Solución de reposición para la automatización de logistica
Las demandas de crecimiento sin precedentes han llevado a las empresas minoristas de alimentación a buscar soluciones de automatización más rentables. Si bien las operaciones de preparación de pedidos están aplicando una variedad de soluciones automatizadas, las operaciones de trasiego prácticamente se pasan por alto. El trasiego representa la segunda mayor necesidad de personal y es la más peligrosa.
Para 2026, los mercados de automatización de almacenes alcanzarán un valor aproximado de 30 000 millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) media del 14 % entre 2020 y 2026. La curva de crecimiento de este mercado se atribuye a la transición al comercio electrónico y a las redes de distribución omnicanal. La automatización se centra principalmente en los robots móviles autónomos (AMR´s), siendo el comercio electrónico de alimentación la categoría más importante de este mercado. (Fuente: LogisticsIQ)
En 2021, 290 empresas (incluidas las startups) ofrecen y/o desarrollan soluciones para el cumplimiento de pedidos de mercancías al operador. Las aplicaciones de mercancías al operador pueden alcanzar millones de dólares en software y equipos. Las soluciones varían en cuanto a tecnología, con el objetivo final de mejorar la eficiencia al reducir la necesidad de que los operadores caminen mucho. La mayoría de las soluciones de siete cifras reducen a la mitad la mano de obra necesaria para las tareas de preparación de pedidos.
Los proveedores establecidos y docenas de startups respaldadas por cientos de millones de dólares de inversores han comenzado a desarrollar la selección robótica de piezas para automatizar la tarea restante de recogida/transferencia de artículos. Se espera que la selección robótica de pedidos reduzca aún más la mano de obra del 27 % al 6 % del coste total de mano de obra de cumplimiento. La incorporación final de la robótica a la selección de piezas automatizará el 90 % de toda la selección de pedidos.
Antes de que se implementaran los sistemas avanzados de cumplimiento automatizado, el personal necesario para la preparación de pedidos en los almacenes de comestibles representaba el 55 % del total de la mano de obra necesaria, mientras que las operaciones de decantación representaban el 25 % de los costes laborales. Pero, hasta ahora, las inversiones en el trasiego han quedado rezagadas en el sector de logistica de pedidos.
¿Qué es el trasiego?
La mayoría de las tecnologías aplicadas para automatizar la distribución de productos alimenticios se basan en contenedores de almacenamiento y manipulación uniformes, como las cajas de almacenamiento. El trasiego es el proceso de retirar los artículos o los envases interiores de sus contenedores de transporte originales y colocarlos en cajas para sistemas de almacenamiento automatizados que mueven selectivamente las cajas a los recogedores y robots para el cumplimiento de los pedidos.
Si bien la automatización de trasiego y el cumplimiento de pedidos ha crecido rápidamente, el trasiego se ha pasado por alto, probablemente debido a una combinación de factores como el momento y el desarrollo de las tecnologías existentes. La mayor parte de la automatización de la entrega de mercancías al operador ha sido una progresión de los diseños y la tecnología basados en cintas transportadoras. La evolución de los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (ASRS) y los AMR´s para dar servicio a las estaciones de mercancías al operador ha sido el centro de atención de la ingeniería hasta la fecha y, en realidad, debe estar en marcha antes de que el proceso de trasiego pueda desarrollarse plenamente. Los recientes avances en los sistemas ASRS robóticos AMR verticales y las soluciones AMR basadas en el suelo han proporcionado importantes avances, han reducido los costes y han acortado los plazos de instalación. Algunas empresas ya han revolucionado el concepto de almacenamiento de mercancías al operario, y la robótica AMR ofrece soluciones modulares y escalables adicionales que han reducido los plazos de amortización de tres o cuatro años a menos de dos.
La expansión de las soluciones de "mercancías al operario" sienta las bases para que la selección de piezas robotizada evolucione más rápidamente. Los costes de la slección de piezas robotizada se justifican cuando se combinan con soluciones de "mercancías a la persona" o robotizadas de bajo coste. Con la automatización satisfactoria del coste laboral más elevado (cumplimiento), la automatización del proceso de trasiego será el siguiente proceso que deberá abordar el sector.
El trasvase es un nuevo objetivo de automatización
En 2020, los artículos sobre los principales minoristas de comestibles en línea discutían los planes para automatizar las operaciones de trasiego. El integrador de sistemas de FANUC, Robótica, Inc., ya estaba muy por delante en este ámbito. En 2017, demostraron el levantamiento de piezas de productos blandos en la feria Promat, mucho antes de que otras empresas tuvieran esta capacidad. En 2018, Robótica dejó de lado la selección de piezas para centrarse en el embalaje (ePack) y la automatización del trasvase. Existían pocas soluciones en estas áreas, pero los años de desarrollo de Robótica en relación con la tecnología de apertura automática de cajas (ABOT) y la manipulación de mercancías fueron de gran ayuda.
