AutoID w magazynie – do czego i dlaczego?

W tym miejscu pojawiają się technologie automatycznej identyfikacji (AutoID), używane do automatycznego rozpoznawania obiektów, zbierania o nich danych i wprowadzania tych danych bezpośrednio do systemów komputerowych bez udziału lub z minimalnym udziałem człowieka. W magazynach technologie te odgrywają kluczowe role w identyfikowaniu różnych elementów takich jak towary, jednostki ładunkowe, miejsca magazynowe, strefy funkcjonalne, sprzęt i użytkownicy. Ta identyfikacja jest niezbędna do odzwierciedlania fizycznych ruchów w systemie, umożliwiając rygorystyczne monitorowanie i zarządzanie procesami w celu zwiększenia efektywności operacyjnej. O jakich technologiach mówimy? Dokonajmy szybkiego przeglądu technologii AutoID.

Kody kreskowe to prawdopodobnie najbardziej znana forma AutoID. Etykieta kodu kreskowego składa się z serii linii i przestrzeni o różnej szerokości, które mogą być skanowane i odczytywane przez optyczne skanery nazywane czytnikami kodów kreskowych. Są to bardzo użyteczne narzędzia w magazynowaniu ze względu na ich prostotę i niski koszt implementacji. Głównym ograniczeniem kodów kreskowych jest mała pojemność przechowywanych informacji oraz podatność na uszkodzenia fizyczne, które mogą sprawić, że staną się nieczytelne.

Systemy kodów kreskowych są bardzo pomocne na różnych etapach magazynowania takich jak przyjęcie towaru, kompletacja zamówień czy na końcu procesu wysyłka. Na przykład przy przyjęciu towaru skanowanie kodów kreskowych pozwala na szybkie zarejestrowanie nowych zapasów w systemie. Podczas inwentaryzacji każdy produkt jest skanowany co pozwala w sposób wydajny zebrać dane o stanie zapasów. Natomiast w czasie kompletacji pracownicy magazynu skanują kody kreskowe produktów podczas pobierania ich z półek, aby upewnić się, że wybrano odpowiedni towar. Kody kreskowe są powszechnie stosowane do identyfikacji artykułów, numerów seryjnych, serii produkcyjnych, dat ważności, a także nośników towaru (palety, kartony, pojemniki), miejsc magazynowych, loginów użytkowników lub urządzeń peryferyjnych (np. skanowanie kodu drukarki automatycznie inicjuje wydruk etykiety w procesie magazynowym).

Tam, gdzie ograniczona pojemność kodu kreskowego staje się problemem, można zastosować kod QR. To dwuwymiarowy kod graficzny, który może przechowywać znacznie więcej informacji, np. linki do stron internetowych, tekst, dane kontaktowe, a nawet dane aplikacji. Jest bardziej zaawansowany niż tradycyjny kod kreskowy i wygląda jak siatka złożona z czarnych i białych kwadratów. Może pomieścić do 4296 znaków alfanumerycznych i dzięki mechanizmom korekcji błędów jest też bardziej odporny na uszkodzenia.

Ponieważ technologia odczytu kodów QR staje się coraz tańsza, znajdują one coraz powszechniejsze zastosowanie w procesach magazynowych, często wypierając dotychczas stosowane kody kreskowe. Kody QR znajdują zastosowanie szczególnie tam, gdzie zależy nam na upakowaniu w kodzie większej ilości danych, np. kompletnych informacji o produkcie, takich jak numer SKU, partia czy data ważności. Kody QR są powszechnie stosowane jako linki do stron www, loginy do aplikacji czy elektroniczne wizytówki.

Identyfikacja radiowa (RFID) stanowi znaczący krok naprzód w stosunku do kodów kreskowych, oferując możliwość odczytu etykiet bez konieczności widoczności kodu oraz możliwość odczytu wielu etykiet jednocześnie. Identyfikatory (tzw. tagi) RFID można podzielić na tagi pasywne, które aktywują się dzięki sygnałowi czytnika, oraz tagi aktywne, mające własne źródło zasilania. Te drugie mogą być odczytywane z odległości nawet do 100 metrów. Omawiana technologia zwiększa precyzję i szybkość śledzenia, ale wiąże się z wyższymi kosztami i większą złożonością implementacji w porównaniu do kodów kreskowych.

Dzięki RFID każdemu produktowi, palecie czy jednostce ładunkowej przypisany jest unikalny tag, który może być odczytany przez czytniki RFID w różnych częściach magazynu. Wówczas automatycznie bez udziału operacji manualnych jesteśmy w stanie śledzić pozycje towarów w magazynie. Technologia ta jest wykorzystywana przy dostawach oraz wydaniach towarów. Tagi umieszczone na jednostkach ładunkowych są automatycznie skanowane przez bramki RFID, co pozwala na szybkie zarejestrowanie produktów w systemie i jednocześnie umożliwia przypisanie ich do odpowiednich stref magazynowych. Dzięki temu towary są umieszczane w odpowiednich lokalizacjach, a system WMS kontroluje, gdzie znajduje się każdy produkt.

