Combineren AMR-shuttles ‘Best of both Worlds’?

De opkomst van de AMR-shuttle is de meest opmerkelijke ontwikkeling op het gebied van goods-to-person systemen. Op basis van internationaal marktonderzoek onderschrijft warehousing expert Vincent Weinschenk van logistiek consultant bureau WHEREHOWS deze trend. “Deze oplossing biedt de ‘Best of both Worlds’.” Weinschenk legt uit waarom en in het verlengde daarvan wat het onderscheid en de overeenkomsten zijn tussen de verschillende AMR-oplossingen.

Marktonderzoeksbureau STIQ publiceert jaarlijks het toonaangevende rapport Goods to Person Solutions (Warehouse Automation / E-commerce Fulfilment): Ook vanuit WHEREHOWS wordt daarvoor input geleverd. 
Het STIQ-rapport wordt beschouwd als dé kennisbron waar het gaat om markt, oplossingen en producenten van automatische en roboticsystemen binnen magazijnen. Het afgelopen jaar kende met name één opvallende ontwikkeling, te weten de opkomst van de AMR-Shuttle (ook wel ACR: Automatic Casehandling Robot). In onze optiek biedt deze oplossing de ‘Best of both Worlds’.

Afkortingen en benamingen

Wanneer we spreken over Goods-to-Person (G2P) systemen kom je nogal wat afkortingen en benamingen tegen, die voor de nodige verwarring kunnen zorgen. Zeker daar waar het om AMR (Autonomous Mobile Robot) gaat; die komt namelijk in diverse verschijningsvormen en toepassingen voor. Daarnaast wordt AMR ook nogal eens verward met AGV (Automatic Guided Vehicle). De laatste valt echter niet onder ‘robotics’, omdat dergelijke voertuigen worden geleid (de naam zegt het al) en AMR’s volledig autonoom navigeren.

 Trendartikel AMR

 Trendartikel AMR

Onderstaande indeling wordt in het STIQ-rapport gebruikt en daarom passen we deze ook hier toe.

  • PA-AMR  (= P2G Pick Assistance AMR)    Orderpicker assisterende robots
  • G2P-AMR  (= Goods to Person Autonomous Mobile Robot)    Amazon/Kiva-like-systemen
  • cASRS  (= Case Automatic Storage & Retrieval System)    Autostore-like-systemen
  • ASRS  (= Automatic Storage & Retrieval System)    Shuttle-systemen

 

 Magazijnautomatisering

De vraag en groei in magazijnautomatisering is de afgelopen jaren enorm gestegen. Grotendeels vanwege de sterke groei van e-commerce, wat een arbeidsintensief proces is. Er zijn verschillende soorten AMR’s met elk een eigen doel. Zo zijn er orderpick- en sorteersystemen en person-to-goods- en goods-to-personoplossingen. De huidige aanbieders bieden allemaal min of meer dezelfde toepassingen aan. Welke oplossing het beste ingezet kan worden verschilt per bedrijf. In het printmagazine Markt 2021 van Logistiek wordt ook uiteengezet wat voor verschillende types AMR’s er zijn, wat de voordelen zijn van het inzetten van een AMR, wat de ervaringen zijn van logistiek dienstverleners en wat in een magazijn nodig is om een AMR optimaal te benutten.

Lees meer

Verschillen per continent

In deze bijdrage focussen we ons zoals gezegd op de AMR-Shuttle (ook wel ACR: Automatic Casehandling Robot genoemd) binnen warehousing-robotics. Om de vraag ‘AMR-Shuttle: Best of both Worlds’? te beantwoorden, kijken we eerst naar de belangrijkste continenten waar deze oplossingen worden ontwikkeld. Elk continent heeft namelijk zijn eigen focus qua technische toepassingen. De grafiek Producenten per continent toont de aantallen producenten per toepassing per continent (Europa, Noord-Amerika en Azië). Ten eerste valt op dat Europa de Material Handling Equipment (MHE) markt domineert, zowel met aantal producenten als met omzet (laatste is niet getoond in figuur). Wordt gekeken naar continent-applicatiecombinaties, dan zien we het volgende:
-    in Europa ligt de focus op:    ASRS 
-    in Noord-Amerika ligt focus op:    PA-AMR
-    In Azië ligt de focus op:        G2P-AMR

