«Умные склады»: как сенсоры, роботы и дроны меняют логистику

Насколько сильно развитие технологий Интернета вещей меняет логистику? Ответ «кардинально» не сильно погрешит против истины. Одна из крупнейших торговых компаний в мире – Amazon, только один из распределительных центров которой в Аризоне равен по площади 28 футбольным полям, начала использовать дронов для доставки мелких пакетов. Среднее время такой доставки составит 30 минут, а её стоимость для компании – около $1. Этот пример прекрасно иллюстрирует, зачем нужны современные технологии в логистике: они обещают многократное повышение эффективности при снижении издержек. Время – деньги.

Логистические гиганты наподобие DHL и торговые «киты» вроде Amazon.com и Walmart давно сделали ИТ частью стратегии лидерства и активно пиарят свои достижения в этой области. Amazon, например, ещё в 2012 году приобрела за $775 млн компанию Kiva, производителя промышленных роботов для отбора и упаковки товаров на складе. По данным Deutsche Bank, использование этих роботов позволило Amazon на 20% снизить операционные расходы, что составляет около $22 млн на один складской центр. Сейчас Kiva используются в 13 таких центрах Amazon, но если проект будет масштабирован на все 110 центров компании, то она сможет достигнуть снижения издержек на $800 млн.

Зв счёт чего достигается такая экономия? В первую очередь за счёт повышения эффективности складских процессов: с помощью Kiva цикл складских операций для конкретного товара сократился с 60-75 до 15 минут, а пространство складов оптимизировано на 50% за счёт более рационального его использования.

Amazon, конечно, не единственная компания, экспериментирующая с робототехникой на складах, но пока это всё визионерские проекты, счёт которым идёт на единицы. Тем не менее тема роботизации складов может стать достаточно актуальной в будущем. Например, над созданием складских роботов работает немецкий стартап Magazino, но пока компанией не представлено столь же масштабных кейсов их использования, как у Amazon.

Складские роботы от Magazino

Walmart вообще намерена использовать дронов не в доставке, что сопряжено с регуляторными трудностями, а внутри логистических центров: дроны могут перемещаться по пространству склада, делая 30 фотокадров в секунду, и эта информация может использоваться для инвентаризации. Если «вручную» на такой процесс ушло бы около месяца, то с помощью летающих роботов инвентаризировать огромный склад можно за один день.

Walmart начнёт использовать дроны на своих региональных складах в период от 6 до 9 месяцев 

IoT на складе: технологии

Конечно, дроны и роботы - это только наиболее эффектная часть технологий Интернета вещей (IoT), которыми может быть оснащён современный склад.

Начнём с того, какие именно данные генерируются на современном автоматизированном складе и где они хранятся. Большинство современных складских комплексов уже оснащены системами управления складом (Warehouse management systems – WMS), которые получают данные от баркодов и RFID-меток, размещённых на упаковке товаров. Более продвинутый уровень – системы контроля cклада (Warehouse Control Systems - WCS): сенсорами оборудовано складское оборудование, а не только товары, и этими данными располагают системы. Также некоторые склады оснащены системами автоматизации зданий (Building Automation Systems - BAS). Такие системы с помощью специальных датчиков могут отслеживать и управлять освещением, кондиционированием и вентиляцией, а также обеспечивать работу подсистем безопасности и контроля доступа на склад.

Современные системы WMS, WCS и BAS оборудованы интерактивными интерфейсами – дашбордами, позволяющими складским работникам управляться со сложным хозяйством. Технологии Интернета вещей позволяют объединить данные этих систем, обеспечить их кросс-взаимодействие для решения более сложных задач. Например, если речь идет о хранении скоропортящейся продукции, требующей специального температурного режима, система BAS может отслеживать колебание температуры на участке склада через сенсоры. И, если оно достигло критических значения, подавать сигнал в систему WMS, а та в свою очередь – информировать складских работников о сложившейся ситуации.

Интернет вещей в логистике может принимать различные формы, объединяя в себе различные технологии, начиная от непосредственно подключаемых устройств (датчиков, сенсоров, меток, роботов) и заканчивая способами обеспечения между ними интерконнекта. Связность устройств и систем обеспечивают беспроводные технологии передачи данных Bluetooth, RFID, Zigbee и WiFi, а также мобильные 3G и LTE сети, объединяющие весь «зоопарк» устройств в единое целое.

Рынок «умной» логистики 

По прогнозам компании Cisco, к 2020 году в мире будет насчитываться 50 млрд подключённых к сети устройств, включая промышленные. Из них только 17% будет приходиться на компьютеры, смартфоны и планшеты, остальные 83% – на носимую электронику и устройства Интернета вещей. Уже сейчас, по данным Zebra Technologies и Forrester Research, рост проникновения IoT на производстве по сравнению с 2012 годом составил 333%. По итогам 2014 года 65% респондентов так или иначе использовали технологии IoT на производстве. 

Объём совокупных IoT активов, которые будет сгенерированы в 2015-2025 годы (прогноз)

Источник: DHL, Cisco (DHL Trend Report Internet of Things), 2015

По оценкам DHL и Cisco, технологии IoT сгенерируют около $8 трлн активов в ближайшие десять лет, из них $1,9 трлн придётся на отрасль логистики и управления цепочками поставок. Влияние, которое интернет вещей оказывает на логистический сектор, невозможно переоценить: решения такого рода начинают применяться и в рамках складских операций, и в рамках транспортировки грузов и для доставки на уровне «последней мили». 

