انبارداری هوشمند استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته مانند اینترنت اشیا (IoT) و هوش مصنوعی (AI) برای مدیریت بهتر و کارآمدتر انبارها است. به زبان ساده، انبارداری هوشمند یعنی استفاده از دستگاه‌ها و نرم‌افزارهای هوشمند برای جمع‌آوری، تحلیل و استفاده از داده‌ها به منظور بهبود عملیات انبار.
به طور مثال، فرض کنید یک شرکت خرده‌فروشی بزرگ، انبار هوشمندی دارد. در این انبار، همه محصولات با برچسب‌های RFID (شناسه رادیویی) تجهیز شدهاند. این برچسب‌ها به طور مداوم اطلاعاتی مانند مکان دقیق و تعداد هر محصول را به سیستم مرکزی ارسال میکنند. اگر سطح موجودی یک محصول به حداقل تعیینشده برسد، سیستم به طور خودکار سفارش جدیدی را برای تأمین‌کنندگان ارسال میکند تا موجودی دوباره پر شود.
در واقع راه حل‌ها و راهکارهای اتوماسیون فیزیکی و دیجیتال، شامل نرم‌افزار، رباتیک و سیستمهای پیشرفته مانند و ها با هدف کاهش هزینه‌ها، افزایش کارایی و ایمنی در این راهنما مورد بحث قرار میگیرد. همچنین مراحلی برای برنامه‌ریزی اتوماسیون از تعیین هدف و تجزیه و تحلیل داده‌ها تا ارزیابی فضای فیزیکی به همراه دلایل تأکید بر ضرورت اتوماسیون در زنجیره‌های تأمین مدرن تشریح شده و بهترین شیوه‌ها برای یکپارچه‌سازی موفق ارائه خواهد شد.
اگر شما نیز به پیاده‌سازی یک سیستم اتوماسیون در انبار خود فکر میکنید و مطمئن نیستید از کجا باید شروع کنید، این راهنمای جامع انواع مختلف اتوماسیون انبار و فناوریهای مرتبط را معرفی میکند تا به راحتی بتوانید راه حل مناسب را انتخاب کرده و با موفقیت کامل به اهداف خود برسید.
مروری بر سیستمهای اتوماسیون انبار
بطور کلی اتوماسیون انبار به فرآیند خودکارسازی وظایف تکراری مربوط به جابجایی کالاها و قطعات مختلف به داخل و خارج از انبار، مرکز توزیع، مراکز یا انبارهای خرده‌فروشی به کمک نرم‌افزار و تجهیزات خاص، به ویژه رباتها اطلاق میشود. اتوماسیون انبار به منظور تسهیل مدیریت موجودی و کاهش هزینه‌های سربار و سرعت بخشیدن به توزیع یا تکمیل و انجام سفارش و همچنین افزایش کارایی مورد استفاده قرار میگیرد. در صورتی که سیستمهای اتوماسیون به شکل صحیح اجرا شوند، می‌توانند باعث کاهش آسیب و خستگی کارگران و خطاهای انسانی نیز گردند.
فرآیند اتوماسیون میتواند ساده یا نسبتاً پیچیده باشد. نمونه ساده آن استفاده از یک اسکنر بارکد در انبار و نمونه نسبتاً پیچیده آن بکارگیری رباتهای مستقلی است که به کارگران در جابجایی کالاها و قطعات یا آماده کردن این اقلام برای حمل و نقل کمک میکنند.
به طور مثال، کمپانی iHerb که یک خرده‌فروش آنلاین محصولات بهداشتی است از سیستم ذخیره‌سازی و بازیابی خودکار OPEX® Perfect Pick® برای انجام سفارشات استفاده کرده و به این ترتیب میتواند بیش از 40000 سفارش را در روز پردازش کرده و در همان روز ارسال کند.
انواع سیستمهای اتوماسیون انبار
اتوماسیون انبار به اشکال مختلفی اجرا میشود که از سیستمهای ساده تا پیچیده را در بر میگیرد. در این بین، سیستمهای اتوماسیون انبار دیجیتال و فیزیکی دو نوع اصلی از آنها به شمار میروند که هر کدام را می‌توان به دسته‌های مختلفی تقسیم کرد.
