Automatyzacja pomaga zaprowadzić porządek w supermarketach

Niemal każdy, kto przynajmniej sporadycznie odwiedza supermarkety w ich „godzinach szczytu” (czy też ostatnich okresach restrykcji związanych z COVID-19), z pewnością zauważył nieład na regałach i miał trudności ze znalezieniem szukanego produktu. Łatwo wówczas winić pracowników sklepu, choć ocena taka może być pochopna, gdyż nawet najlepiej zorganizowany personel może mieć trudności z zadbaniem o to, by wszystkie towary na półkach były prawidłowo posortowane i na bieżąco uzupełniane.

Sortowanie towarów kosztuje obecnie właścicieli sklepów więcej czasu i pieniędzy niż kiedykolwiek. Nie znajdują się oni jednak w sytuacji bez wyjścia: inteligentne technologie są dla tradycyjnych sklepów doskonałym sposobem na wyróżnienie się spośród konkurencji.

Aby im w tym pomóc, badacze skupieni wokół projektu REFILLS (Robotics Enabling Fully-Integrated Logistics Lines for Supermarkets) proponują rozwiązania automatyzacyjne pomagające w sortowaniu artykułów, identyfikowaniu tych, których brakuje na półkach, pobieraniu ich z magazynu oraz uzupełnianiu ich zapasów na pustych regałach. Bruno Siciliano, koordynator projektu z REFILLS z ramienia konsorcjum CREATE oraz Uniwersytetu Neapolitańskiego im. Fryderyka II, opowiada o technologiach rozwijanych w projekcie oraz korzyściach, jakie przynoszą one właścicielom i pracownikom supermarketów.Bruno Siciliano: Najważniejszym wyzwaniem, przed jakim stoją sklepy, jest zapewnienie ciągłej dostępności wszystkich produktów dla klientów, a jednocześnie utrzymywanie zapasów na niskim poziomie i realizowanie procesów terminowo przy minimalnym wykorzystaniu zasobów.

Odbieranie każdego dnia wielu różnych produktów i uzupełnianie ich na półkach jest skomplikowane i wiąże się z wysokimi kosztami. Dodatkowym problemem jest czasochłonne szukanie odpowiedniego miejsca w sklepie, transportowanie wszystkich produktów na terenie sklepu oraz stosowanie szybkich i ergonomicznych procesów uzupełniania towarów na półkach.Po pierwsze poprzez skrócenie czasu i obniżenie kosztów związanych z szukaniem miejsc na produkty w sklepie. W tym celu tworzymy cyfrowy plan układu sklepu i autonomicznie sortujemy wstępnie towary na zapleczu zgodnie z tym planem. Po drugie poprzez autonomiczne transportowanie i dystrybucję wstępnie posortowanych produktów do odpowiednich miejsc w sklepie. Po trzecie zaś, pomagając pracownikom sklepu w przenoszeniu ciężkich opakowań podczas uzupełniania towarów na półkach. Próbowaliśmy także rozwiązać ten problem poprzez wykorzystanie robotów uzupełniających produkty na półkach, ale okazało się to na razie zbyt ambitnym problemem badawczym.Przeanalizowaliśmy wszystkie standardowe procesy logistyczne stosowane w sklepach i znaleźliśmy powtarzające się zadania, takie jak sortowanie i identyfikacja produktów oraz ich rozmieszczenie w sklepie. W pierwszym ze scenariuszy roboty mobilne miałyby kontrolować półki i tworzyć semantyczne mapy otoczenia w celu zidentyfikowania układu i monitorowania sklepu. Drugi scenariusz wykorzystuje roboty do trzech zadań: autonomicznego sortowania skrzynek z palet na zapleczu, autonomicznego transportowania wózków z zaplecza do sklepu oraz pomagania personelowi sklepu. W przypadku trzeciego scenariusza próbowaliśmy przemieszczać różnego rodzaju produkty i autonomicznie uzupełniać je na półkach.Opracowaliśmy specjalny sprzęt, stosując podejście modułowe. Skaner identyfikuje produkty na półkach i zapisuje ich położenie oraz sposób prezentacji. Wskaźnik emitujący wiązkę świetlną pomaga pracownikom w znalezieniu odpowiedniego miejsca do uzupełnienia danego produktu.