Los esfuerzos se aceleraron realmente en 2020 debido a las presiones del COVID-19 sobre el comercio electrónico. El primer prototipo de ePack™ de Robótica se demostró con un éxito muy alto. Por primera vez, una caja de envío entró en la zona de trasvase y su contenido se empaquetó cuidadosamente en subcompartimentos de bolsas.
El éxito de la demostración de la automatización completa del trasiego, que proporciona un reabastecimiento integrado para varios sistemas automatizados de mercancías al operador, se atribuye directamente a las importantes patentes avanzadas de Robótica para la tecnología de trasiego. A través del desarrollo y las pruebas continuas para aplicaciones específicas de comestibles, Robótica ha producido sistemas robóticos de trasvase que pueden ofrecer un retorno de la inversión en mano de obra en menos de 12 meses.
Aprovechamiento de la tecnología existente
Gran parte de la tecnología para el trasiego automatizado ya estaba desarrollada y formaba parte de la cartera de propiedad intelectual de Robótica. Muchas de sus tecnologías de apertura de cajas han obtenido patentes nacionales e internacionales que respaldan la evolución del trasiego automatizado a partir de la apertura automatizada de cajas, incluido ABOT®, que es un componente clave en la automatización del trasiego. Ahora, ABOT M1 está disponible con robots industriales FANUC de última generación, metrología y capacidades de IA para apoyar el trasiego de productos a bolsas. La potencia computacional y de detección de ABOT M1 lo convierte en la plataforma inteligente de última generación del sector para procesos de trasiego automatizados, lo que facilita la integración con sistemas AMR de mercancías a persona y otros procesos automatizados o celdas de trabajo.
"El desarrollo continuo de la tecnología ePack ha dado lugar a mejoras y nuevas capacidades, con una hoja de ruta clara para la automatización de las estaciones de embalaje", afirma Jay Dugat, presidente de Robótica, Inc.
Robótica ha descifrado definitivamente el código y ha desarrollado una solución automatizada completa para los sistemas de trasvase de mercancías al operador. Las unidades estándar de ABOT M1 y ePack están en producción, y los nuevos avances han dado lugar a nuevos sistemas para 2021 que proporcionan mayores capacidades de manipulación, velocidades más altas, menor espacio ocupado y menores costes.
Selección automatizada en comparación con los métodos de levantar piezas o de corte y descarga
Aunque la selección de piezas ofrece un manejo discreto de unidades y la capacidad de producir pilas eficientes de productos en contenedores y subcompartimentos, no es lo suficientemente flexible como para gestionar una variedad de SKU ni alcanzar las tasas deseadas. La selección robótica de piezas se limita a un subconjunto restringido de SKU y, sin la capacidad de IA, la capacidad del sistema de selección para reconocer unidades individuales al embalarse en una caja de envío también es limitada.
Los requisitos de herramientas también restringen los artículos que se pueden recoger. Considere la amplia gama de envases de productos en constante cambio, desde botellas de leche de un galón, hasta paquetes de papel de aluminio delgados orientados verticalmente con mezclas para dip, hasta envases blíster de cosméticos. Por encima de todo, la selección de piezas adolece de bajas tasas para los requisitos de trasiego. Una celda robótica típica de trasiego de selecció de piezas funcionaría bien con unas 600 unidades de embalaje interior por hora. Los artículos más grandes o pesados ralentizarían el sistema debido a los tiempos de accionamiento de las herramientas. Por lo tanto, una celda de selección de piezas individuales que realiza trasiegos solo puede alcanzar una media de 500 unidades de embalaje interior por hora con configuraciones de embalaje limitadas.
Según Dugat, de Robótica, su celda única ePack puede manejar hasta 20 000 unidades de embalaje interior por hora con muchas menos limitaciones en cuanto al tipo de embalaje, incluyendo cilindros, paquetes de aluminio y cartones.
Los métodos de corte y vertido pueden ser rentables, pero tienen varias limitaciones. De hecho, Robótica ofreció esta tecnología hace más de 10 años para una selección limitada de SKU en un proceso de reempaquetado semiautomatizado. Sin embargo, la desventaja del corte y vertido es la gran variedad de SKU que se requieren para los procesos de trasiego actuales. En el método de corte y vertido, los artículos caen libremente en la bolsa, con la posibilidad de dañar los productos y el embalaje. Esto suele ocurrir cuando se mezclan SKU en una sola bolsa, y realmente causa problemas con los artículos de vidrio y los líquidos pesados con sellos frágiles. Además, la dispersión de las unidades que caen libremente no suele producir una alta eficiencia e impide la carga de múltiples envases internos o diferentes SKU en la bolsa. Tampoco es capaz de admitir múltiples SKU en bolsas subdivididas.
Apertura de cajas con éxito gracias a la IA
La apertura fiable de cajas es fundamental para las operaciones de trasiego automatizadas. La apertura automatizada de cajas para los procesos de selección o trasiego anteriores requería la intervención del operador. Esto significaba que se necesitaban trabajadores en las fases posteriores para resolver cualquier problema con la apertura de cajas. Sin embargo, dado que cada vez más empresas tienen dificultades para contratar y retener a trabajadores para realizar este proceso, está claro que la apertura automatizada y fiable de cajas es imprescindible para el éxito.
