Nový automatizovaný robotický sklad pro společnost Authentica

Výchozí stav a cíle projektu

Pro skladování zboží byly využívány kartonové a paletové regály. Skladovací kapacita prostor tak nebyla efektivně využívána. Kartonové regály sloužily pro snazší dostupnost zboží při vychystávání objednávek. Každá pozice měla svůj interní čárový kód. Nevyužitý disponibilní prostor nad kartonovými regály omezoval možnost růstu skladovací kapacity s narůstajícím počtem skladovaných SKU. 

Ačkoliv interní WMS má možnost evidovat rozměry jednotlivých SKU a vypočítat tak obsazenost dané skladové pozice, tak z důvodu vysokého počtu skladových karet nebylo možné manuálně pořizovat vstupní data o rozměrech. WMS, díky absenci vstupních dat, nevyužíval modulu pro kalkulaci a neměl informace o skutečné obsazenosti jednotlivých pozic. 

Vychystávání zboží probíhalo v režimu „multi-order picking“ na základě vygenerovaného seznamu objednávek k vychystání pro jednotlivé skladníky. Jednotlivé položky nebyly ve skladu uloženy na základě analýzy obrátkovosti a vychystávací trasy tak nebyly zcela optimálně plánovány. Pro vychystávání konkrétní položky bylo nutné naskenovat skladovací pozici, danou položku i lokaci na vychystávacím vozíku. Po dokončení vyskladňování je vozík s objednávkami předán na expedici do balící zóny. 

Před zabalením dané objednávky došlo ke skenování přepravky. WMS zobrazil seznam zboží, které má být v objednávce obsaženo. Opětovným skenováním položek dochází ke kontrole úplnosti objednávky a je možné potvrzenou objednávku zabalit a označit unikátním QR kódem pro jasnou identifikaci balíku na dopravníku. Na konci dopravníku je balík znovu naskenován a podle dat ze systému je vytištěný přepravní štítek a manuálně nalepený na balík. Toto vedlo k chybovosti, kdy přepravní údaje jednoho balíku byly skladníkem nalepeny na jiný balík. Připravené balíky byly manuálně tříděny na palety dle dopravce. Při manuálním třídění také vznikal prostor pro chybovost, kdy třídění probíhalo pouze na základě vizuální kontroly přepravního štítku. 

Hlavním cílem projektu automatizace provozu bylo maximální využítí skladovacích prostor v celé výšce a zajistit si tak dostatečnou kapacitu pro kontinuální rozvoj fulfillmentových služeb a rostoucí počet klientů. Automatizací provozu chtěla Authentica Fulfillment dosáhnout zrychlení a zefektivnění procesů vychystávání objednávek a jejich expedice. Sekundárním cílem projektu bylo optimalizovat provoz centra s nižší náročností na lidské zdroje, které jsou v současnosti na trhu práce nedostupné. 

Celkové požadavky a cíle projektu byly: 

• efektivní skladování s maximálním využitím výšky skladu (10 m)

• navýšení skladovací kapacity

• automatizace sběru informací o rozměrech skladovaných výrobků pro kalkulaci optimálního využití jednotlivých skladových pozic

• automatizovaná kontrolní váha expedovaných zásilek

• automatizovaná aplikace přepravních štítků

• automatické třídění expedovaných zásilek

Navržené řešení

Návrh řešení projektu na automatizaci logistického provozu vznikal ve spolupráci společností LogTech a VertiFlex, kdy šlo o generální dodávku z důvodů systémové integrace dílčích technologií a jejich napojení prostřednictvím integrační platformy a WCS systému VertiNode na Authentica WMS, který je hlavním provozně-informačním systémem společnosti. 

Jak vyplývá z cílů zadávací dokumentace, součástí navrženého řešení byl automatizovaný robotický sklad, válečkový dopravník s kontrolními, třídícími a aplikačními stanovišti a vstupní stanoviště pro měření a vážení nových položek do systému skladu. 

