رباتیک در مدیریت انبار

واژه اتوماسیون برای اولین بار توسط فورد، معاون رئیس جمهور وقت دلماس هاردر، در سال 1948 و زمانی که اظهار داشت: آنچه ما نیاز داریم اتوماسیون بیشتر است، ابداع و مورد استفاده قرار گرفت. او متوجه شد که برای رقابت با شرکت‌هایی مانند شورلت در بازار ، نیاز به بهبود مواد در مراحل مختلف تولید وجود دارد. این اولین بار بود که شخصی به‌فکر خودکار کردن یک فرآیند در یک واحد تولیدی افتاد و همین امر شروع به‌وجود آمدن ربات‌هایی شد که اکنون در کارخانه‌های تولیدی، انبارها و ... برای تسهیل و تسریع فرآیندها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در ادامه به تاریخچه چگونگی پیدایش ربات‌ها می‌پردازیم.

رباتیک در مدیریت انبار

در سال 1954، جورج دوول برای ثبت اختراع روباتیک اقدام کرد و اولین بازوی رباتیک صنعتی، به‌نام Unimate که قادر بود مواد را تا حدود 12 فوت دورتر در واحد تولیدی جابجا کند، ساخت. همین امر باعث شد تا جورج داول لقب "پدربزرگ ربات‌‌ها" را به‌خود اختصاص دهد.

بااین‌وجود، به‌دلیل وجود نگرانی‌هایی در مورد از دست دادن کارگران، این حق اختراع تنها در سال 1961 اعطا شد. جنرال موتورز اولین شرکتی بود که در سال 1962 از اولین بازوهای رباتی در کارخانه خود در نیوجرسی استفاده کرد .سپس Stanford Arm در سال 1969 توسط ویکتور شاینمن ساخته شد. این ربات از لحاظ فنی اولین بازوی رباتی خودکار در نوع خود بود که با نیروی الکتریکی کار می‌کرد و می‌توانست با دقت در شش محور حرکت کند. این بازو به اندازه‌ای قدرتمند بود که می‌توانست پمپ آب فورد مدل T را به تنهایی و با حسگرهای نوری و تماسی اسمبل کند.

این، آغاز دوره‌ی جدید استفاده از روبات‌ها در فرآیند تولید به‌منظور دستیابی به راندمان بالاتر و بهبود زمان تولید بود.

در سال 1990، با ظهور روبات‌های Roomba که توسط iRobot توسعه داده شد، استفاده از ربات‌ها در مصارف خانگی نیز آغاز شد. رومبا یک ربات جاروبرقی نسل اول بود که به موفقیت بزرگی دست یافت.

در سال 2003، سیستم‌های کیوا شروع به ایجاد AMR (ربات‌های متحرک خودکار) کردند که در جابجایی کالاها در انبار و مراکز توزیع با استفاده از سیستم نوار نقاله یا لیفتراک استفاده می‌شد.

ربات‌های کیوا آنقدر موثر بودند که آمازون، این شرکت را در سال 2012 خریداری کرد و اکنون از آنها در تمام مراکز توزیع خود استفاده می‌کند.

آمازون با 100000 ربات فعال در مراکز اجرای خود، در خط مقدم توسعه رباتیک انبارها در سراسر جهان قرار دارد.

انواع ربات

همان‌طور که قبلا ذکر شد، پس از معرفی ربات Roomba و ربات‌های Kivaو موفقیت چشمگیرشان در بازار، انواع مختلفی از ربات‌ها به‌وجود آمدند که اهداف مختلفی را انجام می‌دادند. اما برای انبار از 4 نوع اصلی ربات استفاده می‌شود که در ادامه جزئیات انواع ربات‌های مورد استفاده در انبار بیان شده است.

1. وسایل نقلیه هدایت‌شونده خودکار (AGV)

ربات Kiva که ما با آن بسیار آشنا هستیم در واقع یک ربات خودکار هدایت شونده خودرو است. این ربات با استفاده از نوارهای مغناطیسی، حسگرها یا مسیر تعبیه شده در انبار شما، به انتقال محصولات یا مواد از مکانی به مکان دیگر کمک می‌کند. این ربات‌ها بهترین جایگزین برای لیفتراک‌های‌ دستی و چرخ‌دستی هستند.



2. ربات موبایل خودران

AGVها در طول سال‌ها پیشرفت زیادی کرده‌اند و اکنون می‌توانند بدون نوار مغناطیسی یا سنسور کار کنند. این ربات‌ها به‌عنوان ربات‌های متحرک خودمختاری (AMR) شناخته می‌شوند که نقشه‌های انبار و مکان تمام موجودی‌ها، در آن بارگذاری شده‌ است. آنها همچنین دارای اسکنرهای ایمنی مانند دوربین‌های سه‌بعدی، لیدار (یک سیستم تشخیص که بر اساس اصل رادار کار کرده اما از نور لیزر استفاده می کند)، مادون قرمز، سنسورهای جلو و عقب و ... هستند که به آنها امکان می‌دهد بدون هیچ‌گونه اتفاق ناگواری حرکت کرده یا نقشه و مسیرهای تعیین شده در انبار را دنبال کنند. این ربات‌ها به‌عنوان لیفتراک‌های خودران نیز شناخته می‌شوند.



