Foto: roboticsandautomationnews.com
Robotite kasutamine laotöös on kasvav trend
Lakkamatu ajalise surve tingimustes peavad e-kaubandust teenindavad laod komplekteerima igapäevaselt tohutuid koguseid peenkaupu. Tellimused on vaja täita loetud tundide jooksul ilma vigadeta ja hoolitseda selle eest, et korralikult pakendatud ja markeeritud saadetised antakse kulleritele üle õigeaegselt. Paljudes kohtades ei jätku selle töö tarvis piisavalt inimesi, mis muudab e-kaubandust teenindava manuaalse ja pooleldi automatiseeritud noppetöö peen- ja tükikaubaladudes äärmiselt raskeks ja pingeliseks. Nimetatud väljakutsete tõttu nähakse ladudes võrgukaubanduse teenindamisel inimeste asendajatena ja peamise tehnoloogilise lahendusena autonoomseid mobiilseid roboteid (autonomous mobile robot; AMR).
On teada, et USA jaotusladudes on juba käesoleval ajal asendatud iseliikuvate robotitega ca 1% laotöötajaist. Ligi 60% peen- ja tükikaupa käitlevatest laopidajatest USA-s arvestab sellega, et lähiaastatel on vaja loobuda suurel määral inimtööjõust ja võtta nende asemel kasutusele autonoomsed mobiilsed laorobotid. Samas on osa laopidajatest arvamusel, et inimeste elimineerimine ladudest pole lähitulevikus juhtiv trend.
Kolmandad on seisukohal, et iseseisvalt laos ringi liikuvaid ja töötavaid roboteid pole võimalik panna traditsiooniliste poolautomaatsete laosüsteemidega üheskoos toimima. Tegelikkuses leidub siiski küllaldaselt võimalusi panna roboteid tööle koos inimestega, rääkimata sellest, et need suudavad juba praegu teha korrapärase kujuga tootepakendite nopet. Iseõppivad mobiilsed robotid on suutelised töötama inimestega samas rütmis. Koos nendega töötavad inimesed ei kurda üldjuhul, et nende töö takerduks roboti taha või vastupidi.
Osa mobiilsetest robotitest töötab juba praegu koos komplekteerimistööd tegevate laotöötajatega lühendades nende liikumisteekondi ja juhtides noppetööd. Suurem osa laorobotitest ei suuda veel iseseisvalt noppeid teha, mistõttu on need kasutusel peamiselt toodete veoga komplekteerija juurde. Praktika on näidanud, et kui robotid toovad väljastatava kauba komplekteerija töökohale, suureneb tema töö tootlikkus 2–3 korda.
AGV-de tootmine ei näita kiiret kasvu
Automaatjuhtimisel töötavaid tõstukeid (AGV) ja teisaldusvankreid (AGC) on kasutatud ladudes edukalt pea kolm aastakümmet. Nende suurim puudus on asjaolu, et seadmed nõuavad ruumis orienteerumiseks ja ühest punktist teise liikumiseks laseri tarvis paljudesse kohtadesse paigaldatud peegleid ja/või raadiomajakaid. Nende installeerimine ja arvuti poolt juhitava liikumise käivitamine on olnud aeganõudev ja kulukas. Võimalike liikumismarsruutide arv laos on olnud piiratud, mis omakorda on seadnud piirangud ka tõstukite poolt täidetavatele tööülesannetele.
AGV-de kasutamise paindlikkus hakkas suurenema 10–15 aastat tagasi, kui hakati valmistama tõstukeid, mille puhul hakkasid tõstukid jälgima mällu salvestatud liikumisteekondi ja tõsteid. Juht sõidab tõstukil ette teekonna ja teeb vajalikud tõsted, mis salvestatakse tõstuki mällu. Tõstuk on suuteline kordama kõikvõimalikke liikumistrajektoore ja tõsteid. Vaatamata suurenenud paindlikkusele on taolise automaatõstuki kasutamisel siiski olulised piirangud.
Sel põhjusel on hakatud välja töötama autonoomseid tõstuk-roboteid, mis ei vaja laos liikumiseks laserpeeglite süsteemi ega muid vahendeid, mis võimaldavad seadmel ruumis navigeerida ja töötada. Tehnoloogia areneb iseseisva, infrastruktuurist sõltumatu navigeerimise suunas.
