ARRS raziskovalni projekt

Povzetek raziskovalnega projekta

Avtomatizirana in robotizirana skladišča so dokazano potencialno področje za nižanje stroškov poslovanja, dvig produktivnosti, humanizacijo dela in izboljšanje ravnanja z okoljem in viri, še posebej z vidika sistemske obravnave. Naraščajoči trend uporabe spletne trgovine (e-trgovine) in vedno večja pričakovanja odjemalcev glede hitrosti, zanesljivosti in fleksibilnosti storitev ima izrazit vpliv na zahtevo po učinkoviti izvedbi naročila (komisioniranje, priprava in dostava pošiljke) v sodobnih skladiščih. Številna podjetja integrirajo svoja skladišča z uporabo robotskih sistemov (industrijskih in mobilnih sodelujočih robotov) za pomoč pri izvajanju procesa skladiščenja in komisioniranja blaga, da lahko v celoti zadostijo naraščajočim zahtevam po hitrosti, zanesljivosti in fleksibilnosti svojih storitev ter pojavu koncepta izrazito majhnih naročil (ang. Batch size 1).

Nedavni skokovit napredek avtomatizacije in robotizacije transportno-skladiščne tehnike omogoča uporabo številnih novih tehnologij za povečanje učinkovitosti skladiščnega poslovanja, kot so avtomatska identifikacija z RFID tehnologinjo, uporaba računalniškega in strojnega vida, uporaba robotskih sistemov pri komisioniranju blaga, uporaba avtonomnih vozičkov pri komisioniranju in skladiščenju blaga, uporaba mobilnih sodelujočih robotov COBOTS, uporaba koncepta delovnega mesta s sodelujočim robotom – Operator 4.0, itn. Načrtovalci skladiščnih sistemov in vodje skladišč so tako soočeni z množico novih tehnik in tehnologij za uporabo v sodobnih skladiščih, kar jim praktično onemogoča intuitivno izvedbo ustrezne izbire navedenih tehnologij z vidika doseganja maksimalne kapacitete in pretočne zmogljivosti skladišča, maksimalne zanesljivosti in fleksibilnosti skladišča, trajnostnosti in ergonomije ter nenazadnje stroškovne učinkovitosti skladišča.

Glavni cilj aplikativnega raziskovalnega projekta je integracija modela skladiščenja in komisioniranja z uporabo industrijskih in sodelujočih mobilnih robotov v ekspertni sistem, ki bo omogočal računalniško podprto, strokovno in optimalno izbiro sodobnih transportnoskladiščnih sistemov ter medsebojno primerjavo različnih sistemov z namenom doseganja maksimalne učinkovitosti pri izvedbi posameznih naročil v skladišču ob hkratnem zagotavljanju ekonomičnosti in trajnostnosti obratovanja skladišča. Ekspertni sistem bo temeljil na analitičnem in numeričnem modeliranju, diskretni več-objektni optimizaciji ter na inovativnem modelu skladiščenja in komisioniranja z uporabo robotov, katerega razvoj je tudi eden od ciljev projekta. Cilj projekta je tudi uporabniku prijazna in nadgradljiva izvedba ekspertnega sistema, ki bo omogočila njegovo široko uporabo pri načrtovanju skladišč ter njegovo nadgrajevanje ob pojavu novih tehnologij. Integracijski model bo predstavljal vzvod za prodiranje novih znanj/kompetenc v raziskovalno okolje, industrijsko razvojno okolje in neposredno v industrijo. Ta znanja so nujna za razvoj pametnih skladišč (ang. Warehouses 4.0) kot osnove pametnih podjetij (ang. Factory of the Future), ki veljajo za novo raziskovalno smer. Le pametna skladišča se bodo lahko povezovala v oskrbovalne verige prihodnosti in kot takšna prispevala k gospodarski rasti, humanemu in človeku prijaznemu delovnemu okolju ter trajnostnemu razvoju gospodarstva.

Predlagan inovativni ekspertni sistem z jasnim konceptom in ambicioznimi cilji bo določal načine integracije konceptov skladiščenja in robotizacije (predvsem uporabe sodelujočih mobilnih robotov) na področje intralogistike in s tem smernice za uporabo obravnavanih novih tehnologij skladiščenja in komisioniranja. 

Faze projekta in njihova realizacija

•  Definirane enakosti/podobnosti/razlike med (i) skladišči in (ii) načini avtomatizacije in robotizacije skladiščno-komisionirnih sistemov.
• Razvoj novih algoritmov, modelov in inteligentnih strategij (sistemov) vodenja skladiščno-komisionirnih sistemov.
• Razvoj novih algoritmov, modelov in inteligentnih strategij (sistemov) vodenja storitvenih in kolaborativnih robotov v skladiščih.
• Izdelan integracijski model skladišč z robotizacijo skladiščno-komisionirnih sistemov z uporabo storitvenih in kolaborativnih robotov.
• Jasen prikaz okolijskih učinkov integracije skladišč z robotizacijo skladiščnokomisionirnih sistemov z uporabo storitvenih in kolaborativnih robotov
• Potrjen integracijski model skladišč z robotizacijo skladiščno-komisionirnih sistemov z uporabo storitvenih in kolaborativnih robotov.
• Znanstvena in strokovna diseminacija: strokovni in znanstveni prispevki na dogodkih partnerjev, domačih in tujih strokovnih in znanstvenih konferencah, objave v strokovnih in priznanih znanstvenih revijah s faktorjem vpliva.

