Metodi di picking per braccio di prelievo e magazzino: come scegliere quello giusto

Metodi di prelievo in magazzino in breve: quale funziona davvero meglio?

Il metodo di prelievo migliore dipende dal volume degli ordini, dal numero di SKU e dal layout del magazzino: non esiste una risposta universale. Per le piccole operazioni con un volume di ordini basso, spesso è sufficiente il prelievo manuale dei pezzi. Per i centri logistici ad alto volume, il prelievo a zone o a onda combinato con un braccio di prelievo o un sistema di assistenza al prelievo automatizzato riduce drasticamente i tempi di viaggio e i tassi di errore. Comprendere i compromessi tra ciascun metodo e il modo in cui strumenti come un braccio di presa si inseriscono nell'equazione è il percorso più rapido per migliorare l'efficienza del magazzino.

Cos'è un braccio di prelievo e dove si inserisce nel processo di prelievo

A prendere il braccio - a volte chiamato braccio di prelievo robotico o braccio di prelievo articolato - è un'estensione meccanica o robotica utilizzata per recuperare oggetti da scaffalature, contenitori o sistemi di trasporto senza richiedere che un lavoratore raggiunga, pieghi o si arrampichi. Nei contesti di magazzino, i bracci di prelievo spaziano da semplici strumenti di assistenza ergonomica (bracci aspiranti controbilanciati che aiutano i lavoratori a sollevare borse pesanti) a bracci robotici completamente autonomi integrati con sistemi di visione e software di gestione del magazzino.

I pick-arm vengono comunemente utilizzati in tre scenari:

• Ambienti di storage ad alta densità in cui la portata umana è fisicamente limitata
• Operazioni di prelievo ripetitive con geometria SKU coerente (scatole, bottiglie, buste uniformi)
• Celle frigorifere o magazzini di materiali pericolosi in cui è importante limitare l'esposizione umana

Secondo un rapporto di settore MHI del 2023, i bracci di prelievo robotizzati possono raggiungere velocità di prelievo di 600-1.200 prelievi all'ora in condizioni ideali, circa 3-6 volte più velocemente di un raccoglitore umano addestrato che lavora manualmente. Tuttavia, rimangono proibitivi in ​​termini di costi per molte operazioni di medie dimensioni, motivo per cui la comprensione dei metodi di prelievo manuale rimane essenziale.

I metodi di prelievo delle anime utilizzati oggi nei magazzini

La maggior parte dei magazzini utilizza uno o una combinazione di questi cinque metodi di prelievo primari. Ciascuno ha una logica di flusso di lavoro distinta, un caso d'uso ideale e una serie di limitazioni.

Prelievo pezzo (Prelievo discreto)

Un addetto alla raccolta gestisce un ordine alla volta, percorrendo l'intero magazzino per raccogliere tutti gli articoli presenti in una singola lista di prelievo prima di passare all'ordine successivo. Questo è il metodo più semplice da implementare e non richiede un coordinamento speciale, ma lo è l’approccio meno efficiente su larga scala . Il tempo di viaggio può rappresentare fino al 60% delle ore lavorative di un raccoglitore in una grande struttura che utilizza questo metodo. È particolarmente adatto per operazioni a basso volume che elaborano meno di 50 ordini al giorno o per evadere ordini grandi e complessi che richiedono un'attenta verifica.

Raccolta in lotti

Un unico addetto alla raccolta raccoglie gli articoli per più ordini contemporaneamente in un unico passaggio attraverso il magazzino, quindi li smista in ordini individuali in una stazione di consolidamento. Raccolta in lotti riduce la distanza percorsa totale del 40-60% rispetto al prelievo discreto quando si gestiscono 5-15 ordini per lotto. Funziona meglio quando gli ordini condividono SKU comuni e si abbina naturalmente a un braccio di presa nella fase di consolidamento per accelerare il processo di smistamento. La sfida principale è gestire le dimensioni del lotto: troppi ordini per lotto portano a errori di smistamento.

Selezione di zona

Il magazzino è diviso in zone fisiche e ciascun raccoglitore è assegnato a una zona. Un ordine viaggia attraverso ciascuna zona in sequenza o simultaneamente (pick-and-pass vs. pick-and-merge). Il prelievo a zona funziona eccezionalmente bene per i grandi magazzini con 10.000 SKU perché confina ogni lavoratore in un'area familiare, riducendo gli errori e i tempi di formazione . I centri logistici di Amazon utilizzano notoriamente una variante del prelievo a zone in cui i lavoratori rimangono fermi e i sistemi merci a persona (compresi i bracci di prelievo) portano gli articoli al raccoglitore anziché il contrario.