Vaatamata automaattõstukite kõrgemale hinnale võrreldes manuaalselt juhitavate tõstukitega, on automaattõstuki soetamisel investeeringu tasuvusaeg intensiivsel ja mitmes töövahetuses kasutamisel kõigest 12–18 kuud. Siiski on sedavõrd lühike tasuvusperiood võimalik ainult tööjõu kõrge maksumusega riikides.
Robotitootja GreyOrange valmistab laoroboteid, mis toovad peenkaubariiuli komplekteerija töökohale. Riiuli hoiukohal, kust tuleb tooted võtta, hakkab vilkuma lambike ja ekraanilt näeb komplekteerija toote väljastatava koguse.
Autonoomsed mobiilsed robotid täidavad ladudes erinevaid ülesandeid. Osa neist teisaldab riiulid kaubaga hoiukohalt komplekteerimiskohale ja viib tagasi hoiutsooni. Osa robotitest töötab riiuli vahekoridorides koos inimestega ja osa (enamasti AGV-d) teisaldavad laos kaubaaluseid vastuvõtust laoaadressile ja laoaadressilt väljastusalale või komplekteerimise aktiivkohale.
Navigeerimise tehnoloogia arendatakse automaatselt töötavate tõstukite kontseptsioonilt autonoomselt töötavate robotite tehnoloogiaks. Kuna robotid on iseõppijad, ei vaja need ruumis orienteerimuseks ja liikumiseks peegleid, raadiomajakaid jms infrastruktuuri elemente. Materjali- ja töövoo muutumisel suudavad need muutunud olukorraga kiiresti adapteeruda ja töötada ühtses rütmis koos inimeste ja teiste robotitega.
Robotite tehnoloogia kasutab senisest paremaid SLAM (simultaneous localization and mapping) algoritme, algoritmide tööl põhinevaid sensoreid, stereokaameraid 2D LIDAR (light detection and ranging) skannereid. Autonoomsed mobiilsed robotid liiguvad keerukas, paljude riiulite, töölaudade ja muu inventariga keskkonnas inimestele ja teistele robotitele ohutult. Roboteid on lihtne installeerida ja töötama õpetada.
Peamiselt kasutatakse robotite väljaõppe algfaasis 2D LIDAR-it. Seade liigub seadistamise etapil iseseisvalt kõikides ruumides ja ruumiosades salvestades oma mällu edaspidi kasutatava ruumikaardi. Seejuures näidatakse robotile ära kõik olulised objektid, mida peab see oma tulevases töös kasutama.
Robotite väljaõppeks kasutatakse ka teist lähenemisviisi, mille korral salvestab robotliikumise ajal kaameratest edastatavat infot ja masinõpet tuvastamaks ja klassifitseerimaks eri objekte. See on arvutuslikult küll keerukam, kuid võimaldab robotil tänu paremini väljaarendatud tehisintellektile olla töös paindlikum ja teha keerukas ning muutuvas keskkonnas „targemaid“ otsuseid.
Autonoomsete mobiilsete robotite (AMR) turg on kasvamas
Modern Materilas Handling (MMH) eksperdid on arvamusel, et automaatselt töötavad tõstukid jäävad järgmisel aastakümnel siiski pigem nišitooteks. Vastavalt prognoosile hakkab alates aastast 2025. automaattõstukite populaarsus kasvama ja 2030.aastal ostetakse rohkem kui 100 000 tõstukit aastas.
Vastupidiselt iseliikuvatele tõstukitele on iseliikuvate, „kaup mehe juurde“ põhimõttel toimivate robotite turg kiiresti kasvamas. Tegemist on asendamatute seadmetega peenkaupa käitlevates, suure töö intensiivsusega lõpptarbijaid teenindavates võrgukaubanduse ladudes. Robotitele mõeldud koridorides liiguvad need kiiresti, toimetades peenkaubariiuleid või hoiukonteinereid komplekteerijate töökohtadele ja viies tagasi hoiualale.
Eksperdid on seisukohal, et lähematel aastatel toodetakse kõige rohkem roboteid, mis transpordivad peenkaubariiulid või kaubaga konteinerid komplekteerija juurde, kes teostab seejärel noppe. Kiireid ja täpseid liigutusi tegeva „komplekteerimiskäe“ väljaarendamisega võrreldavaks inimese käega kulub veel mõned aastad. Märgutule juhitud, peenkauba noppe statsionaarsetel töökohtadel on inimesed praegu robotitest kordades kiiremad, mistõttu ei asendata neid robotitega veel mõnda aega.
