In che modo un fornitore di soluzioni per la logistica garantisce velocità e flessibilità.

Attualmente il settore della logistica sta affrontando numerose sfide, stiamo assistendo a un vero e proprio boom in questo campo. Il commercio online sta vivendo un periodo estremamente fiorente, dettato in particolare dalla pandemia da Covid; tuttavia, allo stesso tempo, deve essere in grado anche di reagire rapidamente e di dare una risposta alle nuove sfide. L’azienda TGW Robotics GmbH è specializzata nello sviluppo e nella realizzazione di soluzioni estremamente complesse e personalizzate per l’intralogistica, la robotica e di convogliatori speciali. La sua gamma di prodotti comprende soluzioni di prelievo, pallettizzazione e depallettizzazione nonché macchine per la lavorazione del cartone. Anche TGW Robotics GmbH, come i partner che rifornisce, deve essere in grado di reagire in modo rapido e flessibile.

Le sfide del settore dell’intralogistica

L’enorme boom del commercio online lascia dei segni. La percentuale di ordini per un singolo articolo sta crescendo fortemente. Prima della pandemia, il settore registrava in parte tassi di crescita pari al 30%, adesso il comportamento di acquisto dettato dal Covid ha dato un impulso maggiore al settore: i clienti piazzano più ordini, in modo regolare e rapido, ciò vale a dire che si fanno spedire più articoli da scegliere, poiché provare i prodotti in negozio non è sempre possibile e viene avvertita come un’attività noiosa. A ciò si aggiunge il fatto che adesso anche coloro che facevano shopping esclusivamente nella modalità tradizionale, sono passati a fare acquisti online. Stefan Holzner, consulente tecnico senior e ufficio brevetti presso TGW Robotics in Germania assiste in prima persona a questo fenomeno. "I cambiamenti sono molteplici e di grande impatto. Già da molto tempo, numerosi spedizionieri non si occupano più solo della spedizione ma hanno sempre più l’opportunità di gestire centri di distribuzione e logistica." In questi casi TGW mette a disposizione sul posto dei team incaricati della gestione dell’impianto, poiché capita spesso che gli spedizionieri non dispongano delle conoscenze necessarie al riguardo.

Prosegue Holzner: "Si sono creati anche nuovi modelli di business che prevedono processi diversi rispetto a quelli che conoscevamo finora, pensiamo alla spesa di generi alimentari che viene consegnata fino alla porta di casa. Diversamente dal passato, la catena di distribuzione in questo caso collega direttamente il produttore al cliente. È una questione di flessibilità nell'ultimo miglio e i produttori vogliono avere il controllo anche su quest’ultimo, con il risultato che adesso molti marchi si occupano personalmente delle consegne, addirittura con veicoli propri. Aggiungono questo ultimo miglio al servizio, in modo da poter effettuare le consegne nel modo più rapido possibile. "Infatti, anche le aspettative dei clienti sono cambiate, e sempre in questo senso: ordinare oggi per ricevere ieri". Tuttavia, ciò comporta che diversi veicoli si dirigano verso un determinato indirizzo nello stesso giorno, un servizio che prima veniva svolto interamente dalle Poste. Un’altra tendenza, sottolinea Holzner, è la crescente frequenza di picchi di vendite nel commercio online. Aggiunge Holzner: "Pasqua e Natale sono periodi abbastanza pianificabili, stanno invece diventando sempre più frequenti black Friday e periodi di super saldi; il settore della logistica deve essere estremamente flessibile."

I punti critici dell’intralogistica e come TGW Robotics li risolve

Le sfide poste dal settore dell’intralogistica "maggiore rapidità, precisione, compattezza e flessibilità" valgono anche per TGW Robotics e per i suoi partner commerciali. TGW Robotics e KEBA collaborano dal 2017. Il primo progetto che ha riunito le due aziende riguardava l’ottimizzazione di un metodo a prelievo singolo nel commissionamento automatico. I processi a doppio prelievo dovevano avvenire simultaneamente riconoscendo contemporaneamente due contenitori di origine e di destinazione: il robot si muoveva ininterrottamente, il riconoscimento del contenitore avveniva alternativamente.

