Эффективное планирование и внедрение: искусственный интеллект, робототехника и автоматизация в современных складских структурах

Оптимизация современного склада: Автоматизация как ключ к успеху в электронной коммерции и Ко.

Современная логистическая ситуация быстро меняется. Компании, желающие сохранить свою конкурентоспособность, сталкиваются с проблемой постоянной оптимизации и гибкой адаптации своих складских процессов. В этом контексте искусственный интеллект (ИИ), робототехника и автоматизация играют все более важную роль. Многие отрасли и бизнес-модели, особенно в области электронной коммерции, автомобилестроения, торговли и производства, все больше полагаются на интеллектуальные, автоматизированные складские процессы для повышения скорости, точности и структуры затрат. Огромный потенциал, который можно раскрыть благодаря продуманному использованию систем искусственного интеллекта, современных роботов и технологий автоматизации, особенно очевиден в различных типах хранилищ, таких как транзитные склады, буферные склады и долгосрочное хранение. Ниже представлен подробный обзор того, какую выгоду компании могут получить от этих технологий, какие конкретные требования предъявляются к отдельным типам хранилищ и как может выглядеть успешное внедрение. Цель состоит в том, чтобы представить как основные концепции, так и практические советы по их реализации для достижения лучших результатов в планировании и управлении складами.

Подходит для:

• Запас на пределе? Автоматизация склада: оптимизация склада или модернизация – правильное решение для вашего склада

1. Значение складских процессов в цепочке поставок

Складские процессы являются центральным элементом каждой цепочки поставок. Во многих компаниях слова «эффективность и скорость» считаются важнейшими факторами успеха. Если товары не будут доступны вовремя, это может привести к простоям производства, задержкам доставки или недовольству клиентов. В то же время складирование не должно быть слишком затратным, поскольку складские помещения, энергия и персонал вызывают высокие текущие затраты. Особенно на динамичных рынках важно иметь плавную координацию, чтобы спрос и предложение совпадали как можно точнее. Современные технологии помогают избежать узких мест и в значительной степени автоматизировать процессы. В долгосрочной перспективе цепочка поставок может получить выгоду на всех уровнях: от поступления товаров до комплектации и отгрузки.

Подшипники также играют стратегическую роль в смягчении колебаний. Например, если спрос на продукт неожиданно возрастает, для удовлетворения этого спроса потребуются достаточные запасы и эффективная инфраструктура. В таких случаях прогнозы, поддерживаемые искусственным интеллектом, могут давать точные прогнозы, чтобы, с одной стороны, не возникало узких мест, а с другой - избежать ненужных избыточных запасов. Робототехника и автоматизация дополняют этот подход, выполняя физическую работу быстрее, точнее и часто с меньшими затратами, чем это можно сделать при помощи ручных процессов. Это ясно показывает, что только взаимодействие искусственного интеллекта, робототехники и автоматизации позволяет целостно улучшить процессы.

2. ИИ как движущая сила оптимизации склада

Искусственный интеллект считается решающим фактором оптимизации складских процессов. Исторически сложилось так, что инвентаризация уже давно планировалась с использованием статических методов, при этом повторяющиеся закономерности и средние значения служили основой для всех решений. Сегодня гораздо более точные выводы можно сделать с помощью алгоритмов обучения и больших объемов данных. Это значит, что ИИ может распознавать сложные взаимосвязи, которые человек, даже с большим опытом, вряд ли сможет изобразить в такой форме.

Интеллектуальные системы управления складом

В основе современного складского хозяйства лежат интеллектуальные системы управления складом, которые часто называют «мозгами» склада. Они постоянно собирают данные – например, со сканеров, датчиков или ERP-систем – и оценивают их в режиме реального времени с помощью алгоритмов. Это создает цифрового двойника складской среды, в котором можно отслеживать каждое движение товаров, роботов и сотрудников. Это обеспечивает динамическое распределение складских помещений: в зависимости от таких характеристик, как размер, вес или скорость оборачиваемости, система выделяет каждому продукту оптимальное складское пространство. Таким образом, маршруты комплектации сокращаются, максимально используется пространство и избегаются ненужные пустые пробеги.