USA ladudes, kuhu on AMR-id installeeritud, töötab keskmiselt 70 autonoomset mobiilset robotit, tippajal isegi kuni 120 robotit. Lisaks KivaSystems-ile on praegu autonoomsete mobiilsete robotite tootjad GeekPlus, GreyOrange ja HIK Vision.
MMH eksperdid prognoosivad, et taoliste robotite läbimüük kahekordistub lähema kuue aasta jooksul. Aastatel 2020–2030 toodetakse 200 000 erinevat laorobotit. Prognoos sisaldab ka „komplekteerimiskäega“ kindlaksmääratud ja ebakorrapärase kujuga komplekteerimisroboteid. Selle koostamisel on eeldatud, et lähema kahekümne aasta jooksul kasvab võrgukaubanduse tellimusi täitvate keskuste arv, nende suurus ja järelikult ka kasutatavate robotite arv.
Efektiivseks suhtlemiseks inimese või teise robotiga vajatakse spetsiaalset tarkvara. Jaotades inimese ja roboti vahel tööd , kannab arvutiprogramm hoolt ka selle eest, et pikad komplekteerimisteekonnad jäetakse robotitele ja inimene teeb nopet oma lähipiirkonnas.
AMR robotid on töös paindlikud ja on suutelised töötama koos poolautomaatsete, suhteliselt jäikade algoritmidega töötavate laosüsteemidega.
Komplekteerimisrobotid ja tehisintellekt
Erineva suuruse, kaalu ja kujuga esemete haaramine robotkäega on võtmekomponent ladude robotiseerimisel. Käesolevaks ajaks on siiski ainult vähesed robotitootjad suutnud integreerida „komplekteerimiskäe“ liikuva platvormiga. Ülejäänud robotid on kohtkindlad ja haaravad tooteid konveierile mööda liikuvast hoiukastist. Käesoleval ajal on komplekteerimisrobotid suutelised haarama rühmapakendist või hoiukonteinerist ainult korrapärase kujuga esemeid.
Praegu töötavad „komplekteerimiskäega“ ja toodet ära tundva intellektiga robotid küll suhteliselt iseseisvalt, kuid vajavad siiski osaliselt inimese jälgimist. IAM Robotics poolt toodetavate komplekteerimisrobotite puhul vajatakse üht inimest kaheksa roboti töö kontrollimiseks ja abistamiseks probleemide esinemisel. Sama firma robotid suudavad komplekteerida tunni jooksul 200–300 tooteühikut peenkaubariiulilt või konteinerist.
Suuri pingutusi tehakse juhtivate arendajate poolt iseõppiva tehisintellekti väljaarendamisel, et robotid suudaks oma „komplekteerimiskäega“ haarata õnnestunult ja kiiresti ebakorrapärase kujuga ja uusi esemeid, millega neil pole varasemalt kokkupuudet olnud.
MMH spetsialistid ennustavad, et aastaks 2024. on enam-vähem lõplikult välja arendatud ja kasutusel iseõppimisvõimega „komplekteerimiskäega“ korrapärase kujuga esemete nopet tegelda suutvad iseliikuvad robotid. Ebakorrapärase kujuga esemete nopet teha suutvate robotite arendamise ja vähese kasutamise periood peaks kestma aastani 2030. Nende populaarsus hakkab tõenäoliselt tasapisi kasvama ja alates 2030 aastast võetakse need kasutusele sadades, kui mitte tuhandetes ettevõtetes. Ennustatakse, et 2040 aastal on ca 35% ladudes töötavatest AMR-idest suutelised tegema riiuli hoiukohalt või hoiukonteinerist korrapärase kujuga pakendite /toodete nopet ja teist samapalju ebakorrapärase kujuga esemete komplekteerimist.
Komplekteerimisrobotite kasutamisega on saabumas laonduses peagi uus normaalsus. Kuna robotite võimekus ja tootlikkus on täpselt teada, muutuvad laooperatsioonide tsükliajad ja komplekteerimise täpsus prognoositavateks. Iseliikuvad komplekteerimisrobotid muutuvad eriti populaarseteks pärast seda, kui ettevõtete juhid hakkavad tunnetama, et nende kasutamine aitab teenindada kliente senisest kiiremini ja praktiliselt ilma komplekteerimisvigadeta.
Lühendatult logisticsmgmt.com materjalide põhjal
seilecs prof.meedia
