Intelligenza artificiale

Linea di ritiro e confezionamento automatizzata con intelligenza artificiale

Automazione efficiente: per determinate attività, ciò è possibile solo con l'intelligenza artificiale. L'impianto di attrezzature di Erlangen dimostra come, insieme a Storopack. In collaborazione con lo specialista di imballaggi, Siemens ha implementato una linea di pick-and-pack che funziona automaticamente e in modo altamente efficiente grazie all'intelligenza artificiale.

Perché l'impianto di apparecchiature di Erlangen si affida all'intelligenza artificiale?

A prima vista, la linea pick-and-pack difficilmente si distingue, poiché la soluzione si integra perfettamente nell'ambiente circostante. Solo a un esame più attento diventa evidente che prepara i pacchi per la spedizione quasi senza lavoro manuale: i veicoli a guida automatica consegnano i cartoni, un formatore di casse fornisce i cartoni per la spedizione e i robot inseriscono le scatole dei prodotti nei cartoni di spedizione. Alla fine, un robot ammortizza, taglia e sigilla i cartoni. La soluzione Auto.Protect utilizza l'intelligenza artificiale per posizionare il materiale protettivo con precisione, in modo simile a un essere umano.

I principali vantaggi a colpo d'occhio

125% aumento della produttività

La produttività è aumentata del 125%. Il flusso automatizzato di materiali allevia l'onere per i team logistici ed elimina i processi manuali, rendendo le operazioni logistiche più flessibili.

25% più capacità

La linea pick-and-pack fa un uso migliore di tutte le risorse. Automatizza il processo di confezionamento con lo stesso ingombro in cui in precedenza lavoravamo manualmente, ma offre una produzione superiore del 25%.

25% riduzione dell'impronta di CO2

La linea utilizza principalmente carta come materiale di imballaggio e i cartoni vengono tagliati e sigillati per adattarsi al formato specifico. Ciò riduce il volume degli imballaggi, fa risparmiare spazio nei camion e quindi riduce le emissioni di CO2 di circa il 25%.

Gemello digitale Siemens della linea di produzione (con Storopack)

Ogni giorno, dalla logistica della fabbrica di attrezzature di Erlangen escono tra 600 e 1.000 spedizioni: scatole confezionate singolarmente con diversi componenti di diverse dimensioni e diverse opzioni di imballaggio. È persino possibile automatizzare un processo del genere in modo economicamente sostenibile, soprattutto quando lo spazio disponibile è limitato? In effetti, non sarebbe stato praticamente possibile automatizzare questo processo a tal punto con algoritmi classici, spiega Saber Mazeni, Packaging Logistics Manager EU presso lo specialista di imballaggi Storopack: «Block and brace in particolare, cioè colmare le lacune nella scatola di spedizione con materiale protettivo, è tutt'altro che banale. Per fare ciò, il sistema deve registrare ed elaborare molti parametri. L'apprendimento automatico è semplicemente un punto di svolta qui».

La soluzione sviluppata da Storopack in collaborazione con Siemens sta impressionando non solo gli esperti e i team in loco, ma anche la stampa ha visitato lo stabilimento di Erlangen. L'intelligenza artificiale è all'opera in quattro diversi punti del processo, garantendo che i cartoni siano imballati in modo compatto e sicuro, interamente senza supervisione umana. L'intelligenza artificiale imita il modo in cui un essere umano gestirebbe il compito: un'intelligenza artificiale utilizza una telecamera per «vedere» l'interno del cartone e «riconoscere» dove possono essere collocate le confezioni specifiche dei prodotti, mentre un robot posiziona le scatole dei prodotti di conseguenza. Un'altra intelligenza artificiale utilizza una telecamera per identificare gli spazi vuoti all'interno del cartone, quindi un robot separato riempie quegli spazi con materiale protettivo imbottito.