Еще одним примером эффективности искусственного интеллекта в системах управления складами является оптимизация запасов. Там, где раньше доминировали приблизительные оценки будущего спроса, теперь система анализирует исторические данные о продажах, сезонные колебания и внешние влияния (например, маркетинговые кампании или специальные рекламные дни) и автоматически корректирует запасы. Преимущества очевидны: дефициты становятся менее распространенными, сроки поставок сокращаются, а капитал, который был бы связан с чрезмерными запасами, можно использовать в другом месте.

Повышение эффективности за счет анализа данных

Помимо непосредственных преимуществ в управлении запасами и складскими помещениями, ИИ открывает новые возможности в области оптимизации процессов. Например, это может помочь динамически корректировать маршруты комплектования. Вместо жестких списков комплектации система может анализировать текущую ситуацию на складе и определять порядок комплектации товаров, чтобы расстояния были как можно короче и избегались возможные пробки. «Это часто резко увеличивает пропускную способность и эффективность», — опыт многих экспертов, внедривших ИИ на своих складах.

Прогнозное обслуживание — еще одна область, в которой анализ данных играет ключевую роль. Многие машины и системы на складе оснащены датчиками, которые в режиме реального времени фиксируют эксплуатационные данные: температуру, характер вибрации, уровень масла и многое другое. С помощью ИИ можно выявить признаки неминуемых сбоев. Это означает, что техническое обслуживание можно проводить в критических точках до того, как произойдет серьезное повреждение. Это сокращает время простоя, увеличивает срок службы машин и в идеале экономит затраты на ремонт и последующее обслуживание.

3. Робототехника и автоматизация для физической эффективности

В то время как алгоритмы искусственного интеллекта оптимизируют цифровой уровень склада, роботы и автоматизированные системы создают дополнительную эффективность на физическом уровне. Они освобождают сотрудников от повторяющихся или физически тяжелых задач и способны обеспечивать стабильно высокую производительность круглосуточно. Важно, чтобы люди и машины оптимально сотрудничали, чтобы использовать преимущества обоих «актеров»: гибкость и креативность людей, а также выносливость и точность машин.

Автоматизированные конвейерные системы

Конвейерные системы составляют логистическую основу многих складов. Они транспортируют товары от получения до места хранения, оттуда до комплектации и, наконец, до места упаковки или отгрузки. Традиционно использовались стационарные ленточные конвейеры или рельсовые системы, но их можно было адаптировать лишь в ограниченной степени. Сегодня все чаще используются автономные мобильные роботы (AMR), которые перемещаются по складу свободно и без рельсового руководства. «Современные AMR находят свой путь с помощью датчиков, лазеров или камер», — часто сообщается. Это позволяет им самостоятельно реагировать на препятствия и в кратчайшие сроки корректировать свой маршрут. Это приводит к более гибкому проектированию товаропотока.

Другой формой автоматизированных конвейерных систем являются беспилотные транспортные системы (AGV). Они особенно подходят для больших грузов и заранее определенных маршрутов, например, в стандартизированных процессах в производственных средах. AGV могут ориентироваться по разметке на земле, магнитным полосам или современным методам навигации. В обоих случаях преимущество заключается в том, что потоки материалов можно сделать гораздо более последовательными, а человеческие ошибки, такие как обход или неправильное размещение товаров, можно свести к минимуму.

Роботы и коботы для комплектации заказов

Центральным этапом на складе является комплектация, то есть сбор товаров для производственных заказов или заказов клиентов. Традиционный образ сотрудника, проходящего через ряды полок с ручным сканером и собирающего предметы, все больше меняется. Специализированные роботы-сборщики, или так называемые коллаборативные роботы (коботы), используются все чаще. Роботы-сборщики заказов имеют высокоразвитые системы захвата и распознавания: благодаря распознаванию изображений на основе искусственного интеллекта они могут идентифицировать, захватывать и помещать продукты разных размеров, форм или упаковки в контейнеры. Это позволяет выполнять заказы быстро и точно.