3. کوبات‌ها یا روبات‌های مشارکتی

همان‌طور که از نامشان پیداست، کوبات‌ها ربات‌هایی هستند که به‌طور مشترک با کارگران انسانی در انبار کار می‌کنند. بااین‌حال، این ربات‌ها کاملا کارآمد هستند زیرا ربات‌های متحرک نیمه خودکاری هستند که می‌توانند با مسئولین جمع‌آوری و چیدمان انسانی خود در انبار حرکت کنند. این کوبات‌ها معمولا مسئول جمع‌آوری و چیدمان را دنبال می‌کنند تا آنها بتوانند وسایل برای چیدمان را، در سطل‌هایی که توسط این ربات ها حمل می‌شود، بیندازند.

این امر باعث بهبود راندمان کار در بین کارگران انبار و همچنین کاهش تلاش برای حمل محصولات توسط کارگران می‌شود. کوبات‌ها دارای حسگرهایی هستند که می‌توانند هر مانع یا جعبه‌ای که سر راهشان باشد را شناسایی کرده و آنها را قادر می‌سازد تا با دقت در انبار حرکت کنند. کوبوت‌ها بهترین دوستان کارکنان بخش چیدمان هستند زیرا می‌توانند قابلیت‌های انجام سفارش را سرعت ببخشند.

4. سیستم‌های ذخیره‌سازی و بازیابی خودکار

سیستم‌های ذخیره‌سازی و بازیابی خودکار (AS/RS) یکی از فناوری‌های خودکار مورد استفاده در انبار برای ذخیره و بازیابی سریع کالاها هستند. این سیستم از ماشین‌های تکنولوژیکی متعددی مانند شاتل، جرثقیل، چرخ‌فلک، ماژول‌های بالابر عمودی، مینی بار و ... تشکیل شده است. از آنجایی‌که تمام AS/RS سیستم‌های کنترل‌شده توسط کامپیوتر هستند، لذا با سیستم مدیریت انبار یکپارچه شده‌اند تا به‌محض دریافت سفارش‌ها در سیستم، انجام سفارش را پردازش کند. این سیستم‌ها برای جابجایی حجم بالایی از بارها از داخل یا خارج انبار استفاده می‌شوند.

این سیستم باعث صرفه‌جویی در زمان و کاهش خستگی و تلاش کارکنان می‌شود. زیرا در این سیستم کارگر مجبور نیست برای چیدن اقلام دائم از یک مکان به مکان دیگر حرکت کند. جرثقیل مینی‌بار، شاتل یا AMR محصولات را طبق سفارش بارگیری کرده و مستقیما برای بسته‌بندی و حمل به کارگر تحویل می‌دهد.

5. پهپادهای هوایی

از زمانی‌که آمازون شروع به استفاده از پهپادهای هوایی کرد، ما مجذوب ایده پهپادهایی هستیم که بسته‌ها را دم در خانه به ما تحویل می‌دهند. این درحالی است که پهپادها قابلیت‌های بیشتری دارند و ما هنوز درباره شناختن توانایی‌های بیشتر آنها تلاش نکرده‌ایم. 

پهپادها درحال‌حاضر برای مکان‌یابی و ردیابی موجودی در انبارها استفاده می‌شوند. از آنجایی‌که کار با پهپادها بسیار ساده است و می‌توانند به‌راحتی به هر گوشه و کناری بروند و همچنین یک پهپاد می‌تواند به‌راحتی با رایانه و سیستم مدیریت انبار شما یکپارچه شود، لذا آنها به‌عنوان یک فناوری موثر برای ردیابی موجودی و همچنین رباتی برای بلند‌کردن محصولات سبک وزن برای چیدن و بسته‌بندی آسان مورد استفاده قرار می‌گیرند. پهپادها، مستقل و قابل تنظیم هستند و با دوربین‌ها و RFID می‌توانند به‌راحتی محصولات را اسکن، موجودی را بررسی و ردیابی کنند.

مزایای استفاده از ربات در انبار

بودن یا نبودن، چالشی است که برای استفاده از هوش مصنوعی (AI) در صنعت تولید وجود دارد. مفهوم کلی تصاحب قدرت کارهای دستی توسط هوش مصنوعی، برای بسیاری به‌شدت آزاردهنده است و طبق آمارهای اخیر قابلیت‌های اتوماسیون هوشمند دچار مشکلاتی است که نمی‌توان آنها را نادیده گرفت.

طبق گزارش IBM، تا سال 2021، استفاده از اتوماسیون هوشمند در مدیریت زنجیره تامین به 85% خواهد رسید.