Raccolta delle onde

Gli ordini vengono raggruppati in "ondate" e rilasciati a intervalli programmati, in genere in linea con i tempi limite di spedizione in uscita. Il Onda Picking coordina il prelievo, l'imballaggio e la spedizione come un ciclo integrato. Richiede un sistema di gestione del magazzino (WMS) per essere efficace ed è comune nelle operazioni con rigidi orari di ritiro da parte del corriere ed elevati volumi di ordini giornalieri (500 ordini al giorno) . Quando i bracci di prelievo robotizzati vengono utilizzati in ambienti di prelievo a onda, vengono generalmente utilizzati come stazioni buffer tra le zone di prelievo e la linea di imballaggio.

Selezione dei cluster

Una variante del prelievo in batch in cui l'addetto alla raccolta trasporta un carrello multi-slot o utilizza un sistema pick-to-cart, posizionando gli articoli per ordini diversi direttamente in contenitori separati in un unico passaggio di magazzino. Il prelievo in cluster elimina la fase di smistamento separata richiesta nel prelievo in lotti standard. Con la giusta configurazione del carrello, un singolo selezionatore può elaborare 6-12 ordini contemporaneamente senza aumentare significativamente i tassi di errore. Questo metodo trae maggior vantaggio dagli strumenti di assistenza del braccio di presa quando si tratta di oggetti pesanti o scomodi nelle posizioni degli scaffali più bassi o più alti.

Confronto tra metodi di prelievo: velocità, precisione e complessità

Tecnologia del braccio di prelievo: assistenza ergonomica o completamente robotica

Il termine "braccio di prelievo" copre un ampio spettro di tecnologie. Comprendere la differenza tra le categorie aiuta i responsabili del magazzino ad abbinare lo strumento giusto alla loro fase operativa.

Assistenti ergonomici del braccio di prelievo

Si tratta di bracci meccanici controbilanciati montati su postazioni di lavoro o carrelli mobili. Non sostituiscono un raccoglitore umano: riducono lo sforzo fisico dovuto al sollevamento, all'estensione o all'abbassamento di oggetti pesanti durante la raccolta. Un braccio di prelievo con sollevamento a vuoto, ad esempio, può consentire a un lavoratore di movimentare contenitori di peso fino a 66 libbre (30 kg) con uno sforzo percepito prossimo allo zero . Questi strumenti sono particolarmente utili negli ambienti di prelievo di lotti e cluster in cui sollevamenti pesanti ripetitivi causano lesioni muscoloscheletriche, una delle principali cause di giornate lavorative perse negli ambienti di magazzino, che rappresentano oltre il 33% degli infortuni in magazzino secondo i dati OSHA .

Bracci di prelievo semiautonomi

I sistemi semiautonomi utilizzano sensori e un’intelligenza artificiale limitata per posizionarsi, ma fanno comunque affidamento su un operatore umano per confermare o avviare la scelta. Sono comuni nei magazzini farmaceutici ed elettronici dove la fragilità degli articoli richiede il giudizio umano ma la portata e il posizionamento possono essere meccanizzati. I costi di implementazione in genere rientrano nel Gamma da $ 80.000 a $ 250.000 per braccio , rendendoli accessibili alle operazioni del mid-market.

Bracci di prelievo robotizzati completamente autonomi

Questi sistemi utilizzano la visione 3D, il deep learning e il riconoscimento SKU in tempo reale per prelevare gli articoli senza alcun intervento umano. I principali fornitori includono Covariant, Dexterity e Berkshire Grey. Eccellono con tipi di elementi uniformi e prevedibili — l’attuale generazione di bracci di prelievo robotizzati ha ancora problemi con imballaggi altamente deformabili, sacchetti di plastica o forme irregolari. La completa integrazione con un WMS è obbligatoria. Il ritorno sull'investimento viene generalmente realizzato all'interno 18–36 mesi per operazioni superiori a 1.000 prelievi all'ora .