С другой стороны, коботы предназначены для работы в непосредственной близости от людей без необходимости использования защитного кожуха. Их движения разработаны так, чтобы быть медленнее и безопаснее, чтобы они не представляли никакой опасности для коллег-людей. Такое сотрудничество приводит к повышению производительности, поскольку повторяющиеся или эргономически невыгодные задачи берут на себя коботы, в то время как сотрудники могут выполнять более сложные и трудно автоматизируемые задачи. Такое взаимодействие не только увеличивает производительность, но и может повысить удовлетворенность работой, поскольку сокращается количество задач, требующих физических усилий.

Подходит для:

• Планируйте правильно и эффективно: искусственный интеллект, робототехника и автоматизация транзитных, буферных и долгосрочных складов.

4. Специальные решения для различных типов подшипников.

Не все лагеря одинаковы. Их ориентация, требования и процессы различаются в зависимости от продолжительности пребывания и функциональности хранящихся товаров. Часто проводится различие между транзитными лагерями, буферными лагерями и лагерями длительного содержания. Каждый тип хранилища использует описанные по-своему технологии.

Транзитный лагерь

Время пребывания товаров в пересыльном лагере очень короткое. Что особенно важно здесь, так это скорость и эффективность перераспределения, например, когда товары отправляются непосредственно в следующий пункт назначения после того, как они были получены, без длительного хранения. Обычно транзитный склад представляет собой узел, где входящие и исходящие товары тесно связаны между собой. Здесь часто используются процедуры кросс-докинга, при которых входящие поставки распределяются непосредственно по исходящим маршрутам на основе конкретных клиентских или производственных заказов.

В этой среде особенно ценны автоматизированные системы сортировки. С помощью конвейерных лент, систем сортировки и оптимизации маршрутов под управлением искусственного интеллекта можно направлять потоки товаров и устанавливать приоритеты. Это означает, что скоропортящиеся продукты, которые быстро портятся или срочно необходимы, можно быстрее перемещать по складу, в то время как другие товары распределяются параллельно во второстепенных линиях. Здесь решающее значение имеет минимизация времени обработки. Например, интеллектуальный алгоритм распознает, какой маршрут в данный момент наиболее загружен, и позволяет избежать узких мест, выбирая альтернативный поток товаров. Таким образом, можно значительно увеличить пропускную способность транзитного склада и значительно снизить риск заторов.

Буферное хранилище

Буферное хранилище незаменимо во многих компаниях, поскольку оно компенсирует колебания между производством и спросом. Если производственной линии постоянно требуются детали, но они поступают нерегулярно, буферный склад гарантирует, что материала всегда будет достаточно. И наоборот, в периоды низкого спроса излишки продукции временно складируются, чтобы их можно было снова использовать позже. Задача состоит в том, чтобы иметь возможность гибко реагировать на колебания, не занимая при этом лишнего места для хранения данных.

Челночные системы являются распространенным решением для буферного хранения. Это автоматизированные машины для хранения и поиска, которые перемещаются по одному или нескольким уровням в канале стеллажа и могут быстро хранить и извлекать товары. Это делает возможной высокую пропускную способность в небольшом пространстве. Системы искусственного интеллекта поддерживают этот процесс, оценивая потребность в товарах на основе информации в реальном времени. Если становится очевидным, что производству скоро потребуется больше деталей, запасы своевременно размещаются в зонах доступа. Это предотвращает остановку производственных процессов из-за отсутствия определенных элементов. В то же время эти системы можно использовать в периоды низкой загрузки для реорганизации запасов и, таким образом, дальнейшего повышения эффективности.

Длительное хранение

На долгосрочных складах товары часто хранятся в течение более длительного периода времени, например, потому, что они подвержены сезонным колебаниям, редко востребованы или являются частью стратегического резерва. Оптимизация здесь больше ориентирована на максимально эффективное использование пространства и точное управление запасами. Автоматические многоярусные склады являются распространенным решением для оптимального использования вертикальных складских помещений. С помощью роботизированных машин для хранения и извлечения поддоны можно хранить и извлекать на большой высоте, что особенно выгодно в дорогих или ограниченных по пространству складских помещениях.