برای اینکه در بازار پویای امروزی کارآمد بمانید، استفاده از ربات‌ها و هوش مصنوعی در انبار راه‌حلی ضروری است! در ادامه به چند مورد از مزایای استفاده از ربات‌ها در انبار اشاره شده است.

1. کارِ دستی و فشار روانی را کاهش می‌دهد
• مشارکت بین انسان‌ها و هوش مصنوعی درکنار هم به بهبود تجربه مشتری و تسهیل فرآیندهای تجاری در همه صنایع کمک می‌کند.
• ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک یا وقت‌گیر را به‌عهده بگیرند و درنتیجه به کارگران انبار کمک کنند تا در هنگام انجام کار با هماهنگی ربات‌ها ایمن بمانند.
• ربات‌ها به صرفه‌جویی در زمان و تلاش کارگران در اسکن دستی، چیدن، بسته‌بندی و شمارش موجودی کمک می‌کنند. همچنین، حرکت دادن یک قفسه‌ برای دریافت اقلام سفارش شده توسط مشتریان، برای کارگران انبار می‌تواند بسیار سخت باشد. اما روبات‌های متحرک خودمختار می‌توانند وظایف فیزیکی این چنینی را از وظایف کارگران حذف کرده و به‌طور کلی به آن‌ها کمک کنند تا روی سایر وظایف انجام سفارش که نیاز به مداخله انسانی دارند تمرکز کنند.
2. دقت و کارایی انبار را بهبود می‌بخشد
• هوش مصنوعی به کاهش خطای انسانی کمک می‌کند و تجربه مشتری را که کلید موفقیت هر کسب و کاری است، بهبود می‌بخشد.
• از آنجایی‌که ربات‌ها برای یک هدف خاص قابل تنظیم و برنامه‌ریزی هستند، احتمال اینکه ربات‌ها به‌درستی کار نکنند، وجود ندارد. ربات‌ها مستعد خطاهای انسانی نیستند و درنتیجه احتمال اتلاف وقت و تلاش در انجام مجدد یک کار نادرست را از بین می‌برند.
• دقت در کارهایی مانند اسکن محصول، چیدن، ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل محصولات بر عملکرد کلی انبار به شیوه ای مثبت تاثیر می‌گذارد. ربات‌های انبار با دقت کار می‌کنند و از پیش پا افتاده‌ترین تا پرزحمت‌ترین وظایف را به‌صورت خودکار انجام می‌دهند، ازاین‌رو، در زمان نیز صرفه‌جویی می‌کنند.
3. هزینه‌های انبار را کاهش می‌دهند
• طبق اطلاعات اداره سرشماری ایالات متحده، یک کارگر انبار به‌طور متوسط زمانی برابر با هفت هفته در سال را در حرکت غیرضروری در انبار سپری می‌کند. هزینه‌های چنین فعالیت بیهوده‌ای بیش از 4.3 میلیارد دلار به‌عنوان درآمد سالانه برای صنعت هزینه دارد.
• همچنین، ربات‌ها وظایف خطرناکی را به‌طور موثر در انبار انجام می‌دهند. و ریسک کمتری برای مصدوم شدن کارگران وجود دارد. چون ربات‌ها می‌توانند بسیاری از وظایف کارگران را با دقت انجام دهند و با ایجاد ضایعات کمتری در انبار، منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌ها شوند، تعداد کارگران مورد نیاز در انبار نیز کاهش می‌یابد.
4. قابلیت چیدن کارآمد
• یکی از مهم‌ترین کاربردهای بازوی رباتیک انتقال اجسام از یک مکان به مکان دیگر تا حدود 12 فوت دورتر بود. اما با پیشرفت تکنولوژی، بازوهای رباتیک کنونی به یک ربات متحرک مستقل تبدیل شده‌اند که می‌توانند در همه جای انبار حرکت کرده و اقلام را به‌طور خودکار انتخاب کنند.
• برخی از شرکت‌های معروف مانند IAM Robotics، 6 RiverSystems و GreyOrange راه‌حل‌های چیدمان رباتیک خود را در بازار معرفی کرده‌اند. این امر باعث افزایش کارایی انبار با منابع انسانی محدود می‌شود. این ماشین‌ها طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که معمولا در مسیرهای تعیین‌شده گاری‌هایی را حمل می‌کنند که محصولات را می‌توان در آن قرار داده و به کارگران منتقل کرد.

نتیجه‌گیری

در پایان، نکات بالا می‌تواند به درک اینکه چگونه ربات‌ها در حال تغییر دنیای زنجیره تامین در انبارها هستند، کمک کند. همچنین با پیشرفت تکنولوژی، ربات‌ها بسیار مفیدتر و پیشرفته‌تر خواهند بود. پس زمان آن فرا رسیده است که همسو با دنیای فناوری حرکت کنیم.

منبع:

https://www.wsp.com/en-GL/hubs/workplace