Robotica e IA fisica

I robot possono realmente aumentare il ROI nei magazzini e nelle fabbriche?

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I robot prenderanno mai il controllo? Questa è ancora una domanda aperta, ma se la capacità pura è il criterio, la risposta è un definito – sì. Già, i robot possono fare quasi tutto ciò che può fare un essere umano – nessuna personalità meno importante di Bill Gates descrive le loro capacità come “illimitate” – e sono ancora nella loro infanzia. Per le aziende, i robot significano efficienza e costi più bassi, specialmente nelle fabbriche, nei magazzini e in altre strutture che richiedono un lavoro umano significativo; almeno questo è come sono percepiti.

Tuttavia, i manager spesso assumono che sostituire i lavoratori umani con i robot comporti un personale che lavora per zero dollari all’ora – e può lavorare 24/7, se necessario. Mentre i robot – e altri equipaggiamenti mobili autonomi e automatizzati (AMR e AGV), nonché veicoli e carrelli elevatori – costano denaro, il pensiero è che, dato la riduzione delle spese per il lavoro che sostituiscono, il ritorno sull’investimento dovrebbe essere grande.

Ma questo non è necessariamente vero; molti manager non sono pienamente consapevoli o non danno abbastanza peso al fatto che i robot e gli equipaggiamenti mobili autonomi comportano le loro spese, alcune dirette e alcune nascoste. Alcuni dei costi nascosti che i manager spesso non considerano, ma dovrebbero, includono – il tempo di inattività dei robot a causa della ricarica, gli aggiornamenti del computer per gestire la flotta, lo spazio di stoccaggio o di produzione perso – e persino gli ingorghi del traffico.

Inefficienze del tempo di inattività

I robot e gli equipaggiamenti mobili automatizzati funzionano a batteria – e quelle batterie devono essere ricaricate. Il tempo di ricarica dipende dalle dimensioni del robot o del veicolo, ma potrebbe essere fino al 20% del tempo in cui sono supposti funzionare. Inoltre, i dati mostrano che altri problemi spesso tengono i robot fuori uso per altri 12% del loro tempo, il che significa che molti robot potrebbero essere offline per fino a un terzo del tempo in cui i manager si aspettano che siano in funzione. Quel tempo di inattività – quando una macchina non è disponibile per fare il lavoro – deve essere riflessa quando si calcola il ROI.

Oltre al tempo di inattività, piccole interruzioni o errori nel ciclo di lavoro potrebbero causare altre inefficienze per le flotte di robot automatizzate. Ad esempio, in molti magazzini, il picking è fatto dai robot, mentre il confezionamento e la verifica degli ordini sono fatti dagli esseri umani. Se un robot non riesce a raccogliere e consegnare un articolo all’area di confezionamento, o porta l’articolo sbagliato, il lavoratore non può completare quell’ordine, e l’intero sistema è spesso in pausa, scatenando un effetto a catena di ritardi e tempo di inattività dei robot. E se l’azienda è impegnata a spedire lo stesso giorno, come molti siti online richiedono ai fornitori di fare, ciò potrebbe causare un effetto a catena di clienti delusi e perdita di affari.

L’espansione della flotta significa l’espansione del budget

Per compensare il tempo di inattività che la maggior parte dei robot richiede, molti magazzini o fabbriche hanno una flotta di riserva – fino al 35% in più di robot o macchine per coprire il tempo di ricarica e manutenzione. Le spese affiliate per questi extra includono manutenzione aggiuntiva e sostituzione della batteria (quanto spesso una volta all’anno). Ma una spesa che non è probabilmente presa in considerazione è la necessità di un server più robusto, per controllare i robot o le macchine aggiuntive. Ciò potrebbe richiedere un investimento significativo in nuovo hardware e software – una spesa che potrebbe sicuramente influenzare i calcoli del ROI.

Inoltre, i robot extra potrebbero richiedere ancora più manutenzione del previsto. I robot che stanno inattivi sono soggetti a problemi di manutenzione aggiuntivi, come degrado del lubrificante, batterie di backup scariche, accumulo di polvere nei sensori e problemi ai motori. Se i robot sono inattivi fino al 20% del tempo – come molti lo sono – ciò potrebbe significare un aumento commisurato dei costi di manutenzione aggiuntivi per affrontare questi problemi associati a periodi prolungati di inattività,

Non dimenticare di considerare lo spazio perso

I robot hanno bisogno di energia, e in configurazioni standard di magazzino e fabbrica, ciò significa allocare spazio per i caricabatterie e le stazioni di attracco, spesso 10 piedi quadrati o più per caricabatterie. Quel extra spazio di terreno costa denaro – sia in costi di locazione, acquisto di terreno e tasse immobiliari – e quelle spese devono essere incluse quando si calcola il ROI. Ciò presume anche che ci sia spazio sufficiente per essere aggiunto; mentre ciò è improbabile essere un problema nei grandi centri di distribuzione solitamente lontani dalla città, potrebbe essere un problema importante per le aziende che hanno aperto magazzini più piccoli nelle città e nelle periferie per meglio soddisfare la consegna lo stesso giorno. In ogni caso, quando lo spazio è occupato da caricabatterie o stazioni di attracco, non può essere utilizzato per altri scopi e potrebbe limitare la capacità di espandere o scalare.