Интеллектуальное управление запасами на таких долгосрочных складах учитывает такие факторы, как срок годности, прогнозы спроса и бизнес-показатели, чтобы добиться наилучшего распределения складских помещений. Это означает, что предметы, которые необходимо вскоре удалить, располагаются выше или в легкодоступных местах, а товары с меньшим оборотом хранятся выше или сзади. Цель состоит в том, чтобы хранить редко используемые товары максимально компактно, не затрудняя при необходимости доступ к ним. Системы искусственного интеллекта могут найти здесь идеальный баланс, разрабатывая динамически адаптируемые стратегии и реагируя на меняющиеся условия.

5. Стратегии реализации и проблемы

Внедрение искусственного интеллекта, робототехники и автоматизации на складских объектах работает лучше всего, когда оно происходит постепенно и хорошо спланировано. Компании, которые пытаются радикально изменить все процессы за короткий период времени, часто рискуют высокими затратами, неисправными системами и отсутствием признания среди сотрудников. Пилотный этап, на котором отдельные зоны склада оснащаются новыми технологиями, служит для приобретения первоначального опыта и выявления трудностей на раннем этапе. Успешно протестированные решения можно затем масштабировать и распространить на другие складские помещения.

Масштабируемость и гибкость

Для растущих компаний особенно важно, чтобы новые системы были масштабируемыми. Автоматизированный склад мелких деталей, рассчитанный на определенную пропускную способность, может быть достаточным на начальном этапе, но может быстро достичь своих пределов, если объем заказов значительно увеличится. Тогда появится возможность интегрировать дополнительных роботов или конвейерных агрегатов без необходимости выключать всю систему или перепланировать ее. Поэтому гибкая системная архитектура является решающим критерием при выборе поставщиков и решений. Программное обеспечение также должно иметь модульную структуру, чтобы можно было легко добавлять новые функции (например, дополнительные датчики, новые модули искусственного интеллекта или улучшенные стратегии комплектования).

Интеграция в существующие системы

Многие компании уже имеют ERP-системы, системы управления складом и различные решения по автоматизации. Они, как правило, исторически выросли и создавались с годами. При внедрении ИИ и современных решений в области робототехники крайне важно, чтобы новые инструменты органично вписывались в существующий ИТ-ландшафт. Требуется продуманная архитектура интерфейса, чтобы все системы могли взаимодействовать в режиме реального времени. Важность гармонизированных данных часто недооценивается. Например, если номера позиций, номера партий или инвентарные номера не поддерживаются последовательно, возникает неправильный инвентарь или неверный счет.

Интеграция может быть сложной задачей, особенно в области робототехники. При планировании необходимо обеспечить, чтобы роботы вписывались в физическую среду склада, например, путем обеспечения достаточных маршрутов передвижения и зарядных станций. Безопасность также должна быть гарантирована, например, с помощью датчиков на воротах или автоматических функций аварийной остановки, которые защищают людей. С коботами препятствий меньше, поскольку они специально предназначены для работы с людьми, но четкие правила безопасности все равно необходимо определить.

Квалификация сотрудников и управление изменениями

Ключевым фактором успеха автоматизации склада является признание сотрудниками. «Новые технологии зачастую поначалу вызывают скептицизм или неприятие», — распространенный опыт практики. Поэтому важно привлечь рабочую силу на ранней стадии, предоставить прозрачную информацию о целях проектов автоматизации и предложить обучение. Сотрудники должны узнать, как работают системы, какие преимущества они приносят и как они могут сами стать частью изменений. Любой, кто рано поймет, что робот — это не конкурент, а скорее облегчение при выполнении физически сложных задач, с большей вероятностью примет инновации.

Кроме того, системы искусственного интеллекта и автоматизированные процессы часто требуют нового профиля навыков. Вместо чисто ручной работы все чаще требуются знания в области информационных технологий, понимание процессов и технические ноу-хау. Компании, которые предоставляют своим сотрудникам соответствующую дополнительную квалификацию, получают двойную выгоду: с одной стороны, повышается мотивация, а с другой стороны, можно уменьшить количество ошибок в применении. Успешное управление изменениями учитывает страхи и сомнения, обеспечивает четкую ответственность и сообщает об успехах, чтобы проект нашел долгосрочное признание.

