Las demandas de crecimiento sin precedentes han llevado a las empresas minoristas de alimentos a buscar soluciones de automatización más rentables. Si bien en las operaciones de selección de pedidos se están aplicando diversas soluciones automatizadas, las operaciones de trasvase prácticamente se pasan por alto. El trasvase representa la segunda mayor necesidad de personal y es la tarea más peligrosa.
Para 2026, los mercados generales de automatización de almacenes alcanzarán aproximadamente 30 mil millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) promedio del 14 % entre 2020 y 2026. La curva de crecimiento de este mercado se atribuye a la transición hacia el comercio electrónico y las redes de distribución omnicanal. La automatización se centra principalmente en los robots móviles autónomos (AMR), siendo el comercio electrónico de comestibles la categoría más grande en este mercado. (Fuente: LogisticsIQ)
En 2021, 290 empresas (incluidas las startups) ofrecen y/o desarrollan soluciones para el cumplimiento de pedidos mediante el sistema «mercancía al operador». Las aplicaciones del sistema «mercancía al operador» pueden alcanzar costos de millones de dólares en software y equipo. Las soluciones varían en cuanto a la tecnología utilizada, 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 consolidados y docenas de startups respaldadas por cientos de millones de dólares de inversionistas han comenzado a desarrollar sistemas robóticos de preparación de pedidos por pieza para automatizar las tareas restantes de preparación y traslado de artículos. Se espera que la preparación robótica de pedidos reduzca aún más la dotación de personal del 27 % a aproximadamente el 6 % del costo total de mano de obra en el cumplimiento de pedidos. La incorporación final de la robótica para la preparación de pedidos por pieza automatizará el 90 % de toda la preparación de pedidos.
Antes de que se implementaran los sistemas avanzados de cumplimiento automatizado, la mano de obra necesaria para la preparación de pedidos en los almacenes de comestibles representaba el 55 % de la mano de obra total requerida, mientras que las operaciones de decantación representaban el 25 % de los costos laborales. Pero hasta ahora, las inversiones en decantación se han quedado rezagadas en el sector del cumplimiento de pedidos.
¿Qué es el trasvase?
La mayoría de las tecnologías aplicadas para automatizar la distribución de comestibles se basan en contenedores uniformes de almacenamiento y manejo, como las cajas de almacenamiento. El decantado es el proceso de retirar artículos o empaques internos de sus contenedores de envío originales y colocarlos en cajas de almacenamiento para sistemas automatizados que trasladan selectivamente dichas cajas a los preparadores de pedidos y a los robots para el cumplimiento de los pedidos.
Si bien la automatización para la selección y el cumplimiento de pedidos ha crecido rápidamente, el «decant» ha sido pasado por alto, probablemente debido a una combinación de factores de tiempo y al desarrollo de las tecnologías existentes. La mayor parte de la automatización del modelo «mercancía al operador» ha sido una evolución a partir de diseños y tecnología basados en cintas transportadoras. La evolución de los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (ASRS) y de los AMR para dar servicio a las estaciones de «mercancía al operador» ha sido el enfoque de ingeniería hasta la fecha y, en realidad, debe estar implementada antes de que el proceso de decant pueda desarrollarse plenamente. Los recientes avances en los sistemas ASRS robóticos verticales con AMR y las soluciones de AMR a nivel del piso han proporcionado avances importantes, han reducido los costos y han acortado los plazos de instalación. Algunas empresas ya han revolucionado el concepto de almacenamiento «mercancía a persona», y la robótica con AMR ofrece soluciones modulares y escalables adicionales que han reducido el plazo de amortización de tres o cuatro años a menos de dos años.
La expansión de las soluciones de «mercancía a operador» allana el camino para que la selección robótica de piezas evolucione más rápidamente. Los costos de la selección robótica de piezas se justifican cuando se combinan con soluciones de bajo costo de «mercancía a operador» o con robots. Con la automatización exitosa del proceso con mayor costo laboral (cumplimiento de pedidos), la automatización del proceso de decantación será el próximo paso que deberá abordar la industria.
El trasvase es un nuevo objetivo de automatización
En 2020, varios artículos sobre los principales minoristas de comestibles en línea abordaron los planes para automatizar las operaciones de trasvase. Robotica, Inc., integrador de sistemas de FANUC, ya llevaba una gran ventaja. En 2017, hicieron una demostración de la selección de artículos de textil en la feria Promat, mucho antes de que otras empresas contaran con esta capacidad. Para 2018, Robotica dejó de lado la selección de artículos para enfocarse en la automatización del empaque (ePack) y el trasvase. Existían pocas soluciones en estas áreas, pero los años de desarrollo de Robotica relacionados con la Tecnología de Apertura Automatizada de Cajas (ABOT) y el manejo de mercancías fueron de gran ayuda.