El ABOTm-1 de segunda generación de Robotica, líder en el sector para el trasiego automatizado, es una evolución natural tras años de experiencia en el diseño y la producción de múltiples tecnologías comercializadas de apertura automatizada de cajas. Ahora, el ABOTm-1 utiliza elementos de datos para abrir con éxito las cajas sin dañar el contenido del embalaje interior. Los sistemas de primera generación requerían que un operador introdujera los datos de varios paquetes y utilizaban una base de datos manual para mantener la información. Sin embargo, rápidamente se hizo evidente que una base de datos manual no sería efectiva para muchos almacenes de comercio electrónico que procesan decenas de miles de SKU con paquetes y cajas de envío en constante cambio. Además, en la cultura de distribución actual, que evoluciona rápidamente, mantener una base de datos manual de esta magnitud requiere demasiado trabajo y tiempo.
La segunda generación de ABOT utiliza el aprendizaje autónomo de las dimensiones de las cajas y las métricas de corte. Este método proporciona una gestión eficaz de los datos y la capacidad de abrir con precisión una gama cada vez mayor de tamaños y configuraciones de cajas, al tiempo que se protegen los paquetes internos. El módulo de IA permite un aprendizaje y una mejora continuos que pueden compartirse entre varias máquinas ABOTm-1 en una red.
ABOT + ePack: la solución ideal para sistemas de trasiego. Características y ventajas
La combinación de la apertura de cajas ABOTm-1 con trasiego y un robot FANUC en la tecnología ePack se ofrece en dos modelos de producción modulares estándar para una rápida entrega e instalación. Los sistemas ABOT+ ePack se configuran e integran fácilmente en aplicaciones de microdistribución y grandes centros de distribución. Por ejemplo, un solo ePack-Micro procesa hasta 400 cajas de envío por hora, y un solo ePack-DC maneja hasta 800 cajas por hora. Se consiguen volúmenes más altos utilizando múltiples celdas, y las opciones incluyen recepción automatizada, despaletización, dimensionamiento, pesaje y escaneo.
La automatización de decantación de Robótica se puede integrar con el movimiento robótico de materiales o con una cinta transportadora existente. La tecnología ePack simplifica el movimiento de materiales para la decantación. Se pueden manejar, almacenar y gestionar los suministros de reposición (cajas donantes) y el inventario de pedidos (cajas).
Los sistemas ePack se conectan fácilmente con diversos AMR o robots de transporte de mercancías sin necesidad de programación especial ni equipos de interfaz. Además, ePack es experto en la recepción y entrega de cajas de inventario desde y hacia posiciones estáticas en estantes o hacia una cinta transportadora de selección. Además, ePack puede acceder a las cajas de forma aleatoria para almacenarlas temporalmente, emparejarlas por SKU y/o emparejarlas por compartimentos.
No es necesario preprogramar ePack para SKU específicas o formas de artículos y tamaños de cajas. Las cajas y contenidos nuevos se gestionan automáticamente según reglas que la IA de ePack ajusta constantemente.
Se pueden colocar múltiples cargas de artículos de embalaje interior en una caja o subcompartimento utilizando la eficiencia volumétrica de ePack, que empareja automáticamente los tamaños de los subcompartimentos con el tamaño del lote de la unidad. La capacidad de consolidar artículos ayuda a reponer las cajas parcialmente llenas; ePack puede crear espacios vacíos o huecos con artículos parcialmente llenos y ubicados aleatoriamente en una caja de destino y, a continuación, llenar el hueco creado con artículos de embalaje interior adicionales de reposición.
ePack maneja automáticamente una gama extremadamente amplia de formas, tamaños y embalajes de unidades, incluyendo latas, botellas, formas libres y envases blíster. La orientación de los artículos unitarios es variable en función del mejor ajuste o se anula (parte superior de la unidad hacia arriba) para los artículos propensos a derramarse. Los artículos de cristal y los artículos unitarios frágiles se cargan con cuidado. Las cajas de envío vacías y las tapas se transfieren automáticamente al reciclaje.
En conclusión, es importante recordar que, en términos de costes de mano de obra, el trasiego solo es superado por los trabajos de cumplimiento de pedido. Además, casi todos los productos solicitados en línea proceden de una caja de envío que debe abrirse antes de que esos artículos o envases internos se retiren y se coloquen en bolsas que contienen el producto para el cumplimiento del pedido. En un momento en el que se están realizando importantes inversiones para desarrollar operaciones de selección automatizadas, el nuevo ABOTm-1 de Robótica representa la única tecnología completa de proceso de trasiego automatizado.
Si busca un retorno de la inversión espectacular en automatización robótica, la solución de trasiego ABOTm-1 de Robótica, que incluye el robot Slugger de FANUC, le dejará boquiabierto.
