Magazzino automatico: cos'è, tipologie e come funziona

Il ruolo cruciale assunto dalla logistica negli ultimi anni ha contribuito a stimolare una maggiore attenzione alla ricerca e allo sviluppo tecnologico nel settore. Molte aziende medio-grandi scelgono di passare dal magazzino tradizionale ad un magazzino automatico; un’opzione che risulta, oggi, non solo “obbligata”, ma anche la più adatta a rispondere alle nuove esigenze del mercato. La “logistica dei robot” non è una novità, ma è nell’era dell'industria 4.0 che la supply chain ha iniziato a godere davvero dei vantaggi dell’automazione.

Gestione magazzino automatico: cos’è e come funziona

Per “magazzino automatico” si intende un centro logistico dotato di software all’avanguardia e tecnologie di Robotic Process Automation che consentono di ottimizzare i processi all’interno della struttura: dallo stoccaggio alla spedizione. Mentre nel magazzino tradizionale sono gli addetti ai lavori ad occuparsi di spostare le merci in entrata e in uscita e di accompagnare i prodotti nelle fasi di confezionamento e spedizione, all’interno di un magazzino automatizzato la funzione dell’uomo è quella di supervisione e controllo e non prevede attività ripetitive, pericolose o alienanti. In questo caso, i prodotti sono, infatti, movimentati, catalogati e riposti direttamente da macchine ad hoc, gestite attraverso l’integrazione di dispositivi digitali, che permettono di regolare caratteristiche e volume dell’attività, in base ad esigenze specifiche.

Il livello e la tipologia di automazione all’interno di un magazzino possono variare: non è raro, ad esempio, trovare una combinazione di automatismi diversi all’interno dello stesso magazzino. In generale, comunque, l’approccio all’interno dei magazzini automatizzati è quello goods-to-man, secondo il quale sono i prodotti a spostarsi verso gli addetti e non viceversa. Ciò determina, oltre allo sgravio di operazioni faticose, l’ottimizzazione degli spazi, in quanto i sistemi automatici consentono una migliore organizzazione delle aree disponibili. In tal senso, può anche capitare che si automatizzi una sola parte del magazzino, per rispondere a particolari esigenze di efficienza e di budget.

Ma come funziona un magazzino automatico?

Innanzitutto, integrazione e funzionamento delle tecnologie coinvolte nelle varie fasi della catena logistica dipendono dalla presenza e dall’integrazione di un Warehouse Control System (WCS), responsabile del controllo dei macchinari automatici, e di un Warehouse Management System (WMS), un software per sovrintende ai processi logistici. Mentre il WMS consente di regolare le diverse attività svolte all’interno del centro logistico, il WCS controlla e coordina le operazioni svolte dalle macchine automatiche e informa il WMS sullo stato delle operazioni. L’efficienza del WCS e l’interfacciamento tra questo e il WMS garantiscono le migliori performance dell’impianto logistico. 
Grazie al WCS è possibile settare le impostazioni di automazione e controllare le operazioni. Andiamo ora più nel dettaglio, per comprendere quali sono gli elementi caratteristici che permettono il funzionamento di un magazzino automatico. 

Tipologie di magazzino automatico

Ognuno corrisponde a esigenze e caratteristiche diverse, che dipendono sia dal tipo di merce presente in magazzino sia dagli spazi fisici a disposizione. In ogni caso, però, non escludono completamente l’apporto umano, che resta fondamentale sia per le attività di supervisione che per quelle di programmazione dei processi digitali ad opera di tecnici specializzati.

Tra le principali tipologie di magazzino automatico troviamo:

• Magazzino Verticale: si tratta di un sistema verticale con cassetti traslanti in grado di estrarre vassoi per il prelievo e di provvedere al successivo stoccaggio.
• Miniload: è una sistema per la movimentazione dei carichi leggeri, con una struttura a colonna doppia o singola. La struttura è composta da ripiani orizzontali divisi da corridoi molto stretti, nei quali si muove il trasloelevatore. I miniload hanno la funzione di recuperare le unità di carico stoccate nelle scaffalature e portarle all’esterno, ovvero nell’area di picking, imballaggio o spedizione.
• Trasloelevatore: è pensato per la movimentazione di pallet o carichi pesanti. La scaffalatura può essere singola o a multipla profondità.
• Shuttle: in questo sistema, delle navette si muovono lungo il corridoio tra le scaffalature al fine di prelevare e trasportare i materiali presso un ascensore situato all’estremità del corridoio, dove vengono abbassati fino al punto di prelievo.

Ognuno corrisponde a esigenze e caratteristiche diverse, che dipendono sia dal tipo di merce presente in magazzino sia dagli spazi fisici a disposizione. In ogni caso, però, non escludono completamente l’apporto umano, che resta fondamentale sia per le attività di supervisione che per quelle di programmazione dei processi digitali ad opera di tecnici specializzati.