Zijn er voor deze opdeling aanwijsbare redenen, wat zit hier achter? Amazons overname van Kiva-Systems heeft de Noord-Amerikaanse markt scheefgetrokken. Mede door de angst door Amazon te worden vervolgd, hebben start-ups zich toegelegd op het ontwikkelen van PA-AMR-systemen en niet op P2G-AMR-systemen.
 

“De AMR-Shuttle heeft een hogere opslagdichtheid dan een standaard AMR”

Veel Noord-Amerikaanse systemintegrators richtten zich op softwareontwikkeling en kochten hardware van Europese of Aziatische producenten. Aziatische producenten hebben zich voornamelijk op hardware gericht op de segmenten ASRS en AMR. 

 Kaart

De overname van Kiva door Amazon heeft geleid tot terughoudendheid bij andere producenten in de ontwikkeling van G2P-AMR-systemen. Dit heeft juist tot een boom geleid in Azië. Bijna de helft (43 procent) van alle P2G-AMR-producenten is gevestigd in Azië (met name China). 
Aziatische G2P-AMR-producenten haalden ook het grootste deel op van durfkapitaalfinancieringen in de MHE-sector. Het gebrek aan compacte Autostore-like opslagsystemen (cASRS) in Azië en Noord-Amerika is mede beïnvloed door relatief goedkope bouwgrond, waardoor de behoefte aan ruimtebesparende systemen beperkt is.

 DSC Locus Bots

De technologische vooruitgang die AMR’s met zich meebrengen, hebben volgens René de Koster, professor of Logistics & Operations Management aan de Erasmus Universiteit Rotterdam, vooral impact op het plannings- en controleproces bij de inzet van dit type robots. “Bij AMR’s worden sommige beslissingen op operationeel en tactisch niveau door de robots zelf genomen.  Er bestaan zelfs AMR-systemen die alle opdrachten volledig autonoom en decentraal afhandelen. Maar dat wil niet zeggen dat elk AMR-systeem zo werkt”, zegt De Koster recent in een interview met het Belgische Value Chain.
In de praktijk zul je volgens De Koster meestal een mix aantreffen van centrale en decentrale besturing. “Zo kun je een bepaalde verdeling van de AMR’s over je werkgebied centraal beheren, terwijl je de lokale beslissingen – welke AMR doet wat, op welk moment en hoe – decentraal door de robots zelf laat nemen.” Wat ga je decentraal plannen en aan de robot zelf overlaten? En wat ga je centraal plannen en daarna aan de meest geschikte robot doorgeven? Dat zijn volgens de professor de eerste vragen die je moet beantwoorden bij elke AMR-implementatie. 

Verschillen per oplossing

AMR-Shuttles worden enerzijds geproduceerd door ‘full range’ AMR-producenten (zoals Geek+) en anderzijds door ‘pure-player’ AMR-Shuttle-producenten (zoals HAI-Robotics). Veel van de Chinese AMR-bedrijven hebben een zeer breed productassortiment dat deels kan worden verklaard door de grote diversiteit in de vraag naar specifieke oplossingen op de binnenlandse markt. De AMR-Shuttle kan het beste worden omschreven als een hybride vorm van een transport-AMR met een shuttle-achtige oppakfunctie van bakken en/of dozen uit statische rekken.
Een voordeel van de AMR-Shuttle is de hoge opslagdichtheid ten opzichte van een standaard AMR-oplossing. AMR-Shuttles hebben een werkhoogte tot wel 8 meter. Vergelijkbare producten van Amerikaanse en Europese producenten hebben beperktere (maximale) afzet-/oppakhoogtes tot circa twee meter (Magazino, inVia Robotics, CajaSystems). Daarnaast kunnen de systemen van zowel Geek+ als HAI Robotics bakken/dozen dubbeldiep wegzetten, waarmee de opslagdichtheid verder wordt verhoogd. 