Più spazio per la ricarica significa meno spazio per le merci – il che significa costi di trasporto più alti per portare gli articoli dai centri di distribuzione ai magazzini urbani e suburbani, più tempo di attesa per gli ordini da evadere, e più problemi di inventario e di tracciamento. Ciò potrebbe anche comportare ordini mancanti o errati – e un’altra macchia per i clienti. Una soluzione potrebbe essere quella di semplicemente espandere il magazzino per compensare lo spazio extra richiesto; un’altra potrebbe essere quella di aggiungere scaffalature verticali per ospitare più merci se lo spazio a pavimento non è disponibile. Ma quelle soluzioni, anch’esse, costano denaro – il che significa che il ROI probabilmente subirebbe un colpo significativo.

Gli ingorghi del traffico dei robot sono un rischio reale

Con più robot sul pavimento di una fabbrica o di un magazzino, c’è una maggiore possibilità che si scontrino l’un l’altro o con lavoratori umani. Quegli scontri potrebbero portare a danni, infortuni e altri grossi problemi. Quando i robot si scontrano l’un l’altro, è probabile che debbano essere riparati, aggiungendo ai costi di manutenzione, e facendo sì che la struttura diventi ancora meno efficiente perché ora non ha abbastanza robot per coprire il tempo di inattività. E se un robot colpisce un essere umano, le vittime potrebbero fare causa – quindi le strutture devono aumentare l’assicurazione per coprire le perdite potenziali. I manager possono optare per sistemi di rilevamento delle collisioni, ma anche quelli costano denaro. Sebbene la maggior parte dei manager delle strutture sia improbabile che li abbia in mente, questi fattori potrebbero seriamente compromettere le stime del ROI.

Evidentemente, il ROI dei robot non è una questione semplice. Coloro che prendono in considerazione il quadro generale e includono tutti questi costi nascosti potrebbero essere delusi o scoraggiati dall’automatizzare i loro magazzini. Ma ci sono modi per ulteriormente compensare questi costi e aumentare il ROI. L’IA mostra promesse nel risolvere gli ingorghi del traffico dei robot, ma quando una struttura deve aggiungere robot extra per compensare il tempo di inattività, l’algoritmo deve essere regolato – il che potrebbe di nuovo richiedere un aggiornamento del software o dell’hardware, o l’assunzione di esperti di IA per modificare i sistemi di controllo.

Una soluzione promettente per risolvere alcuni di questi problemi si trova in metodi di ricarica innovativi che riducono o eliminano la necessità di tempo di inattività. Questi metodi, come ad esempio consentire ai robot di ricaricarsi mentre lavorano, potrebbero ridurre la necessità di flotte di robot di riserva e risolvere alcune delle sfide associate al tempo di inattività, ai pavimenti di lavoro o ai magazzini affollati, al tempo perso in attesa che i robot completino il loro compito, allo spazio perso per le stazioni di ricarica, e alle spese relative al controllo delle flotte.

L’automazione è davvero il futuro, gli esperti ritengono; il numero di magazzini completamente automatizzati negli Stati Uniti è stato in costante aumento per quasi un decennio. Inoltre, il personale logistico e di magazzino è sempre più difficile da trovare, e la consegna lo stesso giorno ha aumentato la necessità di un personale affidabile. Quella tendenza all’automazione probabilmente continuerà, specialmente quando più soluzioni ai problemi che circondano la ricarica, il tempo di inattività dei robot e gli ingorghi del traffico, e la logistica saranno risolti, rendendo il ROI reale dell’automazione molto più attraente. Fino a quando ciò non accadrà, tuttavia, i manager e i proprietari delle strutture devono prendere in considerazione i costi nascosti dell’automazione e assicurarsi che siano calcolati correttamente nei loro calcoli del ROI. L’automazione può effettivamente beneficiare il bilancio di un’organizzazione – se sa cosa si aspetta e può controllare i costi nascosti.

Il Prof. Mor Peretz è l'amministratore delegato e co-fondatore di CaPow, un fornitore di soluzioni di consegna di energia in movimento per flotte di robot. È professore di elettronica e gestione dell'energia all'Università Ben-Gurion e un esperto leader in elettronica di potenza.