سیستمهای اتوماسیون انبار دیجیتال
ممکن است شما با رباتها و تجهیزات بزرگ مورد استفاده در انبارها آشنا باشید؛ اما یک سیستم اتوماسیون انبار دیجیتال از نرم‌افزار و داده‌های مختلف برای کاهش نیاز به کار فشرده کارگران، دخالت انسان و فرآیندهای دستی تشکیل شده است. اتوماسیون دیجیتال میتواند برای خواندن بارکدها، شناسایی خودکار و ضبط داده‌ها (AIDC)، شناسایی امواج رادیویی(RFID) و دیگر کاربردهای مشابه مورد استفاده قرار گیرد.
اتوماسیون انبار دیجیتال مزایای بسیاری را به همراه دارد، از جمله مدیریت سریعتر و دقیقتر موجودی، امنیت بالاتر، مدیریت بهتر داده‌ها، کاهش ریسکهای قانونی و عملیاتی و همچنین افزایش ایمنی.
در عین حال، پیاده‌سازی این سیستم میتواند منجر به سود بیشتر و کاهش هزینه‌ها گردد. البته به این نکته هم باید توجه داشت که اتوماسیون دیجیتال ممکن است نیاز به برنامه‌ریزی و سرمایه گذاری‌های قابل توجهی پیش از راه‌اندازی یا در حین استفاده از نرم‌افزار داشته باشد.
سیستمهای اتوماسیون انبار فیزیکی
اتوماسیون فیزیکی انبار به طور معمول شامل بکارگیری تجهیزات فیزیکی، رباتیک، نوارهای نقاله و فناوریهای مشابه به منظور تسهیل جریان‌های کاری جابجایی مواد و کالاها و کاهش فرآیندهای دستی و کار فشرده کارگران است. مزایای مختلف این روش اتوماسیون انبار شامل استفاده بهتر از فضای انبار، افزایش ایمنی کارگران، انجام دقیقتر سفارشات، افزایش امنیت موجودی و بهینه‌سازی میزان ذخیره موجودی است.
اجرای سیستم اتوماسیون فیزیکی در انبار، بازگشت سریع سرمایه، افزایش سودآوری، کاهش هزینه‌های سربار و نیروی کار و بهبود خدمات و رضایت مشتری را در بر دارد. با این حال، به منظور پیاده‌سازی این نوع تجهیزات در انبارها یا مراکز توزیع، برنامه‌ریزی جامع و سرمایه زیادی از قبل مورد نیاز است. طبیعی است که سیستمهای اتوماسیون فیزیکی نیز به نگهداری و سرویس نیاز دارند تا زمان خرابی و توقف عملیات در انبار به حداقل زمان ممکن کاهش پیدا کند.
پذیرش سریع سیستمهای اتوماسیون انبار توسط صنعت و بازار
با توجه به افزایش نیاز به فناوری اتوماسیون و زنجیره تأمین و به منظور پاسخگویی به تقاضای بازار و نوسانات شدید در میزان مصرف کنندگان، بسیاری از شرکت‌ها تا اندازه‌ای در حال اجرای سیستم اتوماسیون در مراکز و انبارهای خود هستند. بر اساس بررسی شرکت بین‌المللی تحقیقات بازار Research and Markets، انتظار می‌رود بازار جهانی اتوماسیون انبارها از سال 2022 تا 2026 به 33.34 میلیارد دلار با نرخ رشد سالانه 13.60% برسد.
طبقه بندی سیستمهای اتوماسیون انبار
سیستمهای اتوماسیون انبار را می‌توان به دسته‌های کوچکتری تقسیم کرد؛ از قطعات و تجهیزات ساده گرفته تا سیستمهای پیچیده که می‌توانند از فناوریهای اتوماسیون فیزیکی و دیجیتال به طور توأم استفاده کنند.
چهار دسته اصلی این سیستمها عبارتند از:
- اتوماسیون پایه یا ساده انبار
اتوماسیون ساده انبار در واقع به انجام کارهای دستی و تکراری و جابجایی قطعات و کالاها در بخشهای مختلف فرآیند توزیع یا تولید کمک میکند. این نوع اتوماسیون ممکن است شامل نوار نقاله یا گردونه نیز باشد.