Come scegliere un metodo di prelievo per il tuo magazzino

La scelta del giusto metodo di prelievo non è una decisione presa una tantum: dovrebbe evolvere con il volume degli ordini e la complessità dello SKU. Utilizza questo quadro per valutare la tua situazione attuale:

1. Controlla il tuo tempo di viaggio attuale. Se gli addetti alla raccolta trascorrono più del 50% del loro tempo camminando invece che raccogliendo, è necessario un prelievo a zone o a onda, oppure un sistema "merce alla persona" che utilizzi bracci di presa.
2. Analizza il tuo profilo SKU. Se oltre il 20% degli ordini condivide SKU comuni, il prelievo in batch o in cluster migliorerà immediatamente la produttività senza investimenti di capitale.
3. Valutare i tassi di infortuni e il rischio ergonomico. Gli alti tassi di lesioni muscoloscheletriche della parte superiore del corpo suggeriscono che i sistemi ergonomici di prelievo del braccio dovrebbero essere integrati prima di altre automazioni.
4. Controlla la tua capacità WMS. Il prelievo a ondate e a zone richiede la visibilità dell'inventario in tempo reale e la logica di raggruppamento degli ordini. Se il tuo WMS non può supportarlo, aggiornalo prima di modificare i metodi di prelievo.
5. Modella onestamente il ROI sui bracci robotici. Tieni conto dei costi di integrazione, dei contratti di manutenzione e della percentuale del tuo catalogo SKU che è effettivamente selezionabile dal robot prima di impegnarti nell'automazione completa.

Combinazione di metodi di prelievo: l'approccio ibrido utilizzato dai magazzini più efficienti

La maggior parte dei magazzini ad alte prestazioni non si affida a un unico metodo di prelievo: utilizzano metodi ibridi. Una configurazione comune ed efficace è prelievo batch a zone : il magazzino è diviso in zone (per limitare gli spostamenti), e all'interno di ciascuna zona i raccoglitori lavorano per lotti (per massimizzare i prelievi per viaggio). Questa combinazione può ottenere riduzioni del tempo di viaggio di 70–80% rispetto al prelievo discreto di base .

Quando i bracci di presa vengono aggiunti a questo modello ibrido, vengono generalmente utilizzati nelle zone a velocità più elevata, ovvero aree in cui il turnover delle SKU è più rapido e lo sforzo fisico è maggiore. Un caso di studio del 2022 condotto da un fornitore di servizi logistici di terze parti con sede nel Regno Unito ha rilevato che l’implementazione di bracci ergonomici di presa a vuoto solo in due delle otto zone di prelievo ha ridotto le segnalazioni di incidenti muscoloscheletrici del 47% nel primo anno e miglioramento dei prelievi orari in quelle zone 22% — senza richiedere modifiche alla strategia di prelievo più ampia.

Il cibo da asporto: non è necessario automatizzare tutto per ottenere guadagni significativi . L'implementazione strategica dei bracci di prelievo in zone mirate a colli di bottiglia, combinata con il metodo di prelievo giusto per il livello di volume, supera costantemente sia le operazioni manuali complete che le implementazioni affrettate e completamente automatizzate.

Errori comuni nelle operazioni di prelievo in magazzino

Anche i magazzini dotati di risorse adeguate commettono errori evitabili nella loro strategia di prelievo. Questi sono quelli osservati più frequentemente:

• Saltare l'ottimizzazione delle scanalature. Il posizionamento di SKU ad alta velocità lontano dall'area di imballaggio costringe gli addetti al prelievo a viaggiare inutilmente. Riposizionare il 20% più importante degli SKU in base alla velocità verso le posizioni della zona dorata (altezza dalla vita alle spalle, vicino alla spedizione) in genere migliora i tassi di prelievo del 10-15% senza investimenti tecnologici.
• Dosaggio eccessivo. Aumentare la dimensione dei lotti oltre i 12-15 ordini per passaggio raramente migliora l’efficienza e aumenta significativamente gli errori di smistamento, soprattutto senza un WMS per convalidare i prelievi in ​​tempo reale.
• Distribuzione di bracci di presa su SKU incompatibili. I bracci di prelievo robotizzati hanno documentato tassi di fallimento del 15-30% su articoli irregolari, comprimibili o trasparenti. Il pilotaggio con un campione SKU rappresentativo prima della distribuzione completa evita costosi errori di integrazione.
• Trascurare l'ottimizzazione del percorso di prelievo. Anche in un'operazione di prelievo manuale discreta, sequenziare la lista di prelievo per ubicazione nel magazzino anziché per ordine di immissione degli articoli può ridurre la distanza di viaggio fino al 30%.
• Trattare la selezione del metodo di prelievo come permanente. I magazzini che rivedono e modificano il metodo di prelievo e la configurazione degli strumenti con cadenza trimestrale, anziché annuale, ottengono risultati costantemente superiori a quelli che considerano fissa la configurazione iniziale.