Il magazzino robotizzato nell'era dell'Industria 4.0

Un magazzino robotizzato è un impianto in cui è stata effettuata una robotizzazione dei processi mediante l'implementazione di sistemi automatici, robot e software. Tale integrazione consente alle imprese di migliorare la gestione e il controllo delle merci, aumentando così sia i livelli di efficienza sia la produttività del centro.

L'uso di robot e di macchinari non è una novità nel settore logistico, però è solo a partire dall'avvento dell'industria 4.0 (e della logistica 4.0) che si iniziano davvero a comprendere i vantaggi derivanti dall'automazione dei distinti segmenti della supply chain: fattore che viene ribadito giornalmente dai media e dal costante susseguirsi di notizie riguardanti nuovi prototipi di robot e sistemi di stoccaggio.

Sebbene il nostro sguardo sia sempre rivolto al futuro, in questo articolo manteniamo il focus sul presente, analizzando i robot e le soluzioni di stoccaggio che hanno già trovato applicazione nei magazzini e che hanno dimostrato la loro efficacia con i risultati. Prima di iniziare, ripassiamo alcuni punti fondamentali.

Qual'è la differenza tra robot industriali e cobot?

Nel campo della robotica applicata alla logistica troviamo due categorie di robot:

- Robot industriali

Sono i sistemi programmati per sostituire il lavoro manuale degli operatori. Sono progettati per svolgere attività pesanti e ripetitive in maniera efficace, funzionano in maniera automatica e sono dotati di sensori capaci di raccogliere informazioni in tempo reale.

Appartengono a questa categoria, ad esempio, i trasloelevatori per pallet e i trasportatori a rulli. I robot industriali trovano diverse applicazioni e possono lavorare in sinergia con altri sistemi.

- Cobot o robot collaborativi

I cobot, noti anche come co-robot o robot collaborativi, sono robot che supportano il lavoro degli operatori in magazzino. Uno dei grandi vantaggi dei cobot risiede nella loro grande versatilità, dal momento che possono essere programmati per operare in maniera autonoma o assistita (ricevendo i comandi direttamente dall'operatore). Nell'ambito del magazzinaggio, i cobot risultano utili nella movimentazione dei carichi e nelle attività di imballaggio delle merci.

Robotizzazione dei processi

Quando si pensa ai magazzini automatizzati, ci si immagina un impianto completamente gestito dai robot in cui non c'è traccia di essere umano. Sebbene i progressi nel campo dell'automazione logistica siano evidenti, il magazzino resta ancora un luogo in cui la presenza delle persone è indispensabile per completare le attività più complesse.

Per questo motivo, quando si decide di automatizzare un centro, bisogna individuare le soluzioni orientate ad aumentare efficienza e produttività dell'impianto, senza escludere a priori la manodopera. Al contempo, è bene considerare i seguenti elementi:

• La standardizzazione delle unità di carico.
• L'analisi dei flussi di merci e in che modo si svolge la movimentazione dei materiali. L'automazione apporta benefici soprattutto quando si automatizzano i movimenti ripetitivi e meccanici.
• Quali aree del magazzino robotizzare. Non sempre è necessaria un'automatizzazione totale dell'impianto.

Il magazzino robotizzato ha un impatto positivo sui cicli operativi caratterizzati dai seguenti elementi:

• Ripetitività dei movimenti.
• Grandi volumi di operazioni.
• Movimentazione di UDC di peso e dimensioni notevoli.

La robotica apporta grandi vantaggi in ambito intralogistico, ma è nei centri di produzione che trova il suo habitat ideale, permettendo alle imprese di regolare e coordinare meglio i flussi di magazzino e di fabbrica. Le fabbriche in cui si sfruttano soluzioni robotiche e si punta sull'automazione, si convertono in Smart Factory.

Principali sistemi presenti nel magazzino robotizzato

Passiamo ora in rassegna i principali sistemi presenti nei centri robotizzati considerando le funzioni che svolgono e i processi in cui trovano applicazione.