Los esfuerzos se aceleraron considerablemente en 2020 debido a las presiones que el COVID-19 ejerció sobre el comercio electrónico. El primer prototipo de ePack™ de Robotica se presentó con gran éxito. Por primera vez, una caja de envío ingresó al área de trasvase y su contenido se empacó cuidadosamente en los subcompartimentos de una bolsa de transporte.
El éxito de la demostración de la automatización completa del trasvase, que proporciona reabastecimiento integrado para diversos sistemas automatizados de «mercancía al operador», se atribuye directamente a las importantes patentes avanzadas de Robotica en tecnología de trasvase. A través del desarrollo y las pruebas continuas para aplicaciones específicas en el sector de los comestibles, ¡Robotica 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 trasvase automatizado ya estaba desarrollada y formaba parte de la cartera de propiedad intelectual de Robotica. Muchas de sus tecnologías de apertura de cajas han obtenido patentes nacionales e internacionales que respaldan la evolución del trasvase automatizado a partir de la apertura automatizada de cajas, incluyendo ABOT®, que es un componente clave en la automatización del trasvase. Ahora, el ABOT M1 está disponible con robots industriales FANUC de última generación, metrología y capacidades de inteligencia artificial para facilitar el trasvase de productos a contenedores. La potencia computacional y de detección del ABOT M1 lo convierte en la plataforma inteligente de próxima generación de la industria para procesos automatizados de trasvase, lo que permite una fácil integración con sistemas AMR de «mercancía a persona» y otros procesos automatizados o celdas de trabajo.
«El desarrollo continuo de la tecnología ePack ha generado mejoras y nuevas capacidades, con una hoja de ruta extraordinaria para una estación de empaque automatizada que se vislumbra claramente en el horizonte», afirmó Jay Dugat, presidente de Robotica, Inc.
Robotica definitivamente ha resuelto el reto y ha desarrollado una solución automatizada completa para el trasvase en sistemas de “mercancía a operador”. Las unidades estándar de ABOT M1 y ePack ya están en producción, y los avances posteriores han dado lugar a nuevos sistemas para 2021 que ofrecen mayores capacidades de manejo, velocidades más altas, un tamaño más compacto y costos más bajos.
El trasvase automatizado en comparación con los métodos de selección de piezas o de «cortar y verter»
Si bien la selección de piezas ofrece el manejo de unidades discretas y la capacidad de producir pilas eficientes de productos en contenedores y subcompartimentos, no es lo suficientemente flexible como para manejar una variedad de SKU ni alcanzar las velocidades deseadas. La selección robótica de piezas se limita a un subconjunto restringido de SKU y, sin capacidad de inteligencia artificial (IA), la capacidad del sistema de selección para reconocer unidades individuales cuando están empaquetadas 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 empaques de productos en constante cambio, desde jarras de leche de un galón, hasta paquetes delgados de papel de aluminio orientados verticalmente que contienen mezclas para salsas, pasando por empaques tipo blíster de cosméticos. Sobre todo, la selección de piezas adolece de bajos ritmos de producción para los requisitos de trasvase. Una celda robótica típica de selección de piezas para trasvase funcionaría bien a un ritmo de unas 600 unidades de empaque interno por hora. Los artículos más grandes o pesados ralentizarían el sistema debido a los tiempos de accionamiento de las herramientas. Por lo tanto, una sola celda de selección de piezas que realice trasvase podría alcanzar un promedio de solo 500 unidades de empaque interno por hora con configuraciones de empaque limitadas.
Según Dugat, de Robotica, su célula individual ePack puede manejar hasta 20 000 unidades de empaque interno por hora con muchas menos limitaciones en cuanto a tipos de empaques, incluyendo cilindros, empaques de papel de aluminio y cajas de cartón.
Los métodos de «cortar y verter» pueden ser rentables, pero presentan varias limitaciones. De hecho, Robotica ofreció esta tecnología hace más de 10 años para una selección limitada de SKU en un proceso de reempaque semiautomatizado. Sin embargo, la desventaja de «cortar y verter» es la amplia variedad de SKU que se requieren para los procesos actuales de trasvase. En el método de «cortar y verter», los artículos caen en caída libre dentro de la caja de transporte, con el riesgo de dañar los productos y el empaque. Esto suele ocurrir cuando se mezclan SKU en una sola caja de transporte, 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 ofrecer una alta eficiencia e impide cargar múltiples paquetes internos o diferentes SKU en la caja de transporte. Tampoco permite manejar múltiples SKU en cajas de transporte subdivididas.