- اتوماسیون سیستم انبار
اتوماسیون سیستم انبار معمولاً تجهیزات اتوماسیون انبار را با نرم‌افزار ترکیب میکند؛ اما در عین حال میتواند شامل المانهای دیگری همچون رباتیک، یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل داده‌ها به منظور خودکارسازی وظایف و گردش کاری‌های مربوط به انجام سفارشات، مدیریت موجودی، حمل و نقل، پردازش کالاهای برگشتی یا برنامه‌های مشابه باشد.
این نوع اتوماسیون میتواند شامل نرم‌افزار موجودی، نرم‌افزار مدیریت انبار (WMS)، نوارهای نقاله، سیستمهای ذخیره‌سازی و بازیابی خودکار (AS/RS)، سیستمهای مرتبسازی خودکار یا رباتها باشد.
- اتوماسیون انبار مکانیزه
اتوماسیون انبار مکانیزه شامل سیستمها و تجهیزات رباتیک بوده و به کارکنان انبار در انجام وظایف و گردش‌های کاری کمک میکند تا دخالت انسان در کارهای تکراری را به حداقل رسانده یا رویه‌های کار فشرده را کاهش دهند.
نمونه‌ای از اتوماسیون انبار مکانیزه، سیستم OPEX® Infinity® AS/RS است. این سیستم دارای یک ساختار قفسه‌بندی شبکه‌ای است که در آن رباتهای بی‌سیم، قطعات یا کالاهای سفارش داده شده را بازیابی کرده و آنها را به درگاههای مشخصی تحویل میدهند. به این ترتیب اپراتورهای مستقر در این درگاهها یا ایستگاههای کاری به راحتی می‌توانند سفارشات را انجام دهند.
- اتوماسیون پیشرفته انبار
مشابه با اتوماسیون انبار مکانیزه، اتوماسیون پیشرفته انبار نیز رباتیک و تجهیزات مختلف را با یادگیری ماشین یا هوش مصنوعی (AI) ترکیب میکند تا به طور کامل جایگزین گردش کار دستی و کار فشرده کارگران گردد.
اتوماسیون پیشرفته انبار دارای رباتهای متحرک خودکار (AMR) بوده که می‌توانند در کنار سایر سیستمهای اتوماسیون برای جابجایی کالاها یا انجام وظایف مختلف با استفاده از هوش مصنوعی، حسگرها و دوربین‌ها، آزادانه حرکت کنند.
انواع فناوریهای اتوماسیون انبار
با وجود طیف گسترده‌ای از سیستمهای اتوماسیون انبار در بازار که توسط تولیدکنندگان مختلفی ارائه شده است، شناسایی انواع این سیستمها و مزایای هر یک برای تناسب بیشتر با نیازمندیهای شما از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
سیستمهای ذخیره‌سازی و بازیابی خودکار (AS/RS)
سیستمهای ذخیره‌سازی و بازیابی خودکار (AS/RS) از زمان تمرکز اصلی آنها بر روی بارهای سنگین و حجیم که معمولاً روی پالتهای استاندارد قرار گرفته و نیاز به تجهیزات و جرثقیل‌های مرتفع دارند و در عین حال تمرکز بر محموله‌های کوچک و سبک یا بسته‌های کم حجم، به سرعت در انواع فناوریهای مختلف رشد کرده‌اند. این نوع سیستمها به دلیل توانایی در کاهش هزینه‌های نیروی کار، استفاده بهینه از فضای موجود و افزایش امنیت موجودی و بازدهی سرمایه‌گذاری، بسیار محبوب شدهاند.