Fakulteta za logistiko, Univerza v Mariboru (FL UM)

Zap. št.	Šifra	Ime in priimek	Raziskovalno področje	Vloga
1	21379	Tone Lerher	Upravne in organizacijske vede / Logistika Konstruiranje / Strojni deli, stroji in naprave	vodja
2	29454	Bojan Rosi	Upravne in organizacijske vede / Logistika	raziskovalec
3	23371	Darko Hercog	Sistemi in kibernetika /Postopki in orodja za načrtovanje in izvedbo sistemov vodenja Mehanika/Konstrukcijska mehanika	raziskovalec
4	22456	Andrej Lisec	Upravne in organizacijske vede /Logistika Promet/Prometna tehnika in tehnologija	raziskovalec
5	29193	Matjaž Knez	Upravne in organizacijske vede /Logistika	raziskovalec
6	52790	Simona Šinko	Upravne in organizacijske vede Matematika/Numerična in računalniška matematika	raziskovalka
7	38813	Mateja Forte	Upravne in organizacijske vede /Logistika	raziskovalka
8		Marko Motaln	Konstruiranje / Strojni deli, stroji in naprave	raziskovalec
9	50939	Jakob Marolt	Upravne in organizacijske vede / Logistika Konstruiranje / Strojni deli, stroji in naprave	raziskovalec

ETRA

Zap. št.	Šifra	Ime in priimek	Raziskovalno področje	Vloga
1	34553	Metod Hrovatič	Proizvodne tehnologije in sistemi/Avtomatizacija Električne naprave/Pretvorniki močnostne elektronike	raziskovalec
2	51783	Primož Glavač	Proizvodne tehnologije in sistemi/Avtomatizacija/Robotika	raziskovalec

Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani (FS UL)

Zap. št.	Šifra	Ime in priimek	Raziskovalno področje	Vloga
1	14345	Boris Jerman	Konstruiranje /Specialna razvojna znanja	raziskovalec
2	33488	Jurij Hladnik	Konstruiranje /Specialna razvojna znanja/ Strojni deli, stroji in naprave	raziskovalec
3	57063	Fatlind Racaj	Konstruiranje	raziskovalec

Izvirni znanstveni članek

BENCAK, Primož, HERCOG, Darko, LERHER, Tone. Indoor positioning system based on bluetooth low energy technology and a nature-inspired optimization algorithm. Electronics. 2022, vol. 11, iss. 3, str. 1-27, ilustr.
COBISS.SI-ID – 94602499
https://doi.org/10.3390/electronics11030308

Izvirni znanstveni članek

LERHER, Tone, FICKO, Mirko, PALČIČ, Iztok. Throughput performance analysis of automated vehicle storage and retrieval systems with multiple-tier shuttle vehicles. Applied mathematical modelling. [Print ed.]. Mar. 2021, vol. 91, str. 1004-1022, ilustr.
COBISS.SI-ID – 36277251
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0307904X20306235?via%3Dihub

Izvirni znanstveni članek

JERMAN, Boris, EKREN, Banu Y., KÜÇÜKYAŞAR, Melis, LERHER, Tone. Simulation-based performance analysis for a novel AVS/RS technology with movable lifts. Applied sciences. Mar. 2021, vol. 11, iss. 5, str. 1-14, ilustr.
COBISS.SI-ID – 56899843
https://www.mdpi.com/2076-3417/11/5/2283#

Izvirni znanstveni članek

BURINSKIENE, Aurelija, LERHER, Tone. Improving retail warehouse activity by using product delivery data. Processes. [Online ed.]. 17 June 2021, vol. 9, iss. 6, str. 1-16, ilustr.
COBISS.SI-ID – 67651075
https://www.mdpi.com/2227-9717/9/6/1061

Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci

BENCAK, Primož, HERCOG, Darko, LERHER, Tone. Evaluating robot bin-picking performance based on Box and Blocks Test. V: BERNARD, Alain (ur.). 10th IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control MIM 2022 : Nantes, France, 22-24 June 2022 : proceedings. New York: International Federation of Automatic Control, 2022. Vol. 55, iss. 10, str. 502-507, ilustr.
COBISS.SI-ID – 127813123
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896322017335

Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci

MAROLT, Jakob, ĐUKIĆ, Goran, SGARBOSSA, Fabio, LERHER, Tone. An optimisation model for minimising totes exchange in VLM and SBS/RS integrated system. V: BERNARD, Alain (ur.). 10th IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control MIM 2022 : Nantes, France, 22-24 June 2022 : proceedings. New York: International Federation of Automatic Control, 2022. Vol. 55, iss. 10, str. 514–519, ilustr.
COBISS.SI-ID – 127591427
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896322017359

Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci

BENCAK, Primož, LERHER, Tone. Framework of decision model for robotic grippers for robotic bin-picking in intralogistics. V: International Doctoral Seminar 2022 : proceedings. 1st ed. Trnava: AlumniPress, 2022. Str. 14-25, ilustr.
COBISS.SI-ID – 110630915
http://dokbat.utb.cz/wp-content/uploads/2020/01/DOKBAT_2019_Conference_Proceedings.pdf

Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci

LERHER, Tone, BELŠAK, Aleš, SKERBIŠ, Rok, TUMPEJ, Jure, VOLAVŠEK, Žiga, STAMENOV, Domen, MOTALN, Marko. Planning and construction of the lifting and towing device of the autonomous mobile robot MiR 100 for the delivery of transport trolleys in intralogistics. V: ZRNIĆ, Nenad Đ. (ur.), KARTNIG, Georg (ur.), BOŠNJAK, Srđan (ur.). MHCL 2022 : XXIV International Conference on “Material Handling, Constructions and Logistics” September 21st – 23rd, 2022, Belgrade. Belgrade: Faculty of Mechanical Engineering, 2022. Str. 109-114, ilustr.
COBISS.SI-ID – 126089987

Objavljeni znanstveni prispevek na konferenci

MAROLT, Jakob, ROSI, Bojan, LERHER, Tone. Reinforcement learning relocation assignment in the multiple-deep storage system. V: ZRNIĆ, Nenad Đ. (ur.), KARTNIG, Georg (ur.), BOŠNJAK, Srđan (ur.). MHCL 2022 : XXIV International Conference on “Material Handling, Constructions and Logistics” September 21st – 23rd, 2022, Belgrade. Belgrade: Faculty of Mechanical Engineering, 2022. Str. 93-96, ilustr.
COBISS.SI-ID – 126076419

Elaborat, predštudija, študija

LERHER, Tone (avtor, vodja projekta), HERCOG, Darko, MAROLT, Jakob, BENCAK, Primož, FORTE, Mateja, ŠINKO, Simona, JERMAN, Boris, BIZJAK, Luka, HLADNIK, Jurij, BELŠAK, Aleš. Skladiščenje 4.0 : model integracije skladiščno-komisionirnih in robotskih sistemov : 3. delovni sestanek na temo rezultatov DP 3. Sestava sodelujoče robotske celice. Celje: Fakulteta za logistiko: Fakulteta za strojništvo, 2021. [IV], 25 str., ilustr.
COBISS.SI-ID 70263299

Elaborat, predštudija, študija

LERHER, Tone (avtor, vodja projekta), HERCOG, Darko, MAROLT, Jakob, BENCAK, Primož, FORTE, Mateja, ŠINKO, Simona, JERMAN, Boris, BIZJAK, Luka, HLADNIK, Jurij, BELŠAK, Aleš. Skladiščenje 4.0 : model integracije skladiščno-komisionirnih in robotskih sistemov : 3. delovni sestanek na temo rezultatov DP 3. Testiranje razpoložljivih robotskih prijemal. Celje: Fakulteta za logistiko: Fakulteta za strojništvo, 2021. 27 str., ilustr.
COBISS.SI-ID 70261251

Elaborat, predštudija, študija

LERHER, Tone (avtor, vodja projekta), HERCOG, Darko, MAROLT, Jakob, BENCAK, Primož, FORTE, Mateja, ŠINKO, Simona, JERMAN, Boris, BIZJAK, Luka, HLADNIK, Jurij, BELŠAK, Aleš. Skladiščenje 4.0 : model integracije skladiščno-komisionirnih in robotskih sistemov. Izbira ustrezne strojne in programske opreme. Celje: Fakulteta za logistiko: Fakulteta za strojništvo, 2021. X, 42 str., ilustr.
COBISS.SI-ID 66657283

Elaborat, predštudija, študija

LERHER, Tone (avtor, vodja projekta), HERCOG, Darko, MAROLT, Jakob, BENCAK, Primož, FORTE, Mateja, ŠINKO, Simona, JERMAN, Boris, BIZJAK, Luka, HLADNIK, Jurij, BELŠAK, Aleš. Skladiščenje 4.0 : model integracije skladiščno-komisionirnih in robotskih sistemov. Pregled in analiza dosedanjih raziskav na področju robotskega komisioniranja. Celje: Fakulteta za logistiko: Fakulteta za strojništvo, 2021. [VIII], 97 str., ilustr.
COBISS.SI-ID 66660611

red. prof. dr. Tone Lerher

Laboratorij za kognitivne sisteme v logistiki
Raziskovalni inštitut Fakultete za logistiko
Fakulteta za logistiko
Univerza v Mariboru
Mariborska c. 7
3000 Celje
Slovenija

Tel.: 00386 51671227
E-pošta: tone.lerher@um.si