W części magazynów RFID wykorzystuje się do kontrolowania dostępu do stref o podwyższonym bezpieczeństwie, takich jak obszary przechowywania drogocennych lub wrażliwych towarów. Tagi RFID pozwalają na identyfikację pracowników lub urządzeń (np. wózków) i monitorowanie ich ruchów w obrębie magazynu – znajdują więc zastosowanie w aplikacjach typu Motion Mining analizujących i optymalizujących trasy pokonywane w magazynie. Jednak nawet najprostszy tag RFID jest co najmniej 8–10 razy droższy od jego kreskowego odpowiednika. Powoduje to, że zastosowanie RFID z reguły ogranicza się do nośników wielokrotnego użytku lub produktów wysokomarżowych i o dużej wartości. Tagi RFID z powodzeniem sprawdzają się w systemach kontroli dostępu, korzystamy z nich powszechnie np. w karnetach na wyciągi narciarskie.

Beacony wykorzystują technologię Bluetooth Low Energy (BLE) do wysyłania sygnałów do innych inteligentnych urządzeń, umożliwiając lokalizację wewnętrzną i monitorowanie zasobów. Beacony pobierają niewielkie ilości energii, dzięki czemu ich baterie są w stanie działać przez wiele miesięcy lub nawet lat. W regularnych odstępach czasu emitują one sygnały, które mogą być odbierane przez urządzenia w zasięgu od kilku do nawet kilkudziesięciu metrów. Każdy beacon przesyła swój unikalny identyfikator (UUID), który może być powiązany z określoną lokalizacją, obiektem lub użytkownikiem.

Wspomniane technologie są wykorzystywane w różnych obszarach magazynowych, np. optymalizacja procesów, dzięki lokalizacji obiektów w czasie rzeczywistym i obliczaniu najkrótszych tras do poszczególnych lokalizacji w magazynie. Beacony umożliwiają podłączenie urządzeń do internetu i tworzenie systemów cyberfizycznych zarządzanych na odległość. Sensoryka znacznie poszerza obszar zastosowań AutoID np. o monitorowanie warunków przechowywania (temperatury, wilgotności i innych warunków środowiskowych, które są istotne do przechowywania np. żywności, leków). Beacony mogą również poprawiać bezpieczeństwo pracy w magazynie, np. ostrzegać operatorów wózków widłowych przed potencjalnymi kolizjami lub generować automatyczne powiadomienia, gdy nieuprawniona osoba wejdzie do strefy zastrzeżonej. Poza magazynem beacony znajdują również zastosowanie:

• w handlu detalicznym (interakcja z klientem w sklepie, np. poprzez wysyłanie spersonalizowanych ofert, gdy osoba zbliża się do konkretnego regału),
• w transporcie miejskim w aplikacjach „smart city”, np. informowanie pasażerów o odjazdach lub opóźnieniach, nawigacja w dużych obiektach (lotniska, stadiony),
• jako wsparcie BHP, np. weryfikacja obecności osób w określonych strefach, takich jak hala produkcyjna czy teren budowy.

Postępy w rozpoznawaniu znaków optycznych (OCR) umożliwiają systemom identyfikację obiektów poprzez analizę obrazu. Te technologie są coraz częściej używane w magazynach do automatyzacji procesów i identyfikacji jednostek tam, gdzie niemożliwe jest zastosowanie etykiet, identyfikatorów czy tagów oraz do odczytywania informacji zapisanych normalnym tekstem (np. numer rejestracyjny pojazdu na bramie wjazdowej lub wyjazdowej). Poprzez integrację systemów OCR ze sztuczną inteligencją możliwa jest automatyzacja czynności, które do niedawna nie mogły się obyć bez udziału człowieka, a obecnie są w stanie być realizowane przez roboty. Oto garść przykładów takich zastosowań:

• kompletacja i sortowanie – pobieranie pojedynczych sztuk towaru z pojemnika lub końcówki sortera,
• paletyzacja i depaletyzacja jednostek o różnych wymiarach i kształtach,
• kontrola jakości, identyfikacja uszkodzeń,
• wymiana chwytaka robota w zależności od kształtów i wymiarów podejmowanego towaru.

W procesach logistycznych czynnikiem decydującym o efektywności jest czas. Milisekundy uzyskane dzięki szybkiej i bezbłędnej identyfikacji przekładają się bezpośrednio na przepustowość automatyki magazynowej lub godziny zaoszczędzonej pracy ludzkiej. Bez niezawodnych skanerów niemożliwe byłoby osiągnięcie przepustowości przenośnika ponad tysiąc kartonów na godzinę lub wydajności sortera rzędu kilkunastu tysięcy paczek na godzinę.