Aby poszerzyć automatyzację, zmodyfikowaliśmy ramię robotyczne, zwiększając jego zasięg i nadając mu specjalną geometrię. Dzięki temu robot SCARA może przepychać przedmioty z wózka na tył półki bez uderzania w inne artykuły.

Ostatni z systemów robotycznych został opracowany w celu transportowania wózków wypełnionych produktami w pobliże półek, a także przemieszczania wcześniej opisanych robotów na terenie sklepu. Ważną rolę odgrywa też oprogramowanie logistyczne i system zarządzania sklepem, zintegrowany z robotami, przenośnikami i skanerami. Pozwala on na komunikację z pracownikami za pośrednictwem smartfonów i tabletów. Inną funkcją może być przekazywanie klientom przydatnych informacji na temat produktów w sklepie.W naszym pierwszym scenariuszu identyfikacja układu i monitorowanie półek miały stanowić podstawę danych dla wszystkich modułów robotycznych systemu REFILLS. Okazały się one jednak bardzo cennym źródłem danych także w odniesieniu do innych procesów w sklepach.

W drugim scenariuszu opracowaliśmy specjalne stanowisko rozładowywania palet, w którym robot wyposażony w odpowiednio rekonfigurowalny chwytak z czujnikami może przenosić pudła o różnych wymiarach z palety. System ten może znaleźć także zastosowanie w magazynach.

Trzeci scenariusz pozwolił nam natomiast przetestować i zwiększyć możliwości robotów w zakresie autonomicznego przenoszenia produktów i manipulowania nimi w różnych środowiskach, w tym w sklepach detalicznych, przy użyciu systemu wizyjnego i detekcji dotykowej.Wybieranie towarów w sklepach tradycyjnych jest dla klienta przede wszystkim doświadczeniem zmysłowym i to ono pozostanie czynnikiem odróżniającym je od sklepów internetowych. To powiedziawszy, sklepy tradycyjne mają wyższe koszty związane z logistyką i personelem.

I właśnie tutaj automatyzacja może odegrać decydującą rolę. W niektórych sklepach wprowadzono już kasy samoobsługowe, a nawet zautomatyzowane rozliczanie płatności za produkty przy pomocy umieszczanych na nich chipów, co pozwala klientom na samodzielne kasowanie zakupów. Automatyzacja może nie tylko obniżyć koszty logistyki, ale także pozwolić sklepom na pełnienie funkcji centrów, z których dzięki zastosowaniu zrobotyzowanych systemów będą mogły korzystać oddziały sprzedaży internetowej i dostaw.DM i Uniwersytet w Bremie wraz z kilkoma innymi instytucjami rozpoczęły powiązany projekt, który w całości opiera się na semantycznych mapach sklepów podobnych do tych generowanych w pierwszym scenariuszu REFILLS. Projekt ten nosi nazwę Knowledge4Retail (K4R) i jest realizowany w ramach niemieckiej „Strategii na rzecz sztucznej inteligencji” finansowanej przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energetyki. Celem projektu K4R jest stworzenie nowej generacji systemów informacyjnych dla sprzedawców detalicznych i ich łańcuchów dostaw, połączonych w cyfrową platformę i ekosystem innowacji.

Moim daniem projekt REFILLS był świetną okazją do sprawdzenia technologii robotycznych w zastosowaniach logistycznych, w których roboty blisko współpracują z ludźmi. To doświadczenie i wiedza, którą zgromadziliśmy, mogą zostać wykorzystane w dziedzinach stających przed podobnymi wyzwaniami, takich jak szpitale czy inteligentne fabryki.