Automatización de almacenes: por qué el software es la estrella del Sistema

El mercado de la automatización de almacenes está explotando porque las empresas no pueden encontrar suficientes trabajadores para seguir con los procesos en gran medida manuales frente al rápido crecimiento de los volúmenes de comercio electrónico. Al menos eso es lo que postula la sabiduría convencional. 

Esa idea hace que las empresas busquen robots móviles autónomos ( AMR ) y otros tipos de automatización de almacenes , como sistemas robóticos de inventario a personas de alta densidad, así como automatización más tradicional, para hacer más con menos para tareas cruciales.

Todo este pensamiento es cierto, pero pasa por alto un desafío fundamental al que se enfrentan las operaciones a medida que implementan una mayor automatización: hacer que varios sistemas trabajen juntos al unísono y liberar trabajo a estos activos de una manera que logre una alta utilización y resulten en que pedidos salgan por la puerta a tiempo.

Esta capacidad de coordinar múltiples sistemas y recursos, lo que se conoce como orquestación, es donde entra en juego el software. Y es una de las principales razones por las que el mercado de la automatización del manejo de materiales se está volviendo más centrado en el software.

El software toma protagonismo

“Históricamente, la principal propuesta de valor estaba más en el hardware”, dijo Rueben Scriven, analista senior de la firma de investigación Interact Analysis , que rastrea el mercado de la automatización. “Si una empresa quisiera una buena solución de automatización, recurriría a una empresa con hardware innovador y de buena reputación. Pero con el tiempo, estos sistemas se han convertido en productos básicos, donde, en general, el equipo automatizado que puede obtener de varios proveedores será similar”.

Para los proveedores, dijo Scriven, la mercantilización del hardware crea la necesidad de diferenciar sus soluciones y crear vínculos duraderos con los clientes. Si bien el mantenimiento y los servicios de equipos automatizados han sido una forma de hacerlo, cada vez más, es el software lo que distingue a los proveedores y ayuda a las operaciones a lograr un mejor flujo de mercancías a través de centros de distribución más altamente automatizados.

“ Se trata en parte de que los proveedores necesiten diferenciarse y crear dependencia; y visto de manera más optimista, el software puede agregar mucho valor al ayudar a las operaciones a lograr un mejor flujo de mercancías”, dijo Scriven.

Por supuesto, cualquiera que utilice un teléfono móvil o un robot aspiradora sabe que un buen hardware necesita un buen software para ser efectivo. Esa naturaleza dual también ha existido durante mucho tiempo en el mercado de la automatización de almacenes, con el software del sistema de control de almacenes (WCS) que se ha aplicado durante décadas para configurar y monitorear la automatización.

Pero los observadores del mercado dicen que lo que está sucediendo ahora con el software se trata menos de controlar las velocidades y las fuentes de cada zona de automatización y más de la orquestación de todo el CD como un sistema, además de saber cuándo y cómo ajustar los recursos específicos para adaptarse a los picos. 

WES(Warehouse Execution System) esencial para la orquestación

A lo largo de los años, los proveedores con WCS han mejorado su software con más capacidades en torno a funciones como la lógica de liberación de pedidos y el equilibrio de carga para crear lo que se conoce como un sistema de ejecución de almacén ( WES ).

En la actualidad, dijo Howard Turner, director de sistemas de la cadena de suministro de la consultora St. Onge , el software WES, ofrecido por múltiples tipos de proveedores, incluidos los proveedores de automatización, es clave para orquestar múltiples sistemas automatizados.

“Cuando se implementa correctamente, WES lleva a cabo esta función vital de orquestación en la que el software actúa como un director de orquesta, haciendo que varios activos funcionen como uno solo, para que pueda lograr el rendimiento y el servicio al cliente que busca”, dijo Turner.

WES es ofrecido por varios tipos de proveedores, incluidos los principales OEM de automatización de almacenes , integradores de sistemas y algunos proveedores de sistemas de gestión de almacenes ( WMS ).

