Ilyen lesz a jövő raktára

Az elmúlt években az ipar és az intralogisztika hatalmasat lépett előre. A hagyományos gyárak egyre inkább intelligens gyárakká válnak; a raktárakban pedig a vezető nélküli szállítórendszerek (DTS) és az autonóm mobil robotok (AMR) éppúgy mindennaposak, mint az otthoni nappalinkban dolgozó robotporszívók.

Az intralogisztika jelenleg a digitalizáció és az automatizálás következtében számos új paradigmaváltás közepén áll, amelyek örökre megváltoztatják a raktárak arculatát. Bár a jövőben is számíthatunk az olyan tipikus raktári folyamatokra, mint az áruátvétel, a vizsgálat, a raktározás, a komissiózás és a kiszállítás, ezek a folyamatok mindegyike gyorsabbá, rugalmasabbá, nagyrészt automatizálttá és jelentősen fenntarthatóbbá válik.

A KION különböző kutatási részlegei már évek óta ilyen fejlesztések felgyorsítására fordítják erőfeszítéseiket, olyan neves intézményekkel együttműködve, mint a Fraunhofer Intézet logisztikai részlege (IML).

Mesterséges intelligencia az intralogisztikában
„A holnap raktárának középpontjában egy nagymértékben tömörített, teljesen automatizált raktározási rendszer áll, amely moduláris, bővíthető és robotrajjal kapcsolódik. Az egész rendszer hálózatba van kötve, és mesterséges intelligencia (MI) vezérli.” Így jellemzi Joachim Tödter, a KION Group technológiai és innovációs vezető igazgatója a jövő raktáráról alkotott elképzelését. Ennek a víziónak a megvalósításában kulcsszerepet játszik a „LoadRunner” kutatási projekt. A KION és a Fraunhofer IML 2021-ben mutatta be „intelligens járműraját”, amelyet most próbálnak kereskedelmi forgalomba hozni. A fürge kis robotok mindegyike 30 kilogramm tömegű csomagokat képes szállítani 40 kilométer/óra sebességgel. A rendszer azonban nemcsak a sebesség, hanem az intelligencia tekintetében is kiemelkedik: a járművek képesek egymással kommunikálni, anélkül, hogy egy felettes egységet kellene alkalmazniuk. Kölcsönösen támogatják egymást, megosztják egymással a terjedelmes rakományok szállítását, és egyeztetik, hogy melyik jármű melyik csomagot viszi, és melyikük melyik megrendeléshez tudja a leghatékonyabb útvonalat biztosítani. „Ez az első igazi „raj”, és az első valódi példa a mesterséges intelligencia intralogisztikában való alkalmazására” – magyarázza Michael ten Hompel professzor, a Fraunhofer IML ügyvezető igazgatója. A megoldás a valós idejű hálózatok, a nagy sebességű kamerarendszerek, a mesterséges intelligencia és az új számítástechnikai technológiák kombinációja. Ten Hompel szerint a LoadRunner „forradalmasítani fogja az ágazatot”.

Abassin Aryobsei, a KION Group AG termékstratégiáért és új technológiákért felelős alelnöke szintén nagy potenciált lát a mesterséges intelligenciában az intralogisztikában, elsősorban a járművekben, de az átfogó irányítás tekintetében is: „Az MI lehetővé teszi majd a rendszerek folyamatos optimalizálását. A rendszerek képesek lesznek tanulni, és a megszerzett intelligenciát folyamatosan megosztják majd más rendszerekkel. A jövőtől valóban sokat várhatunk” – jósolja.