Martin Drexler, rappresentante commerciale per TGW Robotics presso KEBA: "A tale scopo avevamo bisogno di una soluzione di assi progettata su misura per coordinare e spostare i sei assi nello spazio evitando scossoni, nonostante le velocità elevate. La sfida in ciò era rappresentata dalla particolare disposizione degli assi meccanici per coprire in modo ottimale lo spazio di movimento rettangolare, comprese le zone periferiche." Era assolutamente impensabile considerare una soluzione che prevedesse un robot standard più grande. Questo avrebbe consentito certamente di coprire l’intero percorso, tuttavia la grandezza delle sequenze dei movimenti l’avrebbe reso privo di dinamica, rendendo impossibili la precisione e il controllo necessari.

KEBA è stata in grado di realizzare la soluzione estremamente compatta, denominata "Rovolution", che consentiva di mantenere distanze brevi dalla recinzione di protezione. Holzner: "Grazie all’approccio proposto da KEBA eravamo in grado di concludere l’intero processo di picking in meno di quattro secondi – un valore eccellente." I requisiti prevedevano anche un sistema facile da programmare, con linguaggi di programmazione standard (IEC) e un’elevata flessibilità per espansioni e add-on, in modo che potesse supportare anche l’integrazione di software customizzati. Drexler: "Inoltre, prerequisito essenziale era il funzionamento con un controllore Siemens, questione risolta con l’opzione Profinet slave nel nostro controllore di movimento."

Apertura dei cartoni: lavoro manuale e pericoli

Un’altra fase di lavoro per la quale TGW Robotics ha dovuto far ricorso a una soluzione personalizzata è il taglio dei cartoni dopo la consegna nell’entrata merci. Holzner: "In questo caso le sfide particolari erano rappresentate dalle numerose fasi di lavoro manuali che, nonostante le misure di protezione, comportano un elevato pericolo di lesioni." Gli sviluppatori di Stephanskirchen in Baviera hanno lavorato a un progetto che prevedeva un taglio completamente automatico dei cartoni. L’obiettivo: da un lato la riduzione a zero delle lesioni, dall’altro una maggiore velocità eliminando completamente le fasi manuali – anche in questo caso si procede con un ritmo di 900 cartoni all’ora. Holzner: "Ciò che rendeva particolarmente delicato questo lavoro era il fatto che i cartoni consegnati quasi mai seguono degli standard o delle norme in merito alle dimensioni e spesso arrivano deformati e/o danneggiati dopo il trasporto." La soluzione proposta in questo caso da TGW Robotics garantisce che ogni cartone venga misurato prima di essere aperto. A tale scopo, gli assi vengono adattati alle dimensioni del rispettivo cartone. Una cosiddetta "unità di dimensionamento" misura eventuali scostamenti e/o irregolarità nella lunghezza, nella larghezza e nell’altezza tramite un sistema di telecamere. In questo modo la lama riesce a tagliare in modo estremamente preciso il coperchio del cartone senza danneggiarne il contenuto.

Tecnologia: di cosa si tratta

Anche per il riduttore dell’altezza dei cartoni e per il dispositivo di apertura dei cartoni la questione riguardava il movimento simultaneo di numerosi assi. Holzner: "I robot industriali standard non erano idonei e noi avevamo bisogno di una soluzione che fosse flessibile e allo stesso tempo abbastanza compatta per consentirci di conseguire i nostri obiettivi." Un compito per niente semplice considerato un ciclo di 900 cartoni.

