Jak działają magazyny zautomatyzowane?

W obliczu coraz większych wymagań rynku, automatyzacja magazynów przestaje być luksusem, a staje się koniecznością.  Głównymi korzyściami zautomatyzowanego magazynu są mniejsze koszty składowania, praktycznie zerowy współczynnik błędów oraz szybsza realizacja procesów.

Magazyn zautomatyzowany – definicja

Magazyn zautomatyzowany to magazyn, w którym przeważająca część operacji jest realizowana automatycznie, przy użyciu zaawansowanych urządzeń oraz technologii. Główną zmianą jest tu ograniczenie zadań realizowanych przez człowieka, sprowadzając je najczęściej do monitorowania i nadzorowania procesów, a nie ich fizycznej realizacji.

Rozwój technologii oraz wzrost sektora e-commerce spowodowały, że automatyzacja magazynów stała się jednym z najważniejszych trendów w logistyce magazynowej. Jest to odpowiedź na potrzebę szybkości oraz precyzji procesów.

Magazyny zautomatyzowane – rodzaje

Jeśli przyjmiemy stopień automatyzacji magazynu jako kryterium klasyfikacji, możemy wyróżnić dwa rodzaje magazynów:.

• Magazyny półautomatyczne: wykorzystują urządzenia wspomagające (np. podajniki, przenośniki, wózki systemowe), które usprawniają procesy, ale wciąż wymagają znacznej pracy ludzkiej.
• Magazyny w pełni zautomatyzowane: magazyny gdzie większość procesów jest realizowana przez roboty, systemy regałowe i zaawansowane oprogramowanie WMS. W takim obiekcie wszystkie najważniejsze procesy – od przyjęcia, przez składowanie, aż po wysyłkę – są zautomatyzowane i działają bez stałej fizycznej obecności człowieka, opierając się na robotyce i zaawansowanych systemach sterowania (AS/RS, WMS/WES/WCS). Cechuje się pracą 24/7/365, bardzo wysoką gęstością składowania i minimalną stałą obsadą techniczną, co pozwala na obniżenie bieżących kosztów operacyjnych.

Granicą wydajności dla zautomatyzowanych magazynów przestaje być produktywność pracownika, a staje się nią maksymalna wydajność samego systemu automatyki.

Wyposażenie magazynu zautomatyzowanego

Klucz do wydajności magazynu zautomatyzowanego leży w odpowiednio dobranych technologiach i urządzeniach. Przykładowe wyposażenie magazynu zautomatyzowanego to przede wszystkim:

1. Systemy składowania i transportu:

• Zautomatyzowane systemy składowania i pobierania (AS/RS): które autonomicznie zarządzają zapasami, optymalizując przestrzeń i przepustowość. Wyróżnia się systemy Unit-Load (do obsługi palet) oraz Mini-Load (do obsługi mniejszych jednostek, kartonów lub pojemników, idealne dla dużych wolumenów i wysokiej częstotliwości dostępu).
• Regały automatyczne: regały z bezpośrednim dostępem (gdzie operatora zastępuje automatyczna układnica paletowa) lub systemy składowania akumulacyjnego, takie jak regały przepływowe, które maksymalizują wykorzystanie przestrzeni kosztem braku bezpośredniego dostępu do każdej jednostki.
• Systemy Shuttle (Wahadłowe): ułatwiają one przygotowanie dużej liczby zamówień dziennie i zapewniają stały, bezpieczny obieg towarów. Systemy te są kluczowe dla firm o wysokiej dynamice zamówień.
• Robotyka mobilna:
  • AGV (Automated Guided Vehicles): wózki kierowane, które poruszają się po z góry ustalonych, stałych trasach, np. transportując palety w strefach produkcyjnych.
  • AMR (Autonomous Mobile Robots): roboty autonomiczne, które wykorzystują zaawansowane czujniki i AI do dynamicznej nawigacji, omijania przeszkód i rekonfigurowania tras za pomocą oprogramowania, oferując znacznie większą elastyczność.

2. Systemy IT: zarządzanie i sterowanie

Pełna funkcjonalność zautomatyzowanego magazynu wymaga hierarchii zaawansowanego oprogramowania:

• WMS (Warehouse Management System): pełni funkcję „mózgu” strategicznego. Zarządza zapasami, lokalizacjami składowania i odbiera zlecenia (często z ERP). Optymalizuje trasy pobierania oraz równoważy zadania między systemami automatycznymi a operatorami. WMS automatyzuje również proces przyjęcia towaru, obsługując awizo, numery seryjne i dynamiczne przypisywanie lokalizacji.
• WES (Warehouse Execution System): w nowoczesnych operacjach WES działa jako koordynator wykonawczy, wypełniając lukę między WMS a maszynami. Optymalizuje on przepływ zadań i zasobów w czasie rzeczywistym, co jest niezbędne dla maksymalizacji wydajności w elastycznych środowiskach.
• WCS i MFC (Warehouse Control System / Material Flow Control): systemy te łączą logikę zarządzania z fizycznymi maszynami (układnicami, przenośnikami). MFC steruje fizycznym transportem z miejsca A do B, komunikując się ze sterownikami PLC urządzeń.

Magazyny zautomatyzowane – perspektywy rozwoju

Cel, do którego dążą magazyny zautomatyzowane, to w pełni inteligentne i autonomiczne operacje. W tej perspektywie istotne są dwa trendy technologiczne:

Sztuczna inteligencja (AI): AI i uczenie maszynowe (ML) zwiększają dokładność operacji i efektywność operacyjną. Wykorzystanie AI do analityki predykcyjnej umożliwia prognozowanie popytu i wydajności maszyn, a w robotyce – pozwala robotom AMR na lepszą identyfikację obiektów i bezpieczniejsze wytyczanie tras.

Sieć 5G: ultraszybka łączność szerokopasmowa jest niezbędna do efektywnego zarządzania złożonymi flotami robotów mobilnych (AMR), zapewniając niezawodną komunikację między dziesiątkami maszyn i systemami sterowania w czasie rzeczywistym.

Wdrożenie systemów automatycznych diametralnie zmienia strukturę kosztów, przechodząc od dominacji kosztów zmiennych (praca) do kosztów stałych (inwestycja – CAPEX). Mimo wysokich kosztów początkowych, uzasadnieniem dla inwestycji jest stabilność operacyjna, wzrost pojemności magazynowej.

Podsumowując, magazyny zautomatyzowane to synteza zaawansowanego wyposażenia magazynu zautomatyzowanego (AS/RS, AMR) i inteligentnego oprogramowania (WMS/WES/WCS).