Apertura exitosa de cajas con IA
La apertura confiable de cajas es fundamental para las operaciones automatizadas de trasvase. Los sistemas anteriores de apertura automatizada de cajas para procesos de selección o trasvase requerían la intervención de un operador. Esto significaba que se necesitaban trabajadores en etapas posteriores para resolver cualquier problema relacionado con la apertura de las cajas. Sin embargo, a medida que más empresas enfrentan dificultades para contratar y retener trabajadores para este proceso, queda claro que la apertura automatizada y confiable de cajas es un requisito imprescindible para el éxito.
El ABOTm-1 de segunda generación de Robotica, líder en la industria para el trasvase 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 cajas con éxito sin dañar el contenido del empaque interior. Los sistemas de primera generación requerían que un operador ingresara datos para diversos empaques y utilizaban una base de datos manual para mantener la información. Sin embargo, pronto quedó claro que una base de datos manual no sería eficaz 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 se mueve a un ritmo acelerado, 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 los parámetros 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 protege 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 trasvase – Características y beneficios
La combinación de la apertura de cajas ABOTm-1 con el trasvase y un robot FANUC en la tecnología ePack se ofrece en dos modelos de producción modulares estándar para una entrega e instalación rápidas. Los sistemas ABOT + ePack se configuran e integran fácilmente en aplicaciones de microdistribución y centros de distribución (CD) de gran tamaño. Por ejemplo, un solo ePack-Micro procesa hasta 400 cajas de envío por hora, y un solo ePack-CD maneja hasta 800 cajas por hora. Se logran mayores volúmenes mediante el uso de múltiples celdas, y las opciones incluyen recepción automatizada, despaletización, medición de dimensiones, pesaje y escaneo.
La automatización del trasvase de Robotica puede integrarse con el movimiento robótico de materiales o con una cinta transportadora existente. La tecnología ePack simplifica el movimiento de materiales para el trasvase. Se pueden manejar, almacenar temporalmente y gestionar tanto el suministro de reabastecimiento (cajas donantes) como el inventario de pedidos (cajas de almacenamiento).
Los sistemas ePack se conectan fácilmente con diversos AMR o sistemas robóticos de «mercancía al operador» sin necesidad de programación especial ni equipos de interfaz. Además, ePack es capaz de recibir y entregar contenedores de inventario desde y hacia posiciones estáticas en estantes o hacia una cinta transportadora de salida. Asimismo, ePack puede acceder a los contenedores de manera aleatoria para su almacenamiento temporal, la correspondencia de SKU y/o la correspondencia de compartimentos.
No es necesario preprogramar ePack para SKU específicos, formas de artículos o tamaños de cajas. Las primeras cajas y su contenido se manejan automáticamente según reglas que la IA de ePack ajusta constantemente.
Se pueden colocar múltiples lotes de artículos de empaque interno en una caja o subcompartimento utilizando la eficiencia volumétrica de ePack, que adapta automáticamente los tamaños de los subcompartimentos al tamaño del lote de unidades. La capacidad de consolidar artículos ayuda a reabastecer cajas parcialmente llenas; ePack puede crear espacios vacíos o huecos con artículos parcialmente llenos y ubicados al azar en una caja de destino y luego llenar el hueco creado con artículos de reabastecimiento adicionales del empaque interno.
ePack maneja automáticamente una gama extremadamente amplia de formas, tamaños y empaques de artículos, incluyendo latas, botellas, formas irregulares y empaques tipo blíster. La orientación de los artículos varía según el mejor ajuste o se puede anular (con la parte superior del artículo hacia arriba) para artículos propensos a derramarse. Los artículos de vidrio y los artículos 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 costos de mano de obra, el trasvase ocupa el segundo lugar, solo superado por las tareas de cumplimiento de pedidos. Además, casi todos los productos pedidos en línea provienen de una caja de envío que debe abrirse antes de que esos artículos o paquetes internos se retiren y se coloquen en contenedores que almacenan el producto para el cumplimiento del pedido. En un momento en que se están realizando grandes inversiones para desarrollar operaciones automatizadas de selección, ¡el nuevo ABOTm-1 de Robotica representa la única tecnología completa para el proceso de trasvase automatizado!
Si buscas un retorno de inversión espectacular en automatización robótica, ¡la solución de trasvase ABOTm-1 de Robotica, que incluye el robot «slugger» de FANUC, te dará un golpe de jonrón!
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