody, ako aj štandardné robokáry. Patria sem aj mobilné „matky“ pre kuriérske drony a roboty;

• způsob dodání zboží na „poslední míli“. Logistické vrtulníky a drony typu malých letadel, pozemní kurýři.

Zavedení řídicích systémů s autonomními nebo dálkově řízenými roboty ve velkých skladech (zásobovacích základnách) zlepší kvalitu a bezpečnost personálu, stejně jako efektivitu řešení úkolů plánování, výběru a nakládky výrobků do vozidel.