Hľadať

Vyhľadávanie

Zákaznícka zóna



Registrácia
Zabudli ste heslo?

Zrýchľovanie inteligentnej automatizácie v logistike a e-Commerce

12.05.2020

inteligentná automatizácia logistika sklad zásobovanie e-Commerce e-shop

Naštartovanie štvrtej priemyselnej revolúcie ovplyvnil internet. Nové technológie urýchľujú automatizáciu logistiky, zásobovania a e-Commerce vrátane vychystávania v sklade a logistiky poslednej míle.

Exponenciálny rast nových technológií prepisuje etablované obchodné modely naprieč všetkými odvetviami. I keď digitálna transformácia preniká do všetkých oblastí, logistika a priemysel sa nachádzajú na čele sektorov v nasadzovaní nových technológií, riešení a inovatívnych konceptov do svojich procesov.

Internet vecí (IoT), digitálne dvojčatá a umelá inteligencia (AI) – základné nástroje štvrtej priemyselnej revolúcie – sa stali kľúčovými v akcelerácii rozsiahlych inovácií. Implementácia týchto technológií má za následok zvyšovanie produktivity, kvalityvariability procesov v bezprecedentnom rozsahu.

Internetom poháňané inovácie

Internet vecí (IoT) a internet služieb (IoS) môžeme považovať za jeden z kľúčových katalyzátorov digitalizácie podnikových procesov. Hlavný prínos internetu vecí spočíva v možnosti prepojiť medzi sebou fyzické objekty a informačné systémy. Často používaným príkladom je počítačová tlačiareň pripojená na internet, ktorá je schopná pri minutí náplne toneru automaticky objednať nový toner od definovaného dodávateľa.

V prostredí priemyslu sa môžeme stretnúť s príkladmi autonómneho dopĺňania zásob prostredníctvom chytrých zásobníkov napríklad na drobný spojovací materiál. Takýto zásobník je vybavený vstavanou váhou, takže pri poklese zásoby pod stanovený limit odošle signál do riadiaceho systému. Riadiaci systém spracováva údaje a rozplánuje rozvoz tovaru na jednotlivé pracoviská alebo iné cieľové destinácie.

Takáto informačná infraštruktúra, ktorá je zložená z fyzických objektov napojených na internet a prislúchajúcich softvérových entít vrátane rôznych softvérových aplikácií (služieb), sa označuje za kyberneticko-fyzikálny systém.

Tieto systémy využívajú internet na prepojenie zariadení, nástrojov, materiálu, zamestnancov, údajov a informačných systémov (ako ERP, PLM, SCM apod.) v digitálnom podnikovom ekosystéme, teda od výrobnej prevádzky cez sklady až po riadiace zložky podniku.

Rýchlosť prenosu informácií na digitálnej úrovni, ako aj schopnosť spracovávať a vyhodnocovať množstvo informácií v reálnom čase predurčuje takéto riešenia na inteligentné, dynamickéautonómne riadenie procesov vo výrobe, zásobovanílogistike.

Práve preto sa tento koncept využíva aj v systémoch novej generácie Smart Industry, ktoré plánujú, riadia a kontrolujú podnikové procesy vo výrobe, zásobovaní, údržbe alebo kontrole kvality. Riadenie procesov sa tak stáva agilnejšieadaptabilnejšie na zmeny vonkajšieho (napríklad trh) či vnútorného prostredia.

Prevádzková agilnosť podnikuprocesov zahŕňa napríklad flexibilnú zmenu parametrov výrobných zariadení, revíziu pracovných postupov a metód, ako aj zapracovanie individuálnych požiadaviek zákazníkov v režime sériovej výroby. V oblasti skladovania a logistiky sa zase agilnosť prejavuje pri dynamickom riadení skladových zásob a využívania skladovej kapacity, ako aj pri koordinácii a navigovaní manipulačnej techniky.

Investície technológie distribúcia sklad

Prehľad investícií do technológií pre automatizáciu skladu a riadenie zásobovania 2020: Internet vecí (72%), skenovanie čiarových kódov (70%), tablety a počítače (69%), veľké dáta, analytika (67%), automatizácia skladu/nakladania vozidiel (64%)  (zdroj: Zebra Technologies)

Digitálne dvojčatá a RAStúca inteligencia procesov

Medzi technológie so vzrastajúcim dopytom patrí aj digitálne dvojča, ktoré sa už integruje do moderných systémov Smart Industry. Základná funkcia digitálneho dvojčaťa predstavuje virtuálnu reprezentáciu fyzických objektov, zariadení, osôb, ale aj procesov v priemysle a zásobovacom reťazci. Znamená to, že táto technológia prostredníctvom veľkého množstva senzorov slúži ako digitálny model a zároveň aj nositeľ dynamických dát a stavových informácií. Overovanie konceptov, hypotéz a prototypov sa z fyzického prostredia prenáša do digitálnych simulácií.