سیستمهای کالا به سمت فرد (G2P یا GTP)
سیستمهای کالا به سمت فرد مشهورترین نوع از سیستمهای AS/RS محسوب میشوند. این سیستمها به طور معمول شامل نوارهای نقاله، گردونه‌ها و سیستمهای بالابر بوده و کالاها را به صورت خودکار برای کارگران می‌آورند. سیستمهای پیشرفته‌تر G2P متکی بر وسائط نقلیه رباتیک بی‌سیم بوده که با حرکت در ساختار قفسه‌بندی شبکه‌ای انبار، کالاهای مورد نظر را بازیابی کرده و به اپراتور سیستم تحویل میدهند. این اپراتورها نیز به منظور انجام سفارشات، اقلام مورد نظر را بستهبندی کرده و آماده ارسال میکنند. در سیستمهای GTP با استفاده از فضای عمودی انبار، نگهداری کالاها به صورت متراکم‌تری صورت گرفته و کف انبار برای تسهیل تردد، آزادتر میشود. به این ترتیب از میزان تردد رباتها برای یافتن کالاهای مورد نظر در سرتاسر انبار نیز کاسته میشود.
انواع دیگر سیستمهای AS/RS
- سیستمهای بار واحد: سیستمهای بار واحد برای مدیریت بارها و محموله‌های سنگین (معمولاً بین 1000 تا 5500 پوند) که در جعبه‌ها یا پالت‌ها به صورت یک مجموعه، بستهبندی و نگهداری میشوند، مورد استفاده قرار میگیرند.
- سیستمهای مینی بار: مشابه سیستمهای بار واحد، سیستمهای مینی بار نیز به منظور نگهداری کالاهای مختلف در فضای محدود انبارها و مراکز توزیع طراحی شدهاند؛ اما کاربرد آنها تنها برای محموله‌های کوچکتر و سبکتر از قبیل لوازم یدکی و مصرفی است.
- سیستمهای مبتنی بر جرثقیل: این سیستمها به منظور بازیابی پالت‌ها و محموله‌های بسیار بزرگ با استفاده از جرثقیل‌های ثابت یا متحرکی که در راهروهای بین قفسه‌ها متناسب با نیازهای انبار مستقر میشوند، طراحی شدهاند.
- سیستمهای مبتنی بر شاتل: یکی از ویژگی‌های معمول سیستمهای G2P استفاده از برای جابجایی و انبار کردن قطعات و کالاهای مختلف (با ابعاد و وزن کم تا متوسط) است. سیستمهای مبتنی بر شاتل، قطعات و کالاهای موجود در انبار یا مراکز توزیع را با استفاده از شاتل، ربات، یا وسائط نقلیه هدایت‌شونده خودکار AGVها که در مسیری مشخص در ساختار قفسه‌بندی شده AS/RS یا G2P حرکت میکنند، تحویل میدهند. در واقع این وسائط نقلیه، محموله‌های مورد نظر را به ایستگاههای کاری که می‌توانند با سیستم یکپارچه شوند، تحویل میدهند.
- سیستمهای AS/RS با تراکم بالا: یک سیستم AS/RS با تراکم بالا دارای ساختار قفسه‌بندی متراکمی در انبار بوده و بازیابی و جابجایی محموله‌های مختلف را با استفاده از AMRها یا AGVها انجام میدهند. در واقع AMRها یا AGVها، محموله‌های مورد نظر را به اپراتورها در ایستگاههای کاری یکپارچه برای انجام فعالیت‌های انبارداری تحویل میدهند.
- سیستمهای گردونه‌ای: سیستمهای گردونه‌ای شبیه به سیستمهای نوار نقاله هستند؛ با این تفاوت که محموله‌ها به منظور بازیابی یا ذخیره بر روی یک گردونه در حال چرخش قرار میگیرند تا زمانی که اقدام لازم برای هر یک از آنها صورت پذیرد.
- سیستمهای مبتنی بر بالابرهای عمودی (VLM): سیستمهای بالابر عمودی (VLM) دارای یک ساختار کاملاً خودکار بوده که در آنها بالابرها درون محفظه یا ریلهای عمودی در بین کالاها و محموله‌ها مستقر هستند و عمل انبار کردن/بازیابی، جابجایی و تحویل محموله‌ها را به صورت خودکار انجام میدهند.