Dinamikus rajok a merev rendszerek helyett
Hosszú távon a kisebb szállítórendszerek, mint a LoadRunner, vagy az AMR-ek (autonóm mobil robotok), mint a KION leányvállalatának, a STILL-nek a ACH-ja, felváltják majd a fix anyagmozgató rendszereket. Ez utóbbiak még mindig gyakori látványt nyújtanak számos raktárban és elosztóközpontban. Ezeknek a rendszereknek a bevezetése hosszú távú tervezést igényel: Ha egyszer már megépültek, az elrendezés viszonylag kőbe vésett. A jövő egészen másképp fog kinézni a szállítórobotok bevezetésével, mivel azok bárhol bevethetők, és az útvonalak bármikor rugalmasan módosíthatók. Ennek eredményeképpen a jövőben új, kifürkészhetetlen szabadságfokot kínálnak majd a raktárak tervezésénél.

A LoadRunner rajok és AMR-ek további előnye, hogy ha az egyik eszköz meghibásodik, egy másik szállítórobot egyszerűen átveszi az addigi feladatot. Az automatizált szállítószalagoktól eltérően egy műszaki probléma már nem okozza az egész rendszer leállását. Ezen új rendszerek rugalmassága és szinte korlátlan skálázhatósága lehetővé teszi, hogy a jövő raktárai az összes folyamat intelligens koordinációjának köszönhetően nagyobb megbízhatóságot, valamint optimális, igényorientált kapacitáskihasználást érjenek el.

Nagy sebességű és üzembiztos adathálózatok
A jövő raktárában a gépek közötti kommunikáció lesz a döntő tényező. Ennek eredményeképpen a jövő szállítóeszközeit a lehető legszélesebb körben tervezik meg az optimális összeköttetés érdekében, beleértve a szükséges hardvert és szoftvert is. Az autonóm, intelligens szállítókról szóló vízió azonban csak olyan nagy teljesítményű mobilhálózatok segítségével valósítható meg, amelyek nagy mennyiségű adat biztonságos, gyors és hatékony továbbítására képesek. Itt jön képbe az 5G-s szabvány, amelynek használatát a STILL már tesztelte az intralogisztikában a hamburgi székhelyén, ahol saját zárt kampuszhálózatot épített ki. „Egyrészt ez az 5G hálózat segít abban, hogy ügyfeleink számára az autonóm logisztikai folyamatokat eggyel magasabb szintre emeljük. Másrészt a szupergyors adatátviteli technológiának köszönhetően optimalizálni tudjuk majd a gyártási folyamatainkat. A jövőben az intelligens gyárakban a gyors, vezeték nélküli kommunikációs rendszerek segítségével az emberek mellett zökkenőmentesen dolgozó, autonóm termelési robotok is részt vehetnek” – magyarázza Ansgar Bergmann, a STILL adat- és hálózati szakértője.

Az 5G szabványnak köszönhetően a jövőben lehetővé válik a teljes AGV-flották valós idejű koordinálása, a vállalat felhőjében tárolt vezérlési és útvonaladatokkal. Így a jövő raktárában az 5G nemcsak a rendszerek üzembiztonságát biztosítja majd, hanem olyan adatátviteli lendületet is hoz, amely lehetővé teszi a gépi tanulás legmodernebb elképzeléseinek megvalósítását.

Valós idejű raktári vizualizáció és leltár
Az Aroboc kutatási projekt célja, hogy a vezető nélküli szállítórendszerek (DTS) minden eddiginél okosabbá válhassanak. Ma már nagy számban alkalmaznak vezető nélküli szállítórendszereket az intralogisztikai és termelési létesítményekben. Modern érzékelő technológiával, például lézerszkennerekkel és kamerákkal felszerelve magabiztosan képesek navigálni a polcokon, gyártósorokon és raktárakban. Működésük során folyamatosan hatalmas mennyiségű adatot generálnak a környezetükről. Ezeket az adatokat azonban jelenleg még nem gyűjtik szisztematikusan.