Využitie digitálnych dvojčiat v komplexných simulačných modeloch má za následok urýchľovanie rozhodovacích procesov, lebo umožňujú rýchle zobrazenie relevantných údajov a ľahšiu identifikáciu kľúčových vzorcov vo výrobných a zásobovacích operáciách. Množstvo získavaných informácií a existencia digitálneho modelu sú taktiež základným predpokladom úspešného využívania prediktívnej analytiky a prípravy prognóz na ďalšie obdobia.

Funkcionalita digitálnych dvojčiat sa však v systémoch Smart Industry výrazne rozširuje aj na aktívnu interakciu v reálnom fyzickom prostredí prevádzky. V tejto podobe už nejde len o simulačný nástroj (aj keď táto funkcia zostáva ako natívna), ale o digitálne dvojčatá plniace funkciu inteligentných informačných agentov.

Takéto aktívne digitálne dvojča rozširuje možnosti fyzického objektu v kyberneticko-fyzikálnom systéme o schopnosť komunikácie, koordinácie, rozhodovania či niektorých iných kognitívnych schopností. V pokročilejšej forme môžeme dokonca hovoriť o disponovaní určitou formou úzko špecializovanej umelej inteligencie. Z bežného stroja, vozíka či prepravky sa tak stáva chytré, t. j. „smart“ zariadenie.

Navyše informační agenti sa vďaka vzájomnej bezprostrednej komunikácii dokážu autonómne koordinovať, a tým zabezpečiť plnenie spoločného zadania. To umožňuje flexibilnejšie riadenie výrobnéhomateriálového toku alebo ich vybraných segmentov.

Riadenie a optimalizácia procesov digitálnymi dvojčatami sa teda vyznačuje aj prvkami kolektívnej inteligencie. S týmto zámerom sa v rámci systémov Smart Industry integrujú automatizačné technológie s pokročilými softvérovými nástrojmi, pričom snahou je vybudovať autonómne produkčné jednotky.

Na druhej strane sa digitálne dvojčatá môžu nasadzovať aj ako nástroje pomáhajúce zamestnancom priamo v prevádzke. Spracovanie a vyhodnocovanie veľkej škály informácií dokáže operátorom pomôcť rovnako, ako už dnes pomáhajú online navigácie šoférom v preplnenej mestskej premávke. V takomto prípade už ide o koncept tzv. rozšírenej inteligencie (augmented intelligence), teda o spoluprácu ľudskejumelej inteligencie.

Opodstatnené využitie digitálnych dvojčiat sa ponúka aj pri automatizácii skladových procesovzásobovania. Inovatívne spoločnosti v segmente e-Commerce už vo veľkej miere automatizujú procesy vychystávania tovarov a materiálov. Často sa tak deje inštaláciou automatizačných technológií, akými sú automatické regálové zakladače, vertikálne skladové systémy či riadené dopravníkové pásy.

postupy a metódy riadenie zásobovania automatizácia skladu

Najdôležitejšie postupy pri riadení zásobovania a automatizácii skladu: prognostika (61,3%), riadenie skladu (50%), logistika (46,8%), back-end technológia (32,3%), školenie dátových analytikov (21%), riadenie vratiek (21%)  (zdroj: Statista)

 

Vzniká tak heterogénne prostredie, ktoré je potrebné prepojiť vhodným riadiacim systémom. Cieľom totiž nie je len pristaviť správny regál v zakladači či prepraviť prepravku z jedného miesta na druhé, ale správne a rýchlo nachystať všetok objednaný tovar a doručiť ho zákazníkovi.

A tak práve riešenia Smart Industry, ktoré poskytujú systémovú platformu na kreovanie digitálnych dvojčiat a na ich vzájomné prepojenie s ostatnými informačnými službami, sa stávajú akousi nervovou sústavou podnikového prostredia.