Attività svolte con l’automazione del magazzino

L’automazione del magazzino è una componente fondamentale, che permette di ottimizzare i processi, migliorare l’efficienza e ridurre gli errori. Diverse attività possono essere automatizzate, tra cui:

1. Ricezione delle merci. Nella fase di ricezione, l’automazione può semplificare il processo di controllo e registrazione dei prodotti che arrivano in magazzino. Questo può includere l’utilizzo di scanner di codici a barre o RFID per identificare rapidamente i prodotti e aggiornare automaticamente l’inventario.
2. Gestione dell’inventario. L’automazione può essere di grande aiuto nella gestione dell’inventario, grazie all’utilizzo di software di gestione dei magazzini (WMS) che permettono di monitorare in tempo reale la quantità e la posizione dei prodotti in magazzino. Questo può ridurre significativamente il rischio di errori e garantire un’elevata precisione nell’inventario.
3. Picking e preparazione degli ordini. L’automazione del picking e della preparazione degli ordini può avvenire attraverso l’uso di sistemi automatizzati di raccolta e preparazione merci, come i carrelli segui-linea o i robot di picking. Questi sistemi possono seguire percorsi ottimizzati, riducendo il tempo necessario per raccogliere gli articoli di un ordine.
4. Packaging. Nell’attività di packaging, le macchine automatiche possono essere utilizzate per imballare, etichettare e preparare i prodotti per la spedizione. Questo non solo accelera il processo, ma garantisce anche una maggiore coerenza e qualità dell’imballaggio.
5. Spedizione. Infine, l’automazione può semplificare la fase di spedizione, con sistemi che selezionano il corriere più appropriato, calcolano i costi di spedizione e stampano le etichette di spedizione. Inoltre, l’automazione può aiutare a tracciare le spedizioni e a gestire eventuali resi.

Il ruolo dei robot nella logistica

Nonostante il contributo dell’uomo resti, quindi, indispensabile ai fini del buon funzionamento della catena logistica, quando si parla di magazzini automatici non si può non parlare di “logistica dei robot”. Per comprendere al meglio quali sono e come funzionano i principali sistemi robotici utilizzati nel settore logistico, va fatta, innanzitutto, una distinzione tra due principali macrocategorie: robot industriali e co-bot. I primi sono volti a sostituire il lavoro manuale dell’uomo. Vengono, infatti, utilizzati per svolgere attività ripetitive o fisicamente logoranti e funzionano grazie a sensori capaci di raccogliere informazioni in real-time. Appartengono a questa categoria, ad esempio, i traslo-elevatori. I secondi, i co-bot sono detti “robot collaborativi” e supportano il lavoro degli operatori. Possono funzionare in maniera autonoma o assistita e sono caratterizzati da grande versatilità. Rientrano in questa categoria, ad esempio, i macchinari utilizzati per l’imballaggio delle merci.
La logistica 4.0 ha dato slancio alle innovazioni del settore RPA applicato alla supply chain, favorendo lo sviluppo di nuovi prototipi e tecnologie, per soddisfare esigenze sempre più specifiche.

Tuttavia, ad oggi, possiamo identificare un numero ristretto di sistemi, utilizzati nella maggior parte dei magazzini automatici, distinguibili in tre tipologie:

Robot per il prelievo e deposito merci

• Trasloelevatore: come detto in precedenza, si muove in verticale e orizzontale lungo dei binari collocati tra i corridoi delle scaffalature, per il carico e scarico automatico della merce.

• Pallet Shuttle: è una navetta che si muove lungo le scaffalature per prelevare le merci stoccate nelle zone più difficili da raggiungere.

Robot per la movimentazione merci

• Veicoli e carrelli a guida automatica: I carrelli a guida automatica AGV(Automated Guided Vehicle) e LGV (Laser Guided Vehicle) si muovono in autonomia lungo i corridoi del magazzino e dispongono di una piattaforma di carico dotata di forche, utile alla movimentazione.
  
  
• Trasportatori industriali: permettono la movimentazione delle merci, attraverso circuiti di rulliere motorizzate e si dividono in trasportatori a rulli, a catene o a nastro. Sono particolarmente efficienti se utilizzati insieme ai trasloelevatori.

Robot antropomorfi

Si tratta di robot che replicano alcune caratteristiche del movimento umano, in particolare quello delle braccia. All’interno dei magazzini automatici sono spesso utilizzati per sostituirsi agli operatori in operazioni particolarmente ripetitive e alienanti e aumentano in modo evidente l’efficienza della catena logistica. Il robot antropomorfo più diffuso all’interno dei magazzini è il braccio antropomorfo. Si compone di un braccio meccanico, giunture e un polso, dove viene agganciato il dispositivo di presa, una sorta di “mano”. Attraverso movimenti coordinati e programmati, si sostituisce all’uomo, ad esempio, in attività di precisione o all’interno delle catene di montaggio.

