Automazione a tutto tondo per supermercati più ordinati
Tutti noi siamo entrati almeno una volta nei supermercati durante i periodi di grande affluenza (o nei primi giorni del lockdown per COVID-19) trovando solo scaffali disordinati, privi del prezioso prodotto alimentare che stavamo cercando. In questi scenari, i commessi sarebbero bersagli facili, anzi troppo facili, dato che anche quelli più organizzati avranno difficoltà a garantire che tutti gli scaffali del supermercato siano ben ordinati e pieni in ogni momento. Per i titolari dei negozi, lo smistamento delle merci non è mai stato così costoso e dispendioso in termini di tempo, ma non hanno molta scelta: l’esperienza sensoriale è proprio ciò che permette ai negozi fisici di differenziarsi dai loro concorrenti online. Per aiutarli, REFILLS (Robotics Enabling Fully-Integrated Logistics Lines for Supermarkets) suggerisce soluzioni di automazione che aiuteranno a smistare gli articoli, tracciare quelli mancanti dagli scaffali, recuperarli dal magazzino e persino riempire gli scaffali vuoti. Bruno Siciliano, coordinatore di REFILLS per conto del Consorzio CREATE e dell’Università di Napoli Federico II, discute le tecnologie del progetto e i loro vantaggi sia per i titolari dei negozi che per il personale dei supermercati.
Quali sono, secondo lei, i principali problemi logistici che i supermercati devono affrontare attualmente?
Bruno Siciliano: Il principale problema logistico all’interno del negozio è quello di avere tutti i prodotti disponibili in ogni momento per i clienti, mantenendo allo stesso tempo l’inventario basso e ricorrendo a processi just-in-time snelli. Ricevere ogni giorno un’enorme varietà di prodotti diversi e rifornirli in modo efficiente per riempire gli scaffali è complesso e ha un costo elevato. Inoltre, cercare il posto giusto nel negozio, trasportare tutti i prodotti all’interno e infine avere un processo veloce ed ergonomico per rifornire gli scaffali richiede molto tempo.
Come intendete superare questi problemi?
In primo luogo, riducendo il tempo e i costi necessari per cercare la posizione dei prodotti all’interno di un negozio. Lo facciamo digitalizzando il layout del negozio e preselezionando autonomamente la merce nel retrobottega in base a questo layout. In secondo luogo, trasportando e distribuendo autonomamente i prodotti preselezionati al posto giusto nel negozio e, in terzo luogo, aiutando i commessi nella movimentazione di scatole pesanti per il riempimento degli scaffali. Abbiamo anche tentato di risolvere questo problema usando dei robot per riempire gli scaffali, ma questa era soprattutto una sfida per la ricerca.
Avete scelto tre scenari per il vostro progetto. Perché questo approccio?
Abbiamo esaminato tutti i processi logistici convenzionali all’interno del negozio e abbiamo individuato i compiti ripetibili, fra cui lo smistamento e l’identificazione dei prodotti, la logistica all’interno del negozio e le applicazioni pick-and-place. Nel primo scenario, i robot mobili ispezionerebbero gli scaffali e genererebbero mappe semantiche dell’ambiente per individuare il layout e monitorare il negozio. Il secondo scenario impiega i robot per tre compiti: smistamento autonomo di casse da pallet misti nel retrobottega, trasporto autonomo di carrelli dal retrobottega al piano negozio e assistenza fornita ai commessi. Nel terzo e ultimo scenario, abbiamo cercato di gestire un’ampia varietà di prodotti e di riempire autonomamente gli scaffali.
Può dirci di più sui sistemi robotizzati che avete sviluppato?
Abbiamo sviluppato un hardware specifico utilizzando un approccio modulare. Un’unità di scansione individua i prodotti all’interno degli scaffali e ne memorizza la posizione e il modo in cui sono esposti. Da lì in poi, un’unità di puntamento con un raggio di luce assiste i commessi nel trovare il punto giusto per il rifornimento. Per consentire un’ulteriore automazione, abbiamo modificato e riadattato un braccio robotico con una portata estesa e una geometria specializzata, che consente a un robot SCARA di spingere gli oggetti da un carrello al retro dello scaffale senza collidere con altri oggetti immagazzinati. L’ultimo sistema robotico è stato sviluppato per trasportare i carrelli pieni di prodotti vicino agli scaffali, così come per spostare i sistemi robotici menzionati all’interno del negozio. Anche il nostro software logistico e il sistema di gestione del negozio, integrato nei robot di lavoro, nei trasportatori e nelle unità di scansione, svolge un ruolo importante, perché permette la comunicazione con i commessi attraverso smartphone o tablet. Lo stesso può anche fornire ai clienti informazioni utili sui prodotti all’interno del negozio.
C’è qualche innovazione che spicca particolarmente per voi?
Nel nostro primo scenario, l’identificazione del layout e il monitoraggio degli scaffali dovevano essere la base di dati per tutti i moduli robotici di REFILLS, ma si sono rivelati una fonte di dati molto preziosa anche per altri processi nei negozi al dettaglio. Nel secondo scenario, abbiamo sviluppato una speciale cella di depallettizzazione in cui un robot dotato di una pinza opportunamente riconfigurabile con sensori è in grado di prelevare scatole di diverse grandezze e dimensioni da un pallet a casse miste. Questo sistema può avere grandi potenzialità anche nei magazzini. Infine, il terzo scenario ci ha consentito di testare e migliorare le capacità dei robot di maneggiare e manipolare un’ampia varietà di prodotti in modo autonomo in vari ambienti, compresi i negozi al dettaglio, utilizzando la visione e il rilevamento tattile.
Come vedi il futuro dei negozi fisici di fronte alla crescente quota di mercato dei negozi online?
La scelta della merce nei negozi fisici è innanzitutto un’esperienza sensoriale per il cliente e questo rimarrà il fattore di differenziazione dai negozi online. Detto questo, i negozi al dettaglio aumentano i costi legati alla logistica e al personale di servizio. È qui che l’automazione può fare la differenza. Alcuni negozi al dettaglio hanno già introdotto stazioni di cassa self-service e persino la fatturazione automatizzata con chip sui prodotti per il checkout autonomo. L’automazione può non solo ridurre il costo della logistica, ma anche permettere ai negozi al dettaglio di funzionare come un hub che può essere usato da servizi online e di consegna grazie a soluzioni di sistemi robotici.
Quali sono i vostri piani successivi, se ve ne sono?
DM e l’Università di Brema, tra gli altri, hanno iniziato un progetto correlato tutto basato su mappe semantiche dei negozi simili a quelle generate nel primo scenario di REFILLS. Il progetto si chiama Knowledge4Retail (K4R), fa parte della «strategia IA» della Germania ed è finanziato dal ministero federale dell’Economia e dell’energia. K4R mira a stabilire una nuova generazione di sistemi informativi per i rivenditori e le loro catene di approvvigionamento, riuniti in una piattaforma e in un ecosistema di innovazione digitale. Guardando oltre, penso che REFILLS sia stata una grande opportunità per convalidare le tecnologie robotiche in applicazioni logistiche in cui i robot lavorano vicino agli umani. Questa esperienza e le conoscenze che abbiamo raccolto possono essere usate in campi con problemi simili, come gli ospedali o le fabbriche intelligenti.
Parole chiave
REFILLS, supermercati, automazione, robot, logistica