Głównymi zaletami systemów AutoID są poprawa jakości danych w porównaniu z procedurami ręcznymi, bardziej dokładne obsługiwanie towarów oraz znaczna poprawa efektywności operacyjnej poprzez szybsze procesy. Redukujemy prawdopodobieństwo błędów podczas inwentaryzacji zapasów i identyfikacji produktów procesach magazynowych, które są kluczowe dla osiągnięcia wysokiego poziomu satysfakcji klientów. AutoID umożliwia efektywne gromadzenie dużych ilości danych o przemieszczaniu i lokalizacji towarów, ludzi i środków transportu. Otwiera to wiele możliwości dla zaawansowanej analityki z zastosowaniem AI i wsparcia zarządzania procesami logistycznymi.

Z jednej strony technologie AutoID są już powszechnie stosowane i praktycznie nie wyobrażamy sobie magazynu, który z nich nie korzysta. Z drugie strony stają się one coraz bardziej wyrafinowane, co poszerza pole ich zastosowań, generując jednocześnie nowe szanse, ale i wyzwania. Pamiętać należy o niezawodności zastosowanego rozwiązania, np. możliwości efektywnej obsługi sytuacji awaryjnych, takich jak błędy skanera, uszkodzone etykiety czy taki RFID. Ważny jest właściwy dobór technologii do specyfiki procesu, aby nie przeinwestować np. w drogą technologię umożliwiającą odczyt dużej ilości danych, które jednak nie są w procesie wykorzystywane.

Zarówno początkowa konfiguracja, jak i bieżące utrzymanie zaawansowanych systemów AutoID, takich jak RFID i obrazowanie oparte na AI, mogą być kosztowne. Problem może stwarzać też integracja z istniejącą infrastrukturą zarządzania magazynem, tj. ERP/WMS, która może być skomplikowana i czasochłonna. Pracownicy miewają trudności z adaptacją do nowych procedur. Dodatkowo fizyczne środowisko magazynu może wpływać na skuteczność technologii AutoID. Na przykład metale i produkty płynne są w stanie zakłócać sygnały RFID, a kody kreskowe mogą być nieczytelne przez kurz lub uszkodzenia. Dlatego w fazie planowania trzeba zastanowić się, czy zastosowanie danej technologii spowoduje wymierne korzyści dla naszego środowiska magazynowego.

Identyfikacja i śledzenie osób (np. dzięki automatycznemu rozpoznawaniu twarzy) nie wszędzie są możliwe ze względu na obowiązujące prawo lub ochronę prywatności, mimo atrakcyjnych korzyści, które mogłyby być dzięki nim uzyskane. Bezpieczeństwo danych jest kolejnym znaczącym problemem, gdyż omawiane systemy zwiększają ryzyko ataków cybernetycznych. Technologie takie jak RFID, skanery kreskowe, kamery, itp. wymagają bezpiecznej i niezawodnej sieci wi-fi, oprogramowania, urządzeń mobilnych. Poza tym technologie RFID i IoT są podatne na ataki z zewnątrz, co może spowodować chociażby pozyskanie informacji o wartościowych produktach przez osoby niepowołane lub sparaliżowanie pracy określonych urządzeń.

Pomimo tego, że technologia z powodzeniem już od lat jest częścią procesów magazynowych to jednak cały czas widzimy jak ulepszone systemy takie jak RFID, IoT, AI itp. są rozwijane i implementowane. Odpowiednie wykorzystanie technologii ma na celu dalszą automatyzację w magazynach, w tym użycie robotów oraz pojazdów autonomicznych do przemieszczania i sortowania produktów. Takie postępy nie tylko poprawią efektywność, ale także pomogą w redukcji śladu węglowego poprzez optymalizację zużycia energii i zmniejszenie odpadów.

W miarę jak globalne rynki nadal się rozwijają, a zapotrzebowanie konsumentów na szybsze i dokładniejsze usługi rośnie, znaczenie efektywnych, niezawodnych operacji magazynowych będzie tylko wzrastać. Nowoczesne technologie stosowane w logistyce, których AutoID są niezbędnym komponentem, odnotowują dwucyfrowe wzrosty rok do roku – należą do nich roboty i coboty, pojazdy autonomiczne, sztuczna inteligencja.

Rozwój technologii AutoID powoduje, że to, co kilkanaście lat temu było techniczną nowinką, obecnie każdy z nas ma w kieszeni – zaawansowany skaner czytający kody kreskowe i QR, z identyfikacją twarzy, zintegrowany z aplikacjami stosującymi AI, czyli zwykły smartfon.