Безопасность данных и кибербезопасность

Одним из аспектов, который на практике часто недооценивают, является безопасность данных. «С ростом сетевого взаимодействия всех компонентов склада риски кибератак также возрастают». Если хакеры проникнут в системы, они смогут не только украсть данные, но и саботировать производственные процессы или парализовать всю работу склада. Поэтому компании должны обеспечить защиту конфиденциальной информации. Это начинается с зашифрованной передачи данных и распространяется на сложные межсетевые экраны и постоянные обновления безопасности.

Интеграция внешних облачных сервисов, например, для анализа данных или процессов искусственного интеллекта, создает дополнительные риски, если четко не определено, где находятся данные, кто имеет доступ и как гарантируется безопасное соединение. Кроме того, каждая компания должна разработать четкую стратегию реагирования на чрезвычайные ситуации, которая вступит в силу, как только будет обнаружен инцидент безопасности. Сюда входят планы действий в чрезвычайных ситуациях, системы резервного копирования и быстрое восстановление затронутых процессов. Это единственный способ обеспечить бесперебойную работу даже в случае возникновения технических или организационных сбоев.

6. Экономический аспект: затраты и выгоды

«Инвестиции в робототехнику, искусственный интеллект и автоматизацию — это шаг в будущее для многих компаний», — часто говорят в профильных отраслевых кругах. Однако компаниям среднего размера особенно следует провести тщательный анализ затрат и выгод, прежде чем выделять большие суммы денег на модернизацию своих складов. Хотя система искусственного интеллекта для оптимизации запасов может привести к значительной экономии затрат на хранение, на начальном этапе она требует серьезной корректировки ИТ-систем и целенаправленного накопления знаний среди сотрудников. Роботы и беспилотные транспортные системы требуют дополнительных затрат на приобретение и обслуживание.

Плюсами являются улучшенные возможности доставки, сокращение времени комплектования, снижение уровня ошибок и повышение доступности системы. Масштабируемость также может стать конкурентным преимуществом: если компании необходимо быстро расти, автоматизированный склад легче адаптировать к более высоким объемам обработки, чем склад, управляемый вручную. Кроме того, удовлетворенность сотрудников часто возрастает, когда устраняются монотонные или сложные задачи и возникают новые, более интересные области ответственности. В целом, во многих случаях преимущества перевешивают недостатки, если система работает стабильно и первоначальные дополнительные усилия завершены.

Подходит для:

• Эффективная автоматизация склада: 25 важных вопросов и ответов для вашей оптимизации – советы по оптимизации и модернизации склада

7. Новые тенденции и будущие разработки

Технологии в складской логистике развиваются быстрыми темпами. Все больше и больше систем объединяются в сети друг с другом, создавая целостный Интернет вещей (IoT). Датчики на поддонах, носителях грузов или даже продуктах постоянно предоставляют данные о местонахождении, состоянии и окружающей среде. Это превращает склад в киберфизическую систему, в которой каждое движение отображается в цифровом виде и анализируется. ИИ может использовать эти данные для более глубоких прогнозов, например, для еще более точного контроля цепочек поставок или для заблаговременного выявления узких мест. В будущем такие технологии, как виртуальная реальность (VR) или дополненная реальность (AR), также могут стать более важными для поддержки сотрудников в процессе обучения или подбора персонала.

Другая тенденция — полностью автономные склады, на которых люди играют лишь контролирующую роль. Уже есть пилотные проекты, в которых все складские перемещения осуществляются роботами, а все решения принимают системы искусственного интеллекта. Люди вмешиваются только в случае сбоев или исключений. Однако такой подход требует высокого уровня технологической зрелости и очень стабильной технологической среды. Будущее покажет, появятся ли и в каких отраслях полностью автономные склады.

В то же время логистическую отрасль волнуют такие темы, как устойчивость и энергоэффективность. Системы искусственного интеллекта могут помочь планировать маршруты, чтобы использовать меньше энергии, или планировать складские процессы во время низких тарифов на электроэнергию. Роботы и конвейерные технологии становятся все более энергоэффективными и в то же время более мощными. Достижения в области сенсорных технологий обеспечивают точный обзор температуры, влажности и других факторов окружающей среды, важных для высококачественного хранения. Это особенно актуально для отраслей, где хранятся чувствительные или скоропортящиеся товары.