 Trendartikel AMR

 

HAI Robotics is sinds 2015 actief met de ontwikkeling van deze robots en heeft met name in Azië al ongeveer 300 projecten op haar naam staan. Kortom, het is niet zozeer een nieuwe ontwikkeling, als wel een voor Europa nieuwe ontwikkeling, zeker omdat HAI partnerships is aangegaan in Europa (onder andere met Savoye) om deze robotics-oplossing verder uit te rollen.

Concurrerend met Autostore

Waar een cASRS-systeem (onder andere Autostore) de hoogste opslagdichtheid laat zien tot een werkhoogte van circa zes meter, wordt dit deels tenietgedaan door een additionele vereiste hoogte van circa twee meter aan lege ruimte boven het systeem (om het systeem manueel van bovenaf te kunnen benaderen). Kortom, bij een werkhoogte van circa acht meter kruipt opslagdichtheid van de AMR-shuttle richting die van een cASRS (Autostore-like) systeem. Door de eenvoudigere systeemconfiguratie zijn de integrale systeemkosten echter lager. De AMR-shuttle is daarmee deels concurrerend met het Autostore-systeem en verwanten. 

Concurrerende oplossing

Wanneer we echter spreken over ‘AMR-Shuttle: Best of both Worlds’?, dan gaat het ons inziens direct om een oplossing die de combinatie is van een P2G PA-AMR-oplossing en een G2P-AMR-oplossing. Hoofdkenmerk van de oplossing is onder meer de mogelijkheid om te navigeren tussen statische racking. Dit laat zich vergelijken met een PA-AMR-oplossing, zij het op een manuele P2G-wijze in tegenstelling tot de AMR-Shuttle, waar dit volledig autonoom door de AMR-Shuttle-robots wordt gedaan.

 Trendartikel AMR

 Trendartikel AMR

Anderzijds laat de oplossing zich goed vergelijken met een P2G-AMR oplossing (de Kiva-variant), waarbij bakken naar een pickstation worden gebracht in tegenstelling tot complete rekken (pods) in geval van de Kiva-achtigen. Enerzijds wordt effectiever omgegaan met transportafstanden, anderzijds is het picken uit bakken ergonomischer en productiever. Waar het (bij)vullen van de rekken (pods) een complex proces kan zijn, valt dit vrijwel compleet weg bij het werken met bakken. Natuurlijk zijn er nog andere vergelijkingen te maken, echter bovengenoemde punten zijn ons inziens doorslaggevend.
De ASRS-systemen (shuttles) behoren tot een andere orde, hier speelt opslagdichtheid een beperktere rol, maar is juist throughput (bakpresentaties) doorslaggevend. Omdat de ASRS-systemen hier een geheel ander prijs-prestatieniveau hebben, concurreert het AMR-Shuttlesysteem hier niet (direct) mee.

 Trendartikel AMR

 Trendartikel AMR

Interessante oplossing

Afsluitend kunnen we stellen dat de AMR-Shuttle eigenlijk een geoptimaliseerde combinatie is van de P2G-AMR en van de G2P-AMR (en deels van cASRS). Van elk van deze technische robotic oplossingen zijn specifieke kenmerken gecombineerd tot een zeer interessante oplossing binnen het warehouserobotics-spectrum. 

Warehousing-expert Vincent Weinschenk is directeur-eigenaar en oprichter van WHEREHOWS Logistic Consultants. Centraal binnen de adviestrajecten van Weinschenk staan analyse, ontwerp en optimalisatie van warehouse-operaties.