artikel

Orderpicken met robots is vooral zoeken naar de juiste balans

Warehousing 1454

De enorme groei van e-commerce heeft met name in Amerika en Azië veel startups opgeleverd die autonome mobiele robot (AMR) technologie bieden in verschillende ‘piece picking’ concepten. Wanneer is welk concept interessant? Hoe verhoudt zich dat tot mechanisering? En wat als order patronen en klanteisen veranderen? Robert van Ree van adviesbureau Servator deed onderzoek hiernaar en verschaft inzicht in de verschillen en overeenkomsten tussen de uiteenlopende geautomatiseerde orderpickoplossingen.

Orderpicken met robots is vooral zoeken naar de juiste balans
Robert van Ree, Servator Group

Robotisering lijkt het toverwoord in warehouse innovatie te zijn. AMR’s veroveren de grote magazijnen in Azië met goods-to-person concepten. In september werd het Amerikaanse 6 River Systems, startup van de oorspronkelijke eigenaren van Kiva Systems, voor 450 miljoen dollar overgenomen door Shopify, de grote tegenhanger van Amazon. Achter die concepten en technologie moet dus wel een gouden business case zitten, zou je zeggen. Maar waarom zwermen die AMR’s dan nog niet door onze magazijnen? Veel vragen maar geen antwoorden. Dus bouwden we vanuit Servator een model dat de ‘sweet spots’ van de verschillende concepten laat zien.

Mechanisering is ‘hot

Benodigde input was zoals verwacht niet op internet te vinden dus gingen we aan tafel met verschillende leveranciers van mechanisering en robotoplossingen. Behalve snelheden, capaciteiten, ‘prijzen van sub-systemen en ‘rules of thumb’ ter controle vroegen we ook naar referentiesystemen in Nederland. AMR’s komen er bekaaid af. Voor zover ons nu bekend staan er operationele AMR robotsystemen bij DHL (‘Butler’ van GreyOrange) en Montapacking. (Lowpad van Eurotec). In de agrarische sector rijden de Lowpads al langer rond voor het transport van karren met planten. XPO sloot een ‘global’ deal met GreyOrange voor 5.000 Butlers. Het zijn dus de logistiek dienstverleners die de technologie als eerste omarmen. De reden hiervan wordt later duidelijk.

robot GreyOrange

 

Verder kom je met de zoekterm ‘magazijn robot’ veel Autostore tegen. Omdat deze robots op een ‘grid’ rijden zijn ze volgens experts niet autonoom en vallen ze in de categorie automated guided vehicles (AGV’s). Verder zien we veel mechaniseringsprojecten met shuttle systemen, Dynamic Picking System (Witron) bij de supermarktketens zoals Jumbo en Hoogvliet én de terugkeer van pocket sorters in fashion e-commerce.

Dat achtergrondonderzoek laat drie belangrijke aspecten zien over mechanisering:

  1. Het wordt (bewust of onbewust) verward met robotisering;
  2. Het is in Nederland veel populairder dan robotisering;
  3. De business case lijkt interessant dus nemen we het mee in ons rekenmodel.;

Mechanisering versus robotisering

Om mechanisering en robotisering te vergelijken moeten de definities eerst helder zijn. Onderstaand figuur laat het onderscheid tussen beiden zien.

 

Gemechaniseerde goods-to-person oplossingen met miniloads bestaan al lang, maar sinds de introductie van shuttles is de toepasbaarheid sterk verbeterd. Een nadeel van de miniload is dat uitbreiding van de uitslagcapaciteit leidt tot extra gangen, terwijl je deze extra opslag meestal niet nodig hebt. Bij shuttle systemen zijn opslag en uitslag wel vergaand ontkoppeld. Meer racking en bakken als je meer opslag nodig hebt zonder shuttles toe te hoeven voegen. Meer uitslag (tot circa 1.000 bewegingen per gang per uur) betekent meer shuttles in de bestaande gangen. Deze shuttle innovaties met bewezen techniek van Europese ‘integrators’ concurreren met AMR’s van Aziatische leveranciers, wat de introductie van robots tot nu toe ongetwijfeld ook vertraagt.

 

Concept picking selectie model

Hoe weet je nu welk concept bij jouw toekomstige situatie past? Om die vraag te beantwoorden hebben we in ons model vijf ‘dock-to-packing’ concepten met elkaar vergeleken, zie tabel hieronder

 

Piece pick robots vallen vooralsnog buiten scope van de analyse. De eerste operationele systemen zijn, als onderdeel van een compleet concept, nog in testfase. Ook is de productiviteit nu nog gelijk aan die van de mens op een werkstation. Systemen die ontwikkeld zijn voor het verzamelen van één specifiek product of die in de praktijk niet of nauwelijks voorkomen zijn ook niet meegenomen.

Kostenvergelijking

Naast een kwalitatieve weging, die samen met de klant wordt ingevuld, berekent het model voor ieder van de vijf concepten de jaarlijkse kosten. Modelinput bestaat uit technische gegevens van leveranciers, instelbare parameters op basis van resultaten uit operationele data analyses en gegevens die tijdens observaties worden verzameld. De jaarlijkse kosten zijn opgebouwd uit vijf factoren die de logistieke concepten primair van elkaar onderscheiden:

  • Directe arbeidskosten op basis van de conceptproductiviteit
  • Lease kosten van de installatie
  • Onderhoudskosten
  • Afschrijving van gebouw gebonden delen zoals mezzanine vloeren
  • Huurkosten op basis van het benodigde aantal vierkante meters vloeroppervlak

Het model gaat uit van productopslag in plastic bakken, wat werkt in zowel handmatige als automatische systemen. Hierdoor is het ompakproces (‘decanting’) voor ieder proces gelijk. In het manuele concept moet nog worden gelopen om bakken op de legborden te zetten. Shuttle systemen en Autostore ruimen automatisch in nadat de bakken op de werkstations zijn aangeboden. Goods-to-person AMR’s brengen opslagmodules automatisch van goederenontvangst naar het opslaggebied.

Concept ‘killers’ & ‘sweet spots’

Uiteraard heeft het aantal uur picken per dag veel impact op de terugverdientijd van automatisering. Minder uur bij gelijkblijvend volume betekent meer investering in automatisering. Ook een wijziging in de orderstructuur kan ‘killing’ zijn. Als we met typische e-commerce instellingen (1 tot 2 regels per order en 1 stuk per regel) het aantal producten (SKU’s) én regels laten toenemen, gaat het handmatige concept snel onderuit. Logisch, want door de kortere orderverzameltijd én uitbreiding van het opslaggebied gaat de looptijd verhoudingsgewijs een groter deel van de totale tijd in beslag nemen. Meer regels betekent ook meer karren in de relatief smalle gangen en dat zorgt voor verdere verlaging van de productiviteit per medewerker.

AMR scoort hoog bij variërende pick

De werkstations in de shuttle concepten leveren bij snelle pick tijden het meeste geld op doordat de hoge capaciteit (tot 550 voorraadbakwissels per uur per station) in dat geval volledig wordt benut. De AMR goods-to-person concepten scoren beter bij variërende pick tijden als er bijvoorbeeld vaker meer dan één item voor een orderregel moet worden verzameld of omdat sommige producten minder makkelijk te picken zijn. De lagere capaciteit van de werkstations sluit nu beter aan op het tempo van de orderpicker.

Nieuwe Autostore heeft hogere capaciteit

Autostore heeft de hoogste opslagdichtheid in gebouwen tot acht meter hoog. Met de introductie van de nieuwe Black Line is zowel de robot- als de werkstation capaciteit er flink op vooruit gegaan. De beperkte stapelhoogte en gevoeligheid voor fluctuaties in langzaam- en snellopers blijft een aandachtspunt.

Robots hebben hun eigen plek

Robotisering volgens het goods-to-person concept komt in magazijnen met brede assortimenten en variatie in orderpatronen het best tot haar recht. AMR’s in een zone pick concept scoren goed zolang de balans tussen het aantal orderpickers en AMR’s behouden kan blijven. Voor een goede vergelijking is het belangrijk om niet alleen naar investeringen en besparingen te kijken, maar ook de kwalitatieve criteria eerlijk mee te wegen. Dan scoren robotkarretjes met voorraadkasten stukken beter dan de gemechaniseerde oplossingen.

Enkele kwaliteitscriteria in het voordeel van de AMR’s:

  • Ze kunnen zowel een voorraadkast met bakken, een rek met bezemstelen of zelfs een complete pallet naar het werkstation brengen. Een shuttle systeem werkt niet voor producten die niet in een bak of op een tray passen;
  • De vloer blijft vrij (geen conveyors) dus blijft er meer operationele ruimte over en is het eenvoudiger om de ruimte later aan te passen;
  • Ze hebben een implementatietijd van twee maanden (versus achttien maanden voor shuttles);
  • Eenvoudig te verhuizen naar een ander magazijn.

Kwantitatief wordt de conceptrichting voor een groot deel bepaald door het aantal pickuren per dag, de variatie in orderverzameltijd en heel belangrijk de hoeveelheid opslag ten opzichte van het aantal orderregels.

Robert van Ree is eigenaar van adviesbureau Servator Group. Hij geeft regelmatig lezingen over de vertaalslag van bedrijfsvisie naar bijbehorende voorraadstrategie en magazijnconcept.

Reageer op dit artikel