Skladování 

Nové skladovací kapacity měly vzniknout na ploše 54x45 metrů s využitelnou výškou skladu 10 metrů. S cílem dosáhnout nejlepšího využití kapacity skladovacího prostoru a snížení nákladů na skladování jedné jednotky byl navržen plně automatizovaný robotický sklad s vysokou hustotou zaskladnění. Minimální požadovaná hustota zaskladnění je 30 000 KLT přepravek o standardizovaném rozměru 600x400 mm s minimální výškou 280 mm a nosností 30 kg. Výkon robotického skladu je minimálně 1 500 doručených SKU k vychystávání za hodinu. 

Robotický sklad je vybaven 18 zakládacími a vychystávacími roboty RS 11 a 45 podjezdovými AMR roboty P40 od společnosti Geek+. Boxy se zbožím jsou do robotického skladu naskladňovány přes 23 naskladňovacích otvorů a prostřednictvím robotů P40 jsou dopravovány na předávací stanoviště ve spodních patrech regálů. Roboty P40 jsou vybaveny zvedací plošinou pro bezpečný nájezd do regálu a přesné odebrání připravené přepravky. Z předávacích stanovišť jsou přepravky zakládány na pozice prostřednictvím robotů RS 11, které jsou schopny zakládat do pozic ve výšce až 11 metrů. 

Roboty jsou řízeny WCS VertiNode, který vyvinula společnost VertiFlex. VertiNode je tak současně integrační platformou, která koordinuje a řídí činnost všech dalších technologií, dodaných v rámci projektu. VertiNode je napojený na interní Authentica WMS, nadřazený řídící systém, prostřednictvím API. 

Vyskladňování a expedice objednávek 

Při vychystávání roboty P40 převáží jednotlivé přepravky z předávacích stanovišť na jednu z deseti pickovacích stanic. Vychystávací stanice jsou vybaveny vizuálním značením cílového místa prostřednictvím technologie Pick-to-Light a zde se objednávky kompletují. Díky přístupu Tote-to-Person (zboží/přepravky k člověku) byla eliminovaná neefektivní a fyzicky namáhavá činnost – dlouhé pěší trasy skladníků „člověk ke zboží“. Došlo tak k výrazné úspoře času a obrovskému zvýšení efektivity vychystávání objednávek. 

Na vychystávací zónu navazuje 16 pracovišť pro balení hotových objednávek. Vychystávací zóna a navazující balící zóna fungují asynchronně, protože úlohy v těchto zónách nejsou vzájemně úměrné z pohledu časové náročnosti. Tomu odpovídá také vyšší počet balících stanovišť oproti deseti vychystávacím zónám. 

Zabalené objednávky jsou opatřeny unikátním QR kódem a předány na válečkový dopravník automatické třídící linky. Kapacita dopravníku je 450 balíčků za hodinu. Zarovnávací dopravník srovná zásilky na levou stranu pro navazující načtení QR kódů pomocí kamery Cognex. Identifikace QR kódu spustí tiskovou a třídící úlohu. Aplikace vytištěné etikety na zásilku trvá necelé 3 vteřiny. 

Po aplikaci štítku prochází zásilka kontrolním pracovištěm, zda je etiketa řádně nalepena. Dalším kontrolním bodem je zvážení zásilky a pořízení fotografie zásilky pro změření objemu zásilky. Po úspěšné kontrole zásilka přechází na navazující dopravníky a soubor třídících jednotek Flowsort, které podle třídících dat z předchozích fází zajistí vytřízení zásilky do příslušného výstupu. Výstup je řešený formou gravitačního skluzu, který je zakončený odebíracím stolem. Ze stolu jsou zásilky následně odebírány pro další manipulaci (finální roztřídění, rozložení na palety podle dopravců, apod.). Skluzy jsou vybavený detekcí zaplněnosti. V případě zaplnění třídiče nepošlou žádnou další zásilku, dokud není skluz uvolněn. Dopravníková linka je vybavena sedmi skluzy. Pět skluzů je určeno pro třídění zásilek podle dopravců, jeden skluz je pro nenačtené zásilky a jeden skluz je určený pro zásilky, které nebylo možné vytřídit z důvodu nedostupnosti výstupu nebo z důvodu ztráty trackingu zásilky na dopravníkové lince. 