1. Prelievo e deposito delle merci

- Trasloelevatore

È un sistema automatico capace di prelevare e immagazzinare i pallet all'interno delle strutture in maniera completamente autonoma. I trasloelevatori si muovono lungo dei binari collocati tra i corridoi formati dalle scaffalature e, riducendo la distanza tra le corsie, permettono di operare uno stoccaggio intensivo delle unità di carico. Questi robot sono formati da una o due colonne verticali, una trave, un telaio mobile e una culla con forche sulla quale viene posizionato il pallet in fase di trasferimento.

- Pallet Shuttle

Il pallet shuttle è una navetta satellite che si muove in profondità lungo il canale delle scaffalature per prelevare (o immagazzinare) i pallet stoccati sul fondo della struttura. Nella sua versione semiautomatica, il Pallet Shuttle viene posizionato dagli operatori per mezzo dei carrelli elevatori e, sempre gli operatori, ne programmano i movimenti utilizzando una tablet.

2. Movimentazione interna delle merci

- Trasportatori industriali

Sono sistemi di movimentazione automatica statici. I trasportatori a nastro, a rulli o a catene permettono la movimentazione automatica dei carichi per mezzo di circuiti di rulliere motorizzate. La loro efficacia aumenta in maniera esponenziale quando lavorano in coppia con i trasloelevatori nei magazzini automatici.

- Elettrovie

Le elettrovie sono trasportatori aerei che svolgono la stessa funzione dei trasportatori industriali a rulli, con la differenza che il sistema di guide (i binari) non vengono installati sul pavimento del magazzino. Sono sistemi ideali per coprire le medie distanze e trasferire merci leggere rapidamente lungo circuiti con curve.

- Veicoli e carrelli AGV e LGV

I carrelli a guida automatica AGV (Automated Guided Vehicle, o LGV se emettono un segnale laser) sono capaci di percorrere in maniera autonoma i corridoi del magazzino. Sono simili ai carrelli commissionatori e dispongono di una piattaforma di carico dotata di forche. I sensori dei carrelli AGV captano le onde radio emesse da un dispositivo collocato in un cavo sotto il pavimento e permettono al mezzo di muoversi in totale autonomia lungo il magazzino.

3. Robot antropomorfi

Un robot antropomorfo è un automa in grado di replicare fedelmente alcune caratteristiche dell’uomo. In un magazzino o in un impianto logistico tecnologicamente avanzato, i robot antropomorfi aumentano esponenzialmente la velocità di determinate fasi operative.

- Braccio antropomorfo: nella logistica viene impiegato soprattutto per pallettizzare carichi pesanti. Nelle smart factory e nell'ambito del manufacturing, il braccio antropomorfo non si limita alla pallettizzazione, ma svolge vere e proprie attività di assemblaggio inserendosi nelle linee di produzione.

- Esoscheletri meccanici: sono strutture robotiche che gli operatori indossano - come se fosse un vestito - e che servono a sostenere il corpo dall’esterno, potenziandone le capacità fisiche e motorie. Sono classificati come dispositivi di sicurezza individuale (DPI): servono a ridurre la fatica e a migliorare le condizioni ergonomiche degli operatori.

Quali sono gli elementi imprescindibili del magazzino robotizzato?

Software, manutenzione e formazione sono indispensabili in un centro con queste caratteristiche. Il perché lo illustriamo punto per punto in questo elenco:

• Software WMS. Il sistema informatico è essenziale per programmare le macchine, per raccogliere dati utili e ottimizzare le fasi operative dell'impianto.
• Manutenzione preventiva. È indispensabile per evitare un fermo macchina o eventuali interruzioni delle attività di magazzino.
• Formazione degli operatori. Il rendimento di un'impresa è legato a doppio filo alle competenze dei propri dipendenti. Lavorare sulla formazione e aggiornare le skill dei lavoratori, è un'azione necessaria per preparare gli operatori alla digitalizzazione delle attività di magazzino e all'uso dei software gestionali.

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