Además, algunos proveedores pueden ofrecer herramientas de análisis predictivo relacionadas, y los proveedores de robótica también enfatizan las capacidades de software de sus sistemas cuando se trata de monitorear el desempeño y el progreso del cumplimiento de pedidos. Eso hace que el examen del software sea más importante cuando se implementa una automatización efectiva del almacén.

“Cuando una empresa adquiere algo de automatización hoy, no solo obtiene equipos”, dijo Turner. “Están obteniendo los elementos de software y todo lo que viene con eso en términos de orquestación y liberación de pedidos, y pueden observar el rendimiento y las eficiencias de selección. No se puede pasar por alto la importancia del software, que es esencialmente el cerebro de la operación”.

¿Qué hay en WES?

WES es ofrecido por una variedad de proveedores, incluidos los principales proveedores de automatización que también fabrican hardware, integradores de sistemas que han desarrollado WES completo desde WCS y algunos de los principales proveedores de WMS, que generalmente sigue siendo un sistema clave para las transacciones de almacén. y gestión de inventario , incluso cuando se implementa WES.

Pero, ¿qué hace realmente WES y por qué estas funciones son importantes para obtener el máximo valor de la automatización? 

Los sistemas robóticos de recolección de piezas están impulsados por inteligencia artificial que le da al brazo robótico la inteligencia para saber cómo agarrar mejor los diferentes artículos.

La coordinación de múltiples sistemas automatizados es el propósito general de WES. “Debido a todos los desafíos de cumplimiento planteados por el comercio electrónico y las tendencias omnicanal , estamos incorporando más y más tecnologías para crear eficiencias, y es realmente responsabilidad del software unir todo eso de manera eficiente”, dijo Mary Elliott, directora oficial de productos y tecnología en Fortna , un proveedor de automatización que ofrece WES. “La capacidad de orquestar esos variados sistemas de una manera inteligente y optimizada es lo que proporciona el software”.

Una forma en que WES coordina la asignación de trabajo en los sistemas automatizados es con la liberación inteligente de pedidos, que en lugar de las grandes "oleadas" de trabajo, libera el trabajo a los sistemas en partes más pequeñas teniendo en cuenta el estado actual y la capacidad de múltiples zonas de automatización.

Esta función de liberación de pedidos se puede considerar como el punto de partida para la orquestación, con los vínculos de WES con los sistemas de control que alertan sobre cualquier evento inesperado o cuello de botella que pueda estar surgiendo, con algún software que ofrece características de "equilibrio de carga" para ayudar a ajustar a la realidad presente en la base de la operacion.

Beneficios de la automatización de almacenes

“El otro beneficio principal de WES es la visibilidad en tiempo real de lo que sucede con sus sistemas y procesos”, dijo Elliott. “Puede ser realmente difícil para alguien en operaciones observar diferentes sistemas y tratar de comprender lo que está sucediendo y reaccionar adecuadamente. Una vez más, ahí es donde entra en juego la inteligencia de las soluciones WES y por qué el software es tan importante, porque no se puede obtener esa comprensión solo del equipo. Necesita una capa de inteligencia de software que se asiente sobre ese equipo y monitoree el comportamiento”.

Otra forma en que WES ayuda a obtener más de los equipos automatizados, además de la función de coordinación de alto nivel, es proporcionar lógica y reglas para maximizar el rendimiento y los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación ( ASRS ).

Esto sucede de forma continua a medida que se asigna trabajo a un sistema, mientras que las características de visibilidad del software ayudan a los gerentes a decidir cuándo es el momento de aumentar el rendimiento del sistema al hacer cosas como abrir más estaciones de trabajo de recolección o agregar robots o transporte a un sistema, señaló Markus Schmidt, presidente de Swisslog Logistics Automation Americas, un proveedor de automatización de almacenes y WES. Ser capaz de maximizar el rendimiento dentro de una zona de automatización es en gran medida una cuestión de software, explicó.