По данным MarketsandMarkets, адаптация подключённых устройств в складской логистике будет увеличиваться во всех основных функциональных областях, включая управление запасами, складом, трекинг и мониторинг, инвентаризацию и прикладные телематические системы. Драйверами при этом являются снижение стоимости сенсоров и RFID-устройств, что делает возможности их применения повсеместными. По оценкам экспертов этой компании, всего рынок «подключаемой логистики» вырастет в объёме с $5,05 млрд в 2015 году до $20,46 млрд а 2020 году, а среднегодовой темп его роста составит 32,3%. 

Ключевые поставщики решений на этом рынке – Cisco, Eurotech S.P.A., GT Nexus, IBM и Infosys. Есть также многочисленные нишевые игроки, например, ThingWorx и Secure RF: они разрабатывают софтверные решения для повышения эффективности логистических процессов. Также особняком стоят производители «железной» части, датчиков, сенсоров, роботизированных устройств и прочих прикладных гаджетов, которые просто не могут быть перечислены в рамках одной статьи. Более того, аналитики предрекают, что многие ИТ-компании будут вовлечены в этот рынок в ближайшее время.

Функциональные области

Датчики и сенсоры на современном складе

Логистика, где миллионы объектов ежедневно маркируются и перемещаются на различные расстояния, просто создана для Интернета вещей. IoT-устройства используются на складах в первую очередь для того, чтобы получить информацию о материальных активах на всём протяжении цепочек поставок с тем, чтобы затем обрабатывать и анализировать полученные данные. Это позволяет логистическим провайдерам, а также торговым и производственным компаниям, выполняющим часть логистических функций самостоятельно, задействовать ИТ-инструменты в борьбе за операционную эффективность, при этом создавая новые автоматизированные сервисы как для внутренних, так и для внешних пользователей.

Казалось бы нет ничего более консервативного для автоматизации, чем склад, где просто хранятся товары. Но это обманчивое впечатление, поскольку для компаний эффективность складских процессов, оборачиваемость складов, контроль за наполнением и остатками становятся важными инструментами конкурентной борьбы. На самом деле, контроль за складом, где одновременно находятся сотни и тысячи единиц разнообразной продукции с различными условиями хранения – это настоящий вызов.

Сегодня уже недостаточно просто маркировать товары на складе, чтобы он начал работать, как часы. Есть ещё множество «теневых» активов, начиная от самих полок и заканчивая погрузчиками, которые можно заставить работать эффективно и как единое целое с помощью современных технологий. 

• Первая из областей применения IoT на складах – «умная» инвентаризация (smart inventory management) – данные сенсоров и датчиков передаются в WMS-систему, позволяя в интерактивном режиме следить за тем, что именно хранится на складе и в каком количестве, а также исправлять ошибки хранения. 

• Вторая область – контроль за целостностью товаров и других материальных активов – очень широка. Выше уже приводился подобного рода пример насчет хранения продукции со специальными условиями. Также с помощью расположенных на складе и в зоне отгрузки камер можно выявить нарушение целостности упаковки, продукции. 

• Третья область – повышение качества обслуживания клиентов. Датчики в зоне отгрузки могут обеспечить дополнительный контроль за тем, что конкретный груз отправляется нужному клиенту: это предохраняет от ошибок и пересортицы. Можно организовывать различные сервисы для значимых клиентов по мониторингу принадлежащих им и находящихся на хранении товаров в режиме онлайн, что благоприятно скажется на их лояльности. Клиенты, которые могут отследить свой груз по всей цепочке, испытывают гораздо большее доверие к логистическому оператору.

Также IoT-решения позволяют повысить эффективность работы складского оборудования, начиная от погрузчиков и заканчивая лентами транспортеров: они могут быть оснащены датчиками, чтобы определить их оптимальную пропускную способность и скоростной режим. Подобные решения предлагает, например, компания Swisslog, одно из них называется SmartLIFT. В нем объединены сенсоры на грузоподъёмниках, баркоды на полках, данные которых идентифицируются при помощи локальной системы GPS и передаются в WMS систему: благодаря этому водители погрузчиков получают задания с актуальным местоположением. Данное решение внедрено на складе Bobcat и благодаря ему компания увеличила обработку грузов на паллетах на 30% в час без ошибок.

Работа системы для погрузчиков Swisslog SmartLIFT

Наконец, Интернет вещей позволяет тщательнее контролировать работу сотрудников склада и их безопасность. По данным ассоциации промышленного транспорта ITA США, только в США используется более 855 тыс складских вилочных погрузчиков, с которыми связано более 100 тыс. несчастных случаев в год: по этим случаям производится более 94 тыс. страховых выплат. В более 80% таких инцидентов вовлечены «пешеходы», то есть окружающий персонал. 

Конечно, использование сенсоров, микропроцессоров и беспроводных соединений на складах и в транспорте – это не новость, а маркировка товаров с помощью штрих-кодов и RFID-меток применяется уже многие годы. Можно сказать, что логистические компании стали одними из пионеров промышленного Интернета вещей, поставив себе на службу широкий спектр оборудования от ручных сканеров упаковки до сенсоров, мониторящих движение техники. Но всё это только верхушка айсберга в сравнении с тем, каков потенциал IoT на современных складах.

Анастасия Симакина