وسائط نقلیه هدایت شونده خودکار AGVها
وسائط نقلیه هدایت‌شونده خودکار (AGV) که به آنها رباتهای متحرک نیز گفته میشود، تجهیزاتی برای حمل و نقل کالاها بوده که با استفاده از سیم‌ها، حسگرها یا نوارهای مغناطیسی در سرتاسر انبار و در یک مسیر ثابت حرکت میکنند. AGVها تنها برای سیستمهای محدود و چیدمان انبارهای ساده، ایده‌آل هستند، زیرا آنها توانایی حرکت در اطراف افراد یا موانع را ندارند. در واقع از AGVها می‌توان برای بازیابی و تحویل محموله‌های مختلف در یک سیستم AS/RS یا G2P یا انجام سایر کارهای معمول و تکراری استفاده کرد.
رباتهای متحرک خودکار AMRها
مشابه AGVها، رباتهای متحرک خودکار (AMR) در فضای انبار تردد میکنند، با این تفاوت که می‌توانند این کار را بدون نیاز به مسیرهای از پیش تعیینشده انجام دهند. AMRها برای تردد ایمن در یک فضا به GPS، سیستمهای هدایت کننده، حسگرها و گاهی اوقات، هوش مصنوعی مجهز بوده و موانع مختلف و انسان‌ها را به خوبی در اطراف خود به منظور توقف یا حرکت تشخیص میدهند.
سیستمهای دارای نشانگرهای نوری برای انتخاب”Pick-to-Light” یا بستهبندی “Pack-to-Light” کالاها
سیستمهای Pick-to-light یا Pack-to-light از چراغ‌ها و نمایشگرهای دیجیتالی برای راهنمایی کارکنان انبار در انتخاب اقلام استفاده میکنند. این سیستمها را می‌توان با دستگاه‌های اسکن بارکد موبایل یا به عنوان یک ویژگی در سیستمهای AS/RS و سیستمهای مرتب سازی خودکار مورد استفاده قرار داد تا نه تنها زمان صرفشده برای جستجوی اقلام کاهش پیدا کند، بلکه دقت انتخاب اقلام نیز بهبود یابد.
سیستمهای مجهز به فناوری تشخیص گفتار برای راهنمایی در انتخاب کالاها یا انجام وظایف مختلف توسط کارکنان
این سیستمها که با عناوین Voice-Picking یا Voice-Tasking یا Pick-by-Voice شناخته میشوند با استفاده از فناوری تشخیص و بازشناسی گفتار، کارکنان را در فرآیند انتخاب و بازیابی کالاها راهنمایی میکنند. در این سیستمها کارکنان انبار از هدستهای مجهز به میکروفون استفاده کرده تا دستورات صوتی یا راهنمایی در مورد مسیر رسیدن به محل نگهداری کالای مورد نظر را شنیده و با پاسخ دادن به سیستم، وظایف خود را انجام دهند. شایان ذکر است که این سیستمها نیاز به اسکنرهای RFID و بارکدخوانهای دستی را نیز از بین می‌برند.
سیستمهای مرتبسازی خودکار
سیستمهای مرتبسازی (دسته‌بندی و سازماندهی) خودکار، اقلام مختلف را بر اساس پارامترهای از پیش تعریف‌شده به منظور انجام سفارشات به صورت خودکار مرتب کرده و جایگزینی برای روش مرتبسازی سنتی بوده که در آن از جعبه یا محفظه‌هایی برای دسته‌بندی کالاها توسط انسان استفاده میشود.
سیستمهای مرتبسازی خودکار را می‌توان برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار داد، از قبیل انجام سفارشات آنلاین در تجارت الکترونیک، بازتأمین و تکمیل اقلام موجود در فروشگاهها، انجام سریع سفارشات کوچک در نزدیکی محل مصرف، انجام سفارشات از طریق چندین کانال توزیع و فروش، انتقال کالاها به صورت گروهی به قفسه‌های فروشگاه، آماده‌سازی کالاها و قطعات مختلف به صورت یک بسته یا مجموعه یکپارچه، مدیریت و پردازش کالاهای برگشتی (لجستیک معکوس)، مدیریت موجودی و جریان کالا به نحوی که به محض تأمین، مستقیماً به سمت مقصد فرستاده و توزیع شوند، بدون اینکه نیاز به نگهداری آنها در انبار باشد.