Automatizace měření objemu nových SKU 

Pokud se do skladu zavádí nové položky, u kterých chybí v systému volumetrické údaje, je požadováno zajištění těchto informací a jejich přenos do ERP systému klienta.  Měření objemu nových položek provádí dedikované řešení Verti.Metric, které umožňuje rychle a přesně zvážit a změřit objem různých objektů. Technologie je dodávaná v konfiguraci na míru podle potřebné kapacity a konkrétních měřících a vážících úloh. Verti.Metric může být dodáváno ve stacionárním nebo dynamickém provedení. 

V dynamickém řešení je možné technologii integrovat do dopravníkového systému, kde jsou informace zjišťovány o průběžně projíždějících položkách (zboží, zásilky, palety apod.) V případě projektu Authentica bylo vybráno stacionární řešení pro zajištění vstupních informací do ERP systému zákazníka. Jedná se tedy o samostatné pracoviště, které je využíváno nárazově při zavádění nových SKU do systému, a je vybaveno kamerou Cognex s funkcí měření objemu, plošinovou váhou a ručním skenerem. Zařízení je určeno pro položky o rozměrech od 3,5 x 3,5 x 1,5 cm až po 75 x 55 x 55 cm. 

Warehouse control system VertiNode 

VertiNode je speciální řídicí a integrační platforma pro automatizovanou logistiku. Je kompatibilní s většinou skladovacích systémů a je vyvinutá interním softwarovým týmem společnosti VertiFlex. Warehouse control system VertiNode v tomto projektu komunikuje s nadřazeným WMS a zajišťuje obousměrnou výměnu informací mezi řídicím systémem jednotlivých technologií a WMS. 

Všechny skladové operace jsou spravovány interním WMS, který byl vyvinut na míru potřebám společnosti Authentica Fulfillment. Integrační platforma VertiNode je vhodným řešením pro klientské požadavky na komplexní řízení dodané technologie a současně na napojení na hlavní provozní informační systém Authentica. Napojení na WMS Authentica probíhá prostřednictvím REST API. VertiNode řídí dodané technologie nezávisle na klientském WMS a poskytuje nezbytné funkcionality: 

• ABC analýza obrátkovosti pro minimalizaci dojezdové vzdálenosti KLT/krabic k pracovníkovi, jež zboží vyskladňuje

• MIS/MES software spravující vychystávání zboží s napojením na aktuální Authentica WMS

• APS software pro efektivní plánování a vychystávání objednávek

• CMMS software pro správu údržby dodávaného zařízení

WMS řídí sběr informací o objednávkách a tyto předává podřazenému systému, v rámci, kterého probíhá vychystání a vyskladnění objednávek do předávacích míst. Tyto informace jsou následně předávány zpět do WMS, který výhradně řídí balení a expedici v rámci všech částí skladu. 

Závěr

Díky novému automatizovanému skladu společnost Authentica Fulfillment navýšila kapacitu svého skladu na 2,5 milionu odeslaných zásilek za rok. Inovativní řešení automatizovaného skladu kompenzuje nedostatek pracovní síly na trhu. Celková investice ve výši 3 miliónů EUR má kalkulovanou návratnost na tři roky.

V závěru projektu prošlo celé řešení náročným testovacím a zátěžovým procesem, aby veškeré operace běžely plynule i v maximálním zatížení provozu během sezónních špiček. Po ukončení pilotní fáze je celý systém napojený do řádného provozu celého skladu. Integrace všech částí systému do jednoho funkčního celku byla velkou výzvou. K jeho realizaci přispěly dlouholeté zkušenosti v oblasti automatizace a integrace na straně dodavatelských firem LogTech a VertiFlex. Na druhé straně to byl osvícenský přístup k automatizaci provozu na straně společnosti Authentica Fulfillment a maximální spolupráce všech zainteresovaných stran.

Nový robotický sklad, který je vybavený 63 roboty (18 zakládacími a vychystávacími roboty RS 11 a 45 podjezdovými AMR roboty P40) v současné době zvládne odbavit 20 000 objednávek denně a cílem je dosáhnout úrovně 500 000 objednávek měsíčně. Sklad aktuálně poskytuje logistický servis pro více než 50 e-shopů. Díky novému automatizovanému skladu se společnost Authentica Fulfillment stala poskytovatelem externích logistických služeb s nejrozsáhlejší robotizací v Česku.