“El software es fundamental cuando se trata de aprovechar al máximo una solución ASRS y saber cuándo escalar hacia arriba y hacia abajo”, dijo Schmidt. “Por ejemplo, es posible que algunos programas solo requieran un sistema para llevar el artículo más cercano de un pedido a la estación de recolección.

“Un software excelente tendrá en cuenta múltiples variables, incluido dónde se encuentra el artículo, si el contenedor o el estante están llenos o vacíos, o asignará prioridad para las fechas de vencimiento, entre muchos otros requisitos. Esto le permite al usuario obtener la mayor utilización y rendimiento del sistema”, agregó Schmidt. 

Visualizando la operación

Dado que muchas soluciones WES surgieron de WCS, tienen estrechos vínculos con los sistemas de control que gobiernan directamente la automatización en el piso. Agregando análisis y el WES se configura como un tablero general para la administración de DC.

“Correctamente adaptado a la solución, [WES] puede brindar beneficios tangibles a los operadores y al personal de mantenimiento al mostrar la utilización y la capacidad de la robótica, la utilización de la ruta mediante el mapeo de calor para identificar los puntos de cuello de botella, la utilización de la capacidad del ASRS, los tiempos de ciclo del dispositivo de manejo y otras máquinas relevantes, métricas de rendimiento que pueden impulsar las decisiones operativas relacionadas con los programas de mantenimiento preventivo y la intervención mecánica”, dijo Schmidt.

“La unificación de WES y WMS simplifica el análisis de inteligencia comercial y puede acelerar la toma de decisiones en la oficina principal, así como con la gestión de inventario, la asignación de fechas y el personal operativo”, agregó Schmidt.

Los proveedores de soluciones con WES y software de mantenimiento predictivo están en una posición ideal para ofrecer tableros a los gerentes que no quieren explorar interfaces de usuario separadas y visualizaciones de monitoreo de desempeño para ver qué está pasando con una operación, dijo Michael Conrath, jefe técnico y de productos.

“Lo que queremos hacer es descubrir cómo podemos tomar datos de múltiples fuentes dispares y consumirlos y verlos de una manera unificada que sea útil para nuestros clientes”, dijo Conrath. “Es posible que nunca tengamos un tablero genérico, único para todos, debido a los diferentes sistemas utilizados por los clientes, pero hay valor en un enfoque más unificado para visualizar las tendencias operativas”.

El software de ejecución de almacén gestiona la liberación de pedidos, ofrece visibilidad del rendimiento y proporciona una interfaz de usuario para las estaciones de trabajo GTP.

Para que eso funcione, dijo Conrath, los proveedores de soluciones deben tener experiencia en el uso de interfaces de programación de aplicaciones ( API ) para soluciones de automatización y robótica de varios proveedores, en lugar de solo ofrecer la pieza del tablero.

Además de la funcionalidad WES y los tableros , Conrath considera que el modelado y la simulación de procesos de almacén y flujos de materiales, y el software de mantenimiento predictivo, son otros aspectos clave de lo que los proveedores de soluciones deben aportar para diseñar sistemas de automatización de almacenes y su funcionamiento. más efectivo

El software es un componente importante de la robótica

Con las soluciones de robótica, el software juega en múltiples niveles. Los proveedores de AMR, por ejemplo, no solo fabrican robots, sino que también ofrecen software de administración de flotas , monitoreo y análisis del rendimiento.

Algunos proveedores también se están expandiendo hacia una orquestación más amplia con funciones como líneas de empaque. Por supuesto, la IA se encuentra en muchas soluciones de robótica, por lo que el sistema puede aprender continuamente con el tiempo cuando se trata de problemas como la optimización de rutas o cómo agarrar y manipular mejor los elementos.