Magazzino automatico: i vantaggi per le aziende

Il magazzino automatico è la risposta ai nuovi imperativi del mercato contemporaneo: rapidità e flessibilità. Inoltre, permette di mantenere alta la competitività aziendale, grazie all’introduzione di sempre nuove soluzioni e tecniche produttive. Superati i costi iniziali di aggiornamento, dunque, dotarsi di un magazzino automatizzato si rivela sempre un vantaggio per le aziende che decidono di compiere tale passo. In particolare, possiamo individuare quattro benefici, caratteristici dell’automazione dei centri logistici:

1. Costi ridotti. Dotarsi di un magazzino automatico consente di ridurre sensibilmente i costi di housing e quelli relativi alla manutenzione, alla gestione degli spazi, delle scorte e dell’inventario.
2. Meno rischi. L’utilizzo dei robot riduce i rischi di danneggiamento merci durante le fasi di stoccaggio e movimentazione.
3. Ottimizzazione degli spazi. All’interno di un magazzino automatico le scaffalature possono svilupparsi in verticale, senza la necessità di lasciar spazio ad ampi corridoi per il passaggio degli operatori. In questo modo lo spazio risulta notevolmente ottimizzato e può essere sfruttato al massimo.
4. Un luogo di lavoro più sicuro. L’automazione del magazzino consente di ridurre notevolmente gli errori umani e i rischi per la salute degli operatori, sollevati da attività alienanti o fisicamente impegnative.

Il magazzino automatico e l’uso dei robot costituiscono un vantaggio per le aziende e un’evoluzione ricca di opportunità per il settore logistico, a patto che si massimizzino i benefici che l’automazione porta con sé.

Quali sono i costi dell'implementazione di un magazzino automatico e i potenziali ritorni sull'investimento (ROI)

L’introduzione di nuove tecnologie comporta investimenti non solo di natura economica, ma anche organizzativa e procedurale. Occorre considerare, infatti, una serie di costi collegati all’introduzione dei sistemi automatici:

• Acquisto delle apparecchiature;
• Acquisto del software;
• Costo dei servizi di assistenza;
• Revisione dei layout dell’impianto;
• Training e formazione del personale;
• Revisione dei flussi operativi;

A fronte di tali investimenti si può prevedere un ritorno sotto diversi punti di vista:

• Employee Experience. Molte operazioni sono svolte dalle macchine, e il personale può concentrarsi su attività a maggior valore aggiunto, che danno maggiore soddisfazione a aumentano la performance aziendale.
• Riduzione dei costi di manodopera. Il numero di addetti è minore, e il personale può svolgere mansioni più specializzate o meno onerose. Si consideri, in tal senso, la maggiore sicurezza dei dipendenti e il minore rischi di infortunio.
• Produttività dell’impianto. I sistemi automatici eseguono le operazioni velocemente e senza errori. Laddove una operazione manuale può essere sostituita da una automatizzata (picking, putting, handling, ecc.), vi è un incremento di performance e di business. Si pensi, inoltre, alla possibilità di lavorare senza vincoli di orario.
• Utilizzo dello spazio. magazzini automatici utilizzano meglio lo spazio disponibile. Immagazzinando una maggiore quantità di merci nello stesso spazio, si riducono i costi immobiliari.

È opportuno ricordare che la massimizzazione dei benefici della tecnologia avviene, innanzitutto, grazie all’utilizzo del WCS. Le operazioni di diverse macchine possono far parte di un unico flusso logistico o, all’inverso, che diversi flussi logistici utilizzino il medesimo macchinario. È perciò necessario che il coordinamento delle apparecchiature sia efficiente, in modo da massimizzare il vantaggio dell’automazione a beneficio di tutto l’impianto. È opportuno, quindi, che il WCS sia una piattaforma unificata e indipendente di controllo di tutti i sistemi automatici presenti. In tal modo è possibile rinnovare o inserire nell’impianto, in modalità plug & play, qualsiasi apparecchiatura, di qualsivoglia fornitore, e armonizzarla nei flussi logistici.

Automazione e digitalizzazione dei processi sono una sfida cruciale per la logistica: una ricerca dell’Osservatorio Contract Logistics “Gino Marchet” del Politecnico di Milano evidenzia che il 62% delle aziende del settore la considera una priorità per il prossimo futuro. Inoltre, tutti i servizi innovativi offerti dalle startup del settore logistico fanno leva, nella maggioranza dei casi, sulle apparecchiature automatiche. La tecnologia è un imperativo, non fine a se stesso, ma finalizzato a migliorare la performance aziendale e offrire servizi all’utenza sempre più efficienti. Un contributo significativo è fornito dal WCS, che consente di orchestrare in modo ottimale le operazioni delle macchine, garantendo flessibilità, velocità e precisione dei flussi logistici.