Интеграция искусственного интеллекта, робототехники и автоматизации на транзитных, буферных и долгосрочных складах потенциально может значительно повысить эффективность и гибкость всей цепочки поставок. Системы управления складами на базе искусственного интеллекта обеспечивают прогнозирующую оптимизацию запасов, динамическое распределение мест хранения и непрерывный анализ процессов. Это обеспечивает еще более точный контроль всех перемещений на складе, что, в свою очередь, сокращает время комплектации и обработки грузов. На физическом уровне роботы и автоматизированные конвейерные системы выполняют повторяющиеся или тяжелые задачи, круглосуточно повышая производительность и сводя к минимуму ошибки. Благодаря коботам возможно сотрудничество между людьми и машинами, что позволяет создавать новые, более эффективные рабочие процессы.

На транзитных складах системы кросс-докинга и процессы сортировки, контролируемые искусственным интеллектом, сокращают продолжительность пребывания товаров. Буферные склады выигрывают от челночных машин для хранения и выгрузки, которые могут в режиме реального времени реагировать на колебания производства и спроса. На долгосрочных складах используются полностью автоматизированные многоярусные склады и интеллектуальные стратегии инвентаризации, позволяющие оптимально использовать доступное пространство. Эти разработки показывают, что ни одна компания не может игнорировать искусственный интеллект, робототехнику и автоматизацию, если она хочет оставаться конкурентоспособной в долгосрочной перспективе. Тем не менее, компаниям следует обратить внимание на надежную стратегию внедрения, сложные концепции безопасности и хорошую интеграцию сотрудников, чтобы получить максимально возможную выгоду от своих инвестиций.

Взгляд в будущее показывает, что технологии будут продолжать быстро развиваться. Все более мощные алгоритмы, более тесное сетевое взаимодействие систем и новые формы взаимодействия человека и машины будут продолжать менять мир складов. Поэтому желательно уже сегодня задать курс на завтрашний день и сознательно решать проблемы и возможности, которые предлагает цифровой и автоматизированный склад внутри компании. Таким образом, компании могут успешно сделать шаг к складскому хранению 4.0 и в то же время укрепить свои позиции на рынке. «Логистика будущего» больше не является отдаленной мечтой, а уже является реальностью во многих областях – и в ближайшие годы она станет все более и более обычным явлением.

Благодаря хорошо продуманному сочетанию инструментов планирования на основе искусственного интеллекта, гибких робототехнических приложений и интегрированных решений по автоматизации можно идеально удовлетворить индивидуальные складские требования. Лица, принимающие решения, всегда должны помнить об общей картине: помимо технологических аспектов, для обеспечения успешной трансформации важны такие факторы, как квалификация сотрудников, интеграция данных, безопасность и масштабируемость. Когда все эти элементы гармонично работают вместе, склад может стать настоящим источником ценности для всей компании, а не просто необходимым придатком. Другими словами: любой, кто сегодня правильно и эффективно планирует, закладывает основу для стабильных, эффективных и ориентированных на будущее цепочек поставок и, таким образом, обеспечивает решающие конкурентные преимущества во все более цифровом мире.

☑️ Поддержка МСП в разработке стратегии, консультировании, планировании и реализации.

☑️ Создание или корректировка цифровой стратегии и цифровизации.

☑️ Расширение и оптимизация процессов международных продаж.

☑️ Глобальные и цифровые торговые платформы B2B

☑️ Пионерское развитие бизнеса

Конрад Вольфенштейн

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму ниже, или просто позвонить мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) .

Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.

Xpert.Digital — это промышленный центр с упором на цифровизацию, машиностроение, логистику/внутреннюю логистику и фотоэлектрическую энергетику.

С помощью нашего решения для развития бизнеса на 360° мы поддерживаем известные компании, начиная с нового бизнеса и заканчивая послепродажным обслуживанием.

Аналитика рынка, маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые кампании, персонализированные социальные сети и привлечение потенциальных клиентов являются частью наших цифровых инструментов.

Дополнительную информацию можно узнать на сайте: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus