Kenmerk van retailers, vooral supermarktketens, is dat zij vrijwel louter bonte pallets of rolcontainers naar hun winkels sturen. Een automatisch casepicking systeem kan dus alleen realiteit worden als magazijninrichters beschikken over een machine of robot die mixed palletiseren mogelijk maakt. Vanderlande, Witron, SSI Schäfer en Knapp hanteren elk hun eigen strategie op dit gebied.
Een orderpicker scoort gemiddeld tussen de 120 en 200 colli per uur, afhankelijk van de wijze waarop het orderpickproces is ingericht. Dat betekent dat een supermarktketen die zijn winkels drie keer per week of vaker belevert heel veel orderpickers nodig heeft. En dat terwijl de loonkosten stijgen en de werkpopulatie afneemt en vergrijst.
Geen wonder dat veel retailers, en niet alleen supermarktketens, geïnteresseerd zijn in automatisering van het orderpickproces. Automatisering zorgt voor minder personeel, minder ruimtebeslag, minder pickfouten en betere ergonomische omstandigheden. Bovendien zijn retailers vrijer in de strategische keuzes met betrekking tot hun dc’s. “Ze hoeven bij de keuze van de vestigingsplaats minder rekening te houden met de beschikbaarheid van arbeid. Daarnaast wordt het gemakkelijker om één dc te gebruiken voor meerdere winkelformules”, vertelt Bas Dumoulin, product manager van Vanderlande.
Mixed palletiseren
Vanderlande toonde op de CeMAT voor het eerst zijn oplossing voor automatisch casepicken aan het grote publiek. Net als alle andere oplossingen op dit gebied doorloopt het systeem van Vanderlande in hoofdlijnen dezelfde stappen. De colli worden eerst gedepalletiseerd, vervolgens opgeslagen en uiteindelijk in de juiste volgorde getransporteerd naar een robot of machine die ze op een pallet of rolcontainer stapelt.
Het lastigste onderdeel is het stapelen van een pallet of rolcontainer ofwel het mixed palletiseren. Kenmerk van een retailer is dat het aantal artikelen in het assortiment nog steeds groeit, evenals de diversiteit in vormen en formaten van de verpakkingen. Bovendien is de kwaliteit en stabiliteit van de verpakkingen niet altijd even groot. Bij discounters bijvoorbeeld zijn veel colli open van boven zodat de artikelen met doos en al de winkelschappen in kunnen.
Al deze verpakkingen moeten daarnaast in een specifieke volgorde worden gestapeld. Veel retailers maken gebruik van familygrouping, zodat de artikelen die in een winkel meestal bij elkaar liggen ook op dezelfde pallet belanden. Dat voorkomt dat de vakkenvullers met alle pallets kriskras de winkel door moeten. En natuurlijk speelt bij het stapelen ook het gewicht een rol. Het is niet handig om een krat bier bovenop een doos chips te stapelen.
Voor het bepalen van de optimale stapelpatronen en de juiste aanvoervolgorde van colli wordt gebruik gemaakt van stapelsoftware die de winkelorders opsplitst in pallets of rolcontainers aan de hand van drie criteria: volumebenutting, stabiliteit en familygrouping.
Overigens zijn in de praktijk niet alle colli door een robot of machine te hanteren. Er zijn colli die vanwege de vorm of de kwaliteit van de verpakkingen kans lopen om stuk te gaan of om te vallen. Het aantal ‘ugly’ artikelen kan oplopen tot 10 of 15% van het assortiment. Magazijninrichters doen hun best om het aantal uglies dat niet in hun systeem past zo klein mogelijk te houden, maar helemaal nul wordt dat nooit.
Machine en robot
Voor het mixed palletiseren biedt Vanderlande drie oplossingen aan, waarvan twee automatische: de MLS Spider van RSW en een robot die samen met robotspecialist Ferdar is ontwikkeld.
De MLS Spider is een palletiseermachine die eerst lagen formeert om ze vervolgens in één keer op een pallet of rolcontainer te plaatsen. Daarbij rusten de colli op een groot aantal smalle vorken die vanaf twee kanten onder de laag schuiven. De MLS Spider, die inmiddels draait bij Nedac Sorbo in Duiven, blinkt uit in capaciteit en is vooral geschikt voor non-food retailers waarbij de diversiteit in verpakkingen beperkt is. Vanwege de afstand tussen de vorken kunnen namelijk niet al te kleine colli worden gehandeld.
Voor complexere situaties waarbij ook zeer kleine en kwetsbare producten moeten worden gestapeld, heeft Vanderlande samen met Ferdar een palletiseerrobot ontwikkeld. Deze bevat een groot aantal smalle vorken die afhankelijk van het formaat van de colli wel of niet kunnen worden gebruikt. Een kleine stempel aan de bovenkant van de grijper zorgt voor extra klemkracht op de colli, waardoor de robot sneller kan bewegen. Bij kwetsbare colli wordt de klemkracht automatisch verkleind en daalt de handelingssnelheid. Omdat deze robot per beweging maximaal één omverpakking kan oppakken, ligt de capaciteit lager dan bij de MLS Spider. Daar staat tegenover dat de robot de colli vanaf de zijkanten op de pallet plaatst, waardoor de nauwkeurigheid van werken groter is. Vanderlande heeft de pick up-positie zodanig ontworpen dat de robot zijn vorken via de brede en de smalle zijde onder de omverpakking kan schuiven. Dat zorgt voor extra flexibiliteit.
Manueel stapelen
Vanderlande heeft nog een derde oplossing voor mixed palletiseren, een manueel stapelstation. Bij zo’n station wordt de pallet altijd op ergonomische werkhoogte gehouden en hoeft de operator de colli alleen maar op hun plek te schuiven. Voortbordurend op de stations die onlangs bij Edeka en Kaufland zijn geïnstalleerd, is Vanderlande bezig om daarvoor een ergonomische oplossing met een slimme mens/machine-interface en ingebouwde wikkelaar te ontwerpen. “Automatisch palletiseren is geschikt in situaties met kwalitatief goede verpakkingen met voorspelbare afmetingen. Er zijn branches, denk aan de partijhandel, die minder grip op leveranciers hebben en waarbij manueel palletiseren de beste optie is”, aldus Dumoulin.
De oplossing van Vanderlande is modulair opgebouwd, waardoor in elke situatie de componenten (mixed palletiseer-oplossingen) gekozen kunnen worden die het beste passen bij de operatie. De MLS Spider kan zo’n 1.800 colli per uur verwerken. De robot van Ferdar en Vanderlande komt tot 600 colli per uur. “Wij denken dat een operator op een goed stapelstation tot 800 colli per uur kan komen. Zet je twee operators op één station neer, dan kan dat oplopen tot 1.400 colli per uur”, aldus Dumoulin.
Succesformule
De eerste magazijninrichter met een volledig automatisch casepicking systeem was Witron. Sinds het eerste project bij Kroger, inmiddels acht jaar geleden, heeft Witron 23 projecten geïmplementeerd met in totaal zo’n 380 exemplaren van de Case Order Machine (COM), de mixed palletiseermachine van Witron. Het succes van het concept berust op de eenvoud ervan: behandel de collo alleen via de meest stabiele zijde; de bodem. Daardoor ben je zo onafhankelijk mogelijk van de kwaliteit van de verpakking. Een aanpak die overigens ook door andere systeem integratoren is overgenomen.
Verder wordt voor het transport en opslag van iedere colli een tray gebruikt zodat een hoge beschikbaarheid gegarandeerd is en standaard conveyor-/opslagtechnologie kan worden toegepast. Voor het stapelen maakt Witron gebruik van een industriële stapelaar met twee pushers die via conveyors aangevoerde colli op de juiste x- en y-coördinaten boven de pallet positioneren. De eerste pusher schuift een artikel op de juiste positie voor de ladingdrager (x-coördinaat). Vervolgens schuift de tweede pusher, die haaks hierop staat, het product op de vorken die zich boven de pallet bevinden (y-coördinaat) en trekt de COM zijn vorken terug, waarna het artikel op de goede plek terechtkomt op de pallet of rolcontainer.
Derde generatie
Sinds de allereerste implementatie is het totaalconcept van Witron, bekend onder de naam Order Picking Machinery (OPM), niet wezenlijk veranderd. Wel is het systeem op basis van praktijkervaring bij klanten als Edeka (Duitsland), Mercadona (Spanje) en Kroger (VS) en vele anderen voortdurend doorontwikkeld. Witron is nu bezig met de derde generatie.
De eerste doorontwikkeling betreft een van de pushers van de COM die nu dubbel is uitgevoerd. Hierdoor kunnen cases tot 25 % sneller en nauwkeuriger worden gepositioneerd omdat ze continu worden ‘geklemd’. Afhankelijk van de producten ligt de systeemperformance per COM in de praktijk nu op zo’n 520 tot 570 cases per uur. De machine zelf kan veel meer, maar dan moeten de kartons allemaal van goede kwaliteit zijn, niet topzwaar zijn, etc. “Onze ruime ervaring in de food retail leert echter dat dit vaak niet het geval is, waardoor we genoodzaakt zijn veel producten met performancereductie te handelen. De performance van een complete installatie wordt overigens niet alleen bepaald door de performance van de stackers. Een onafgebroken flow naar de stackers toe is veel belangrijker”, aldus Kuypers.
Verder heeft Witron de tray-transporttechniek tussen depalletisering en COM anders geconfigureerd. Dat leverde, naast een reductie van 30% van de aandrijvingen, veel ruimtebesparing op. Hierdoor kunnen onder andere alle COM’s op de begane grond worden geplaatst met gemakkelijke toegang zonder dat dit meer ruimte vergt. In de oude configuratie werden de COM’s boven elkaar geplaatst en moest er meer trap worden gelopen.
Een verdere verbetering betreft de inzet van andere sequencebuffers, die voor een ontkoppeling zorgen tussen de picking buffer en het daadwerkelijke stapelen. De nieuwe buffers vergroten dit ontkoppelmoment met een factor 4, wat wederom meer rust en een hogere totale eind performance oplevert. Alle doorontwikkelingen hebben volgens hem geresulteerd in een hogere performance en betrouwbaarheid tegen lagere kosten. “Dat maakt een investering in de OPM steeds aantrekkelijker”, aldus Kuypers.
Consolideren van pallets
Op de CeMAT van 2008 toonde SSI Schäfer een werkende demo-opstelling van een grotendeels zelf ontwikkeld automatisch casepicking systeem. De machine die in dit Schäfer Case Picking-systeem (SCP) het mixed palletiseren verzorgt, is een palletiseerrobot die in hoofdlijnen hetzelfde werkt als de oplossing die later door Vanderlande en Ferdar is ontwikkeld. Volgens de huidige specificaties kan de robot van SSI Schäfer, afhankelijk van het type artikelen, tussen de 700 en 900 colli per uur stapelen.
Inmiddels staat het SCP in 4 warehouses, onder meer bij Lidl in Stuttgart en Migros in Zwitserland. Een van de uitdagingen bij het implementeren van dit type systemen is dat retailers zo weinig mogelijk optimaal gestapelde pallets of rolcontainers naar hun winkels willen sturen. Om dat mogelijk te maken heeft SSI Schäfer op het gebied van besturingstechnologie extra inspanningen moeten leveren. Elke robot wordt namelijk gevoed door een module, waarin de colli per palletlaag worden opgeslagen. In één module kunnen gemiddeld zo’n 1.500 tot 2.500 verschillende artikelen liggen.
“Kleine winkels kunnen orders plaatsen die in theorie op twee pallets passen. Als die artikelen in drie of vier modules liggen, worden ze normaal gesproken geleid naar drie of vier robots met evenzoveel pallets als gevolg. Die pallets zouden dan buiten het systeem alsnog moeten worden geconsolideerd, en dat hebben wij nu weten te voorkomen”, vertelt Andreas Koch, business unit manager case picking bij SSI Schäfer.
Voor de artikelen die niet in het systeem passen, is een ergonomisch manueel werkstation ontworpen. Dit werkstation is in het innovatiecentrum van SSI Schäfer inmiddels meerdere malen, ook door diverse klanten, succesvol is getest.
Manueel palletiseren
De laatste magazijninrichter met een eigen automatisch casepicking systeem is Knapp. In tegenstelling tot Vanderlande, Witron en SSI Schäfer heeft Knapp geen mixed palletiseermachine of -robot ontwikkeld. De Oostenrijkse magazijninrichter kiest voor een louter manuele palletiseeroplossing. Mensen zijn immers flexibeler en goedkoper. “Er zijn nog steeds geen betere grijpers dan mensenhanden. En in elk assortiment zitten artikelen die door geen enkele machine te handelen zijn”, aldus René Wolters, managing director van Knapp Benelux.
Het semi-automatische casepicking systeem van Knapp bestaat in feite uit twee delen. Het eerste deel is bestemd voor de 10 tot 20% snellopers die misschien 40 tot 50% van het volume uitmaken. Deze snellopers worden gepickt door een operator die zich op een soort orderpickkar bevindt. Op de beide kopse kanten van de kar wordt volledig automatisch een pallet geplaatst. De kar rijdt heen en weer in een korte gang waar zich pallets of rolcontainers bevinden die zijn toegewezen aan winkels. Het enige wat de operator hoeft te doen, is het juiste aantal colli van de artikelpallets te pakken en op de juiste winkelpallets of rolcontainers te plaatsen.
De pickkar is zo ontworpen dat de bovenkant van de artikelpallets zich altijd op grijphoogte bevindt en dat de colli zo min mogelijk hoeven te worden getild, maar op hun plek kunnen worden geschoven. “Het voordeel van deze oplossing is dat we bijna de helft van alle colli niet eerst hoeven te depalletiseren. Dat scheelt niet alleen in het aantal bewegingen, maar ook in orderdoorlooptijd”, vertelt Wolters.
De rest van de artikelen, de langzaamlopers, worden wel gedepalletiseerd. Deze colli worden met twee, drie of vier stuks tegelijk op trays geplaatst en in het OSR-shuttlesysteem van Knapp opgeslagen. De shuttles zorgen ervoor dat de trays in de juiste volgorde worden aangeboden aan een ergonomisch ingericht manueel stapelstation, waar een operator precies te zien krijgt hoe hij moet stapelen.
“Dit concept hebben we samen met Spar Oostenrijk ontwikkeld, waarbij total cost of ownership en beheersbaarheid centraal stonden. Omdat het aantal bewegende onderdelen minder is, hoeven bedrijven dertig tot veertig procent minder te investeren, terwijl ook het onderhoud eenvoudiger wordt. Verder werkt het concept onafhankelijk van artikelkenmerken”, aldus Wolters. “In 2013 moet dit concept draaien.”