En el mercado de la robótica de recolección de piezas, los proveedores de soluciones generalmente se asocian con proveedores líderes de robots industriales con brazos articulados, en lugar de construir sus propios robots, y lo mismo suele ser cierto para los sensores . El valor y la propiedad intelectual de los proveedores de robótica de selección de piezas generalmente se centran en el software de inteligencia artificial y la tecnología de visión asociada que permite que un robot perciba y comprenda lo que se le presenta.

Clinton Smith, director de tecnología de  RIOS , un proveedor de soluciones de recolección de piezas robóticas impulsadas por IA, explicó que mientras RIOS diseña sus propios efectores finales o pinzas  el software basado en IA le brinda al hardware la inteligencia necesaria para saber cómo agarrar y manipular artículos. .

En la práctica, las soluciones robóticas de selección de piezas requieren una combinación de software, hardware y capacidades de ingeniería del proveedor.

“Diría que el hardware y el software son igualmente importantes: uno no puede funcionar sin el otro”, dijo Smith.

Las tecnologías en la nube permiten tareas robóticas más complejas

El software de inteligencia artificial de RIOS utiliza tecnología de red neuronal artificial que imita cómo funcionan los cerebros para determinar cómo agarrar y manipular objetos, explicó Smith.

“Dichas técnicas son necesarias dada la complejidad y el desafío de los casos de uso de selección de piezas, que pueden incluir una gran variación de SKU, condiciones ambientales y visuales cambiantes, propiedades visuales difíciles involucradas con ciertos SKU, tiempos de ciclo rápidos y requisitos de precisión y exactitud”, dijo. dijo.

Además, RIOS ofrece software de nube híbrida para el monitoreo en tiempo real del rendimiento de la celda, como estadísticas de conteo, al tiempo que ofrece interfaces de programación de aplicaciones ( API ) para la integración con WMS. RIOS se asocia con FANUC para articular brazos robóticos, aunque ha desarrollado sus propios efectores finales para diferentes clases de artículos.

“El hardware del efector final es extremadamente importante porque, en estos casos de uso nuevos y desafiantes, en los que puede haber SKU cambiantes, elementos revueltos y geometrías irregulares, necesita replicar las capacidades de la mano humana”, dijo Smith.

“Como resultado, en términos prácticos, un efector final generalmente debe diseñarse para una clase particular de casos de uso, como por tamaño, geometría, peso o si un artículo es duro o blando”, agregó. "Esto requiere una pila de software lo suficientemente sofisticada que pueda adaptarse no solo a estos diferentes casos de uso, sino también a la manipulación adecuada con un determinado efector final".

Dé un paso atrás del "factor sorpresa" visual de lo último en automatización y robótica de almacenes, y es realmente un software en los niveles de análisis y WES que permitirá a los usuarios flexionar múltiples zonas de automatización para adaptarse a los patrones de demanda actuales y la disponibilidad de recursos que cambia rápidamente. los vendedores están de acuerdo.

La mayoría del software WCS no puede optimizar el centro de datos general como lo hace WES, explicó Laura Bickle, gerente senior de ofertas de WES en Honeywell Intelligrated , un importante proveedor de automatización de almacenes y software relacionado.

“El sistema WCS se enfoca en el rendimiento del producto, pero no optimiza el proceso de principio a fin como lo hace WES”, dijo Bickle. “Al utilizar inteligencia artificial y aprendizaje automático , WES permite al cliente tomar decisiones de última hora en tiempo real basadas en el estado del sistema para evitar la congestión y maximizar el rendimiento”.

Sobre el Autor

Robert Michel, editor sénior de Modern Mterial Handling, ha cubierto las tendencias de gestión de la cadena de suministro y la fabricación desde 1996, principalmente como exeditor de personal y excolaborador en Manufacturing Business Technology. Ha sido colaborador de Modern desde 2004. Ha trabajado en numerosos programas diarios, incluso en ProMat, el programa de logística de manejo de materiales de América del Norte y la Semana Nacional de la Fabricación.