A KION csoport robotikáért és mesterséges intelligenciáért felelős projektvezetője, Bengt Abel és csapata ezen szeretne változtatni. „Átgondoltuk, hogyan tároljuk ezeket az adatokat úgy, hogy azok csak az ügyfeleink számára legyenek felhasználhatók. Az Aribic lényege, hogy a DTS által rögzített, előfeldolgozott és elemzett szenzoradatokat egy adatbázisban tároljuk, ahelyett, hogy kidobnánk őket” – magyarázza Abel. A targoncákon lévő érzékelők által gyűjtött adatokat a raktárak vagy termelési környezetek nagy felbontású 3D-s térképeinek, úgynevezett „digitális ikrek” létrehozására használják. „Az ipari szektorban sok vállalat még mindig a termelési folyamatok és raktárak utólagos digitalizálására hagyatkozik, ami azt jelenti, hogy csak a felszínt kapargatják igazán. Az Aribic-kal egy lépéssel tovább szeretnénk menni, mivel lehetővé teszi az adatok folyamatos elemzését” – teszi hozzá Joachim Tödter.

Mivel a térképek valós időben jönnek létre, hatalmas mennyiségű naprakész információt tartalmaznak, amelyek viszont teljesen új alkalmazásokban hasznosíthatók. Ezek a szkennerek például felismerik, ha egy raklapot egy vészkijárat elé helyeztek, vagy ha egy útvonal el van zárva, és ennek megfelelően riasztást indítanak. Ugyanakkor a komissiózás javítását is lehetővé teszik. Ha például egy DTS elhaladás közben észleli, hogy egy alkalmazott éppen az utolsó előtti csomagot veszi le egy raklapról, azonnal értesíteni tud egy másik DTS-t, hogy az jöjjön és pótolja az utánpótlást. Így a jövő raktárában az is lehetséges lesz, hogy a leltározást leállás nélkül, munkaidőben és minden további erőforrás-ráfordítás nélkül végezzék el, mivel a DTS megcsinálja miközben körbejárja a raktárt és folytatja a szokásos szállítási tevékenységét.

Intelligens karbonlábnyom-csökkentés
Magától értetődik, hogy a fenntarthatóság nagy jelentőséggel bír majd a jövő raktárában, a tetőn elhelyezett fotovoltaikus panelektől kezdve a lítium-ion akkumulátorokkal működő targoncaflották intelligens töltésirányításáig. A raktár magját egy nagymértékben tömörített, zárt körfolyamatú, fénymentes „kaptár” képezi majd, amely nemcsak kevesebb helyet foglal el, hanem kevesebb energiát is fogyaszt az állványok között ide-oda suhogó ingajáratoknak köszönhetően, amelyek teljes sötétségben is képesek elvégezni a munkájukat. Amikor nincsenek használatban, alvó üzemmódba kapcsolnak, hogy az energiafogyasztásukat a lehető legkisebbre csökkentsék. Ezenfelül az összes ingajáratot tökéletesen összehangolják, hogy ne induljon el egyszerre mindegyik, elkerülve ezzel a költségigényes energiaellátási csúcsokat.

A forgalomban lévő összes járművet, az áru átvételétől az elszállításig, a mesterséges intelligenciával támogatott szoftver utasítja majd arra, hogy a megfelelő időben menjenek egy töltőponthoz, nevezetesen akkor, amikor sok energia áll rendelkezésre a fotovoltaikus panelekből, vagy amikor ez nem eredményezi a folyamatban lévő folyamatok megszakítását vagy túl sok jármű egyidejű töltését. „A jövő raktárában a felettes rendszer az energiafogyasztás optimalizálása érdekében fogja irányítani a teherautókat, legyen szó akár a LoadRunnerről, akár más, árut szállító teherautókról” – magyarázza Tödter.

A KION tavaly befektetett az ifesca GmbH-ba, egy olyan vállalatba, amelynek platformja szintén a mesterséges intelligenciára épül. Pontos előrejelzések alapján az ügyfelek megtervezhetik a targoncák és a többi raktártechnika optimális töltési sorrendjét. Ez csökkenti az energiaköltségeket és az elektromos hálózat kiegyensúlyozottabb terhelését eredményezi. Ennek eredményeként optimalizálhatják raktáraik energiafogyasztását a szén-dioxid-semleges intralogisztika működtetése érdekében.