V tomto kontexte sa digitálne dvojčatá stali relevantným stavebným prvkom digitálneho ekosystému podniku. Aj vďaka digitálnemu dvojčaťu rozpozná každá prepravka na dopravníkovom páse, aký tovar obsahuje, čo treba ešte do nej nachystať (pretože vie, ku ktorej objednávke je priradená) a zároveň vie aj kam smeruje (ku ktorému prepravcovi, ku ktorému zákazníkovi). Sklady riadené takouto formou dosahujú efektívnejšie vychystávanie, kratšie dodacie lehotyradikálne zníženie chybovosti.

Neustále rastúci sektor e-Commerce a frekventovanejšie využívanie omnikanálovej distribúcie (Retail 4.0) vytvára tlak aj na logistiku poslednej míle. Práve logistika poslednej míle predstavuje pre mnohých dodávateľov ekonomickú, ako aj ekologickú výzvu. Aj z tohto dôvodu sa posledná míľa stáva predmetom zvýšenej automatizácie.

Digitálne dvojča objednávky je nevyhnutným predpokladom zabezpečenia vysledovateľnosti dodávky (traceability), ale dokáže ponúknuť aj požadovanú mieru flexibility a pohotovosti pri neustále sa meniacej dopravnej situácii alebo pri zmenách adresy dodania zo strany zákazníkov. V tejto súvislosti prináša digitalizácia procesov expedície a integrácia so systémami TMS [Transport Management System] celkom novú škálu benefitov.

Rovnako v rámci internej logistiky výrobného podniku môže zásobovací vláčik, teda jeho digitálne dvojča, vedieť, aký materiál, kedy a kam má doviezť alebo vyzdvihnúť. Táto nastupujúca generácia riadenia internej logistiky sa vďaka operatívnemu riadeniu v reálnom čase označuje ako tzv. dynamický Milk Run (Milk Run 4.0). Jeho prínosom je predovšetkým znižovanie zbytočnej prepravy materiálu a eliminácia logistických prestojov vo výrobe.

Medzi takéto riešenia patrí aj nová generácia systémov WMS, tzv. WES systémy [Warehouse Execution System]. Tieto systémy vnášajú do skladových a zásobovacích procesov vyššiu mieru dynamizácie riadenia procesov a zároveň sú integrované aj na ďalšie systémy vo výrobnom alebo materiálovom toku, akými sú napríklad systémy MES [Manufacturing Execution System], TMS či QMS [Quality Management System].

Na skladové, zásobovacie a logistické procesy systémy WES nahliadajú ako na ucelené procesy, teda ako na prácu, ktorú je potrebné plánovať, rozvrhovať a riadiť. Vďaka tomu sa otvárajú nové možnosti pre optimalizáciu týchto procesov, ako aj na ich pokročilú integráciu s ostatnými procesmi v rámci zásobovacieho reťazca.

miera automatizácie skladov

Miera automatizácie skladov podľa prieskumu FMCG Industry 2019 (percentuálna miera automatizácie): automatické naskladňovanie (23%), interná preprava (12%), paletizovanie/depaletizovanie (35%), vychystávanie prepraviek (12%), vychystávanie položiek (7%), triedenie zásielok (13%), nakládka/vykládka kamiónu (9%)  (zdroj: GS1 Germany)

Od internetu vecí (IoT) k umelej inteligencii vecí (AIoT)

Rovnako ako internet vecí (IoT) a internet služieb (IoS) spôsobili prevrat v riadení podnikových procesov, možno tiež očakávať, že ďalšiu výraznú vlnu zmien prinesie umelá inteligencia (AI). Nárast výpočtovej kapacity počítačov a ich nastupujúca nová architektúra (kvantové počítače), množstvo dostupných dát (Big Data), rýchlosť a veľkosť objemu ich prenosu (nástup 5G sietí) a rozširovanie cloudových riešení sú faktory, vďaka ktorým sa nástroje umelej inteligencie onedlho stanú všadeprítomnými.

Kombinácia technológií IoT, digitálnych dvojčiat a AI už v súčasnosti umožňuje transformáciu bežných objektov prevádzky na „inteligentné veci“. Tento evolučný posun transformuje nástroje, výrobné a prepravné zariadenia, materiál, polotovary a hotové výrobky na takmer autonómne inteligentné veci, ktoré si vyžadujú nízku mieru interakcie s pracovníkmi.