Linea di produzione Storopack - Siemens F80

La soluzione Auto.Protect di Storopack è solo una parte di un processo altamente automatizzato: Siemens utilizza le proprie soluzioni di intelligenza artificiale per il prelievo dei contenitori e l'inserimento delle scatole dei prodotti nelle scatole di spedizione, spiega Daniel Benke: «Il robot sta giocando a 'Tetris-in-the-Box', per così dire». I robot sono integrati nell'automazione tramite la SIMATIC Robot Library; l'elaborazione dei dati viene eseguita su SIMATIC IPC. Tuttavia, Siemens era alla ricerca di partner anche per l'impegnativo tema del blocco e del tutore, ricorda Benke: «Abbiamo formulato un elenco dei nostri requisiti, abbiamo contattato Storopack in una fiera e lì ci hanno mostrato una soluzione di sistema in grado di fare praticamente tutto ciò di cui avevamo bisogno: cambi di formato flessibili, imballaggi specifici per il formato: era chiaro che questo era il partner giusto».

Tuttavia, c'erano diverse sfide da superare lungo il percorso, inclusa l'integrazione del sistema nel suo ambiente. «Per risolvere questo problema, utilizziamo una simulazione del sistema con un gemello digitale. Possiamo testare tutto all'interno del modello, dal flusso di materiale alla cinematica dei robot e al rilevamento delle collisioni», spiega Daniel Benke. Il gemello digitale consente anche la generazione di dati di training per i vari sistemi di intelligenza artificiale. Storopack aveva già gettato le basi per il progetto con Siemens a questo proposito, dopo aver preaddestrato un'intelligenza artificiale per il processo «block-and-brace». Il sistema di visione era stato inoltre prequalificato per riconoscere varie topografie e tipi di superficie. «Questo ci ha permesso di implementare una soluzione produttiva molto rapidamente», afferma Saber Mazeni.

Grazie al buon lavoro preparatorio, l'integrazione del sistema Auto.Protect nella linea è avvenuta senza intoppi, afferma Saber Mazeni: «Anche noi siamo rimasti quasi sorpresi dal buon funzionamento del nostro sistema, visti gli elevati requisiti. Siamo riusciti a riempire le caselle con poche regolazioni e Siemens è stata in grado di selezionare e adattare i preset per i formati molto rapidamente. Ciò significava che potevamo concentrarci sull'ottimizzazione del processo». L'intelligenza artificiale apre anche nuove possibilità: «La disponibilità e l'affidabilità dei dipendenti sono un argomento ricorrente nelle discussioni con i clienti. Il nostro modulo Auto.Protect è in grado di elaborare automaticamente la maggior parte del portafoglio di un tipico mittente di e-commerce. A tal fine, abbiamo sviluppato un'intelligenza artificiale in grado di trovare e implementare automaticamente strategie di imballaggio per imballaggi protettivi e di spedizione».

Siamo più produttivi, alleggeriamo i nostri team, abbiamo un rendimento maggiore e: inviamo meno aria da Erlangen. Ciò consente di risparmiare spazio nel camion e quindi costi ed emissioni di CO2.

Daniel Benke, Responsabile del progetto Innovative Logistik, Siemens

Per Daniel Benke, i risultati sono assolutamente positivi: «Siamo più produttivi, alleggeriamo il carico sui nostri team e otteniamo una produttività più elevata, inoltre spediamo meno «aria» da Erlangen. Ciò consente di risparmiare spazio nel camion, riducendo così i costi e le emissioni di CO2». Saber Mazeni è anche orgogliosa di ciò che Storopack e Siemens hanno ottenuto: «Il risultato è davvero eccellente, soprattutto per quanto riguarda la soluzione di sistema: montiamo automaticamente le scatole, i prodotti vengono inseriti e collocati automaticamente all'interno e, infine, il nostro sistema Auto.Protect garantisce che tutto sia protetto e compatto per la spedizione. È un progetto vetrina che siamo lieti di mostrare ad altri clienti e quando diciamo che è attivo e funzionante in Siemens, non c'è davvero molto altro da spiegare».