Holzner: "Gli azionamenti KEBA sono molto più piccoli rispetto ai prodotti concorrenti, il design compatto è unico, senza di esso avremmo dovuto riprogettare tutto". E questo avrebbe significato costruire un sistema più grande e robusto con una perdita in termini di dinamica, precisione e velocità e la necessità di uno spazio maggiore. Drexler aggiunge "Per il riduttore di altezza dei cartoni e per il dispositivo di apertura dei cartoni parliamo di 19 assi in tutto. Grazie al sistema multiasse, è stato possibile realizzare questa applicazione in un formato molto compatto. Il sistema di controllo, l’unità di alimentazione da 10KW e i sette controllori degli assi, ciascuno con tre assi, occupano uno spazio di nemmeno 50 cm di larghezza complessiva nel quadro elettrico!". Questo ha spostato l’asticella in alto.

TGW Robotics ha deciso di dotare tutti gli impianti per l’imballaggio in cartoni con la tecnologia KEBA. Oltre al riduttore di altezza dei cartoni e al dispositivo di apertura dei cartoni, che sono stati già modificati, vi sono anche il formatore di cartoni e la coperchiatrice. Holzner guarda al futuro: "È inoltre possibile prendere in considerazione anche un utilizzo nei sistemi gantry. In questo caso, sono previsti anche movimenti complessi nello spazio dove ci troviamo costantemente ad affrontare limitazioni nelle prestazioni dovute al movimento di traslazione.

Il clou: modello di simulazione intelligente come bonus

Fondamentale per TGW Robotics è il trasferimento delle conoscenze sia all’interno del Gruppo TGW sia verso i clienti. Holzner: "Da riflessioni interne, come potevamo insegnare al meglio la nuova filosofia, quale robot sarebbe stato quello più adeguato allo scopo, ecc., è nata l’idea di KEBA di costruire un simulatore." In questo modo, la formazione può essere svolta in modo flessibile a livello internazionale, senza che sia necessario fare alcun investimento importante in un determinato tipo di robot. A KEBA sono stati forniti i dati 3D utili alla rappresentazione visiva. Il modello di simulazione consente ora di programmare i modelli di movimento e di simularli oppure di ottimizzarli ulteriormente, è possibile simulare anche i servizi lifetime, la manutenzione, la sostituzione di assi, ecc. Holzner: "Un impianto reale sarebbe stato molto costoso, inoltre avremmo dovuto scegliere un modello che avrebbe implicato un elevato potenziale di rischio. Il modello di simulazione sviluppato da KEBA è estremamente semplice ed economico." Nella prima fase TGW Robotics lo utilizza per la formazione interna, per insegnare la tecnologia KEBA. Holzner: "Mediante il tool di simulazione i nostri colleghi apprendono la tecnologia KEBA sentendosi così più sicuri nell’usare una macchina reale e assistere nella fase di supporto o di avviamento di un impianto. In un secondo momento utilizziamo questo strumento di simulazione per formare anche i clienti."

Il risultato della collaborazione con KEBA: soluzioni logistiche su misura e una partnership da pari a pari

Le soluzioni standard presenti sul mercato non rispondevano ai requisiti di TGW Robotics. Occorreva pertanto un partner che fosse in grado di sviluppare soluzioni su misura e che potesse soddisfare determinati requisiti. A proposito della collaborazione con KEBA Holzner dichiara: "KEBA colpisce per le solide competenze tecniche dei suoi referenti che non cambiano continuamente. Ogni volta che parliamo al telefono, veniamo messi in contatto con l’interlocutore giusto che propone una soluzione. Con le altre aziende si riceve un ticket di assistenza…“. Un ulteriore aspetto di KEBA apprezzato da TGW: oltre all’aver proposto una soluzione completa per il compito affidatole, ciò che colpisce è l’elevata flessibilità e il supporto eccezionale nelle fasi di progettazione e avviamento. Holzner: “Anche la posizione geografica riveste un ruolo importante – riceviamo immediatamente supporto e gli ingegneri hanno la possibilità di avere un confronto diretto“.

Stefan Holzner,Consulente tecnico senior e ufficio brevetti presso TGW © TGW

Macchina di imballaggio © TGW

Riduttore di altezza © TGW