Nasadzovanie nových technológií v rámci riešení Smart Industry vedie ku vzniku dynamicky škálovateľných infraštruktúr (digitálnych ekosystémov) disponujúcich flexibilnejšími možnosťami automatizácie. Kyberneticko-fyzikálne platformy, aké predstavujú aj systémy Smart Industry, sa stávajú neoddeliteľnou súčasťou nových riešení prepojených prevádzok, materiálových tokov a zásobovacích reťazcov.

Úspešné príklady nasadenia umelej inteligencie (AI) na riadenie skladov a zásobovania možno nájsť už aj v súčasnosti. Veľkokapacitné skladové prevádzky s tisíckami skladových pozícií musia neustále riešiť problém optimálneho rozloženia tovaru. Rozhodovanie o tom, na ktorú skladovú pozíciu naskladniť prichádzajúce tovary je komplexnou úlohou.

Výsledok takéhoto rozhodnutia musí zahŕňať kritériá optimálneho využitia skladových kapacít, efektívneho procesu naskladnenia, ale aj čo najefektívnejšieho následného vychystávania relevantných tovarov podľa požiadaviek odberateľov.

Toto je úloha pre pokročilé systémy Smart Industry, ktoré dokážu aplikovať technológiu strojového učenia (ML) na vytvorenie príslušného rozhodovacieho modulu. V menšom meradle obdobné riešenia riadia umiestňovanie balení tovaru vo vertikálnych skladových systémoch alebo v automatických regálových zakladačoch. V prostredí klasického regálového skladu s množstvom operátorov je inteligentné riadenie a distribúcia pracovných úkonov na všetkých pracovníkov zabezpečovaná riadiacim systémom na báze Smart Industry.

                  automatizácia skladu novými technológiami predikcia

Predikcia automatizácie skladov (adopcia do roku 2030/súčasná miera adopcie): technológie cloud computing (80% / 54%), zásobovací reťazec 4.0 - IoT a analytika (90% / 45%), robotizácia a automatizácia (85% / 36%), umelá inteligencia (75% / 11%), blockchain (45% / 8%) (zdroj: LogisticsIQ)

 

Okrem vyhodnocovania informácií a návrhu vhodných reakcií v reálnom čase je rozhodujúcou vlastnosťou takýchto systémov jednoduchosť a intuitívnosť používateľského rozhrania. Cieľom je zabezpečiť všetkým zapojeným pracovníkom správne informácie na ich prácu či rozhodovanie.

„Inteligentné veci“ vznikajúce v rámci platforiem Smart Industry naznačujú aj nástup nového trendu – umelej inteligencie vecí (AIoT). Výsledkom sa stáva sieť vecí (holarchia) disponujúca inteligentnými subsystémami – holónmi.

Prísne hierarchické a centralizované systémy sa budú nahradzovať decentralizovanými systémamiholarchickými štruktúrami. Tieto procesy budú mať dosah aj na koncept digitálnej transformácie, z ktorej sa bude postupne stávať inteligentná transformácia. Súčasťou novej formy automatizácie bude široká autonomizácia, ktorej jedným z hlavných akcelerátorov bude práve AIoT.

Digitálna transformácia sa novými technológiami a rozširujúcimi podnikovými digitálnymi ekosystémami (pokračovanie vo vertikálnej a horizontálnej integrácii) postupne mení na chytrú automatizáciu s prevádzkami, podnikmi a klastrami podnikov, organicky prepojenými v rámci decentralizovanejdistribuovanej štruktúry.

Upravený článok bol pôvodne publikovaný v časopise IT Systems 1-2/2020.

Smart Industry newsletter

Prípadové štúdie, novinky a zaujímavosti o digitálnej revolúcii v priemysle priamo do vašej schránky.


Odoslaním súhlasíte so spracovaním osobných údajov spoločnosťou ANASOFT APR, spol. s r.o. za účelom zasielania newslettera a informácií súvisiacich s našimi službami a produktami. Máte právo proti tomuto spracúvaniu namietať na mailovej adrese gdpr@anasoft.com alebo na korešpondenčnej adrese spoločnosti. Viac informácií: Ochrana osobných údajov.
 

MOHLO BY VÁS TIEŽ ZAUJÍMAŤ

Evolúcia riadenia skladu a zásobovania WMS Warehouse Management System Globálne Trendy Logistika Priemysel Výroba 2020Automatizácia skladu a riadenia zásobovania novou generáciou WMS systémov Umelá inteligencia AI v logistike webinár