Před čtyřmi roky se německá automobilka BMW rozhodla, že bude masivně investovat do automatizace logistiky. Jeden z projektů se zaměřil na bezpilotní vozíky pro přepravu pojízdných kovových rámů s komponenty pro montáž aut. Jenže logistici firmy nenašli na trhu žádný stroj, který by odpovídal jejich představám. Proto se usnesli, že si jej vyvinou sami a rovnou si při tom vyzkouší i vlastní technologie připravované pro autonomní auta.

Tento přístup je mezi automobilkami ojedinělý, mezi e-shopy už ale mnohem méně. Rostoucí počet druhů zboží a tlak na rychlost doručování přidělávají on-line obchodníkům starosti s tím, jak efektivně pestrou škálu výrobků skladovat, vychystávat nebo balit a při nízkých nákladech je bleskově připravit na cestu k zákazníkovi.

Do vlastního vývoje automatických skladových řešení nebo do start-upů, které se na to zaměřují, proto investovaly v posledních letech až desítky miliard korun firmy jako Amazon, Alibaba, britské Ocado, kanadský Shopify nebo německé Zalando. Pro některé z nich je přitom motivací i to, že své logistické zázemí a know-how nabízejí také jako službu jiným obchodníkům.

Příliš nízké BMW

Jedním z důvodů, proč si BMW začalo vyvíjet vlastní vozíky, byla příliš malá mezera. Na trhu totiž nebyl žádný automatický vozík nižší než 22 centimetrů, aby se vešel pod pojízdné rámy s nákladem a mohl je tak nadzdvihnout a přepravit na jiné místo v továrně. "Dnes už to vozíky některých dodavatelů zvládnou, ale jejich vývoj stále ještě není úplně dokončený," říká Marco Prüglmeier, projektový manažer pro logistické inovace a Průmysl 4.0 v BMW Group. Dalším důvodem bylo to, že si firma chtěla vyzkoušet technologie autonomního řízení určené pro její vozy, a vedle toho se v mobilních robotech uplatnily také baterie z modelu BMW i3.

Automobilka ale nebyla na vývoj robotického stroje úplně sama. Spolupracovala na něm s Fraunhoferovým institutem, jednou z největších evropských organizací zaměřených na aplikovaný výzkum. Výsledkem byl stroj nazvaný Smart Transport Robot, neboli STR, který ke své orientaci a provozu nepotřebuje žádné externí navigační nebo vodicí prvky a umí samostatně objet překážky. Funguje tedy podobně jako nejmodernější přepravní roboti dodavatelů typu MiR, Omron nebo Agilox. Vedle malých rozměrů se ale odlišuje i úrovní propojení. Vozík, který narazí na překážku nebo nějakou změnu v prostoru, předá tuto informaci prostřednictvím sdílené mapy i ostatním robotům. Ti potom při svém pohybu s bariérou už počítají a rovnou ji objedou.

775 mil.

Amazon koupil v roce 2012 výrobce skladových robotů Kiva Systems za 775 milionů dolarů (asi 19 mld. korun). V té době šlo o druhou největší investici on-line obchodu Jeffa Bezose.

200 tis.

V logistických centrech Amazonu se dnes pohybuje kolem 200 tisíc automatických vozíků.

450 mil.

Shopify koupilo za 450 milionů dolarů (asi 11 miliard korun) společnost 6 River Systems, která vyvíjí kolaborativní robotické vozíky.

STR využívají i umělou inteligenci, aby se naučily rozpoznat polohu pojízdných rámů s komponenty, i když nestojí přímo na předávacím místě. Díky tomu nebude technologie tolik závislá na tom, že lidé rám umístí naprosto přesně, takže bude převzetí nákladu robotem flexibilnější.

O toto unikátní zařízení mají zájem i další firmy. BMW proto nyní zvažuje, že své roboty nabídne k prodeji. A to bez prostředníka. "Pokud k tomu přistoupíme, nabízeli bychom STR sami," uvedl Marco Prüglmeier. Nyní už je v provozu druhá generace, která uveze kontejnery s nákladem o hmotnosti až jedné tuny.

Zalando investovalo do robotů Toru

Do vývoje skladových robotů investuje také další velká německá firma − e-shop Zalando, který se od svého založení před 12 lety vypracoval na jednoho z největších on-line prodejců oblečení a obuvi v Evropě. Toto odvětví trápí nejvyšší podíl vráceného zboží v rámci e-commerce, proto se obzvlášť zaměřuje na efektivní intralogistiku. Zalando i kvůli tomu předloni koupilo menšinový podíl v mnichovském start-upu Magazino.

Mladá firma zaujala před čtyřmi lety na významném veletrhu CeMat v německém Hannoveru svým mobilním vychystávacím robotem Toru, který připomíná pojízdnou moderní skříň. I Zalando chce tyto stroje využívat ve svých logistických centrech. Testování dvou robotů Toru začalo ve skladu v německém Erfurtu a po osmi měsících se přesunulo do dalšího logistického centra v Lahru. Zde k nim přibylo dalších šest vozíků, které se už zkoušejí v reálném provozu.

"Tato investice nám poskytuje přístup k špičkové technologii, která je vysoce kompatibilní s naší stávající infrastrukturou a může být flexibilně nasazena na podporu zaměstnanců v našich logistických centrech," uvedla mluvčí Zalanda Barbara Debowska.

Toru umí zaskladňovat, přepravovat a vychystávat především hranaté předměty, jako jsou knihy, krabice nebo přepravky. Robot jede k regálu, pomocí kamer a skenerů identifikuje určený předmět a zjistí, kde začíná a končí. Když jsou třeba dva kartony stejné barvy naskládané přímo na sebe, pro stroj je složitější rozeznat jejich hrany. S pomocí umělé inteligence se to ale učí a s každým uchopením se zlepšuje. V současné době už Toru nashromáždil dostatek informací, díky nimž se původní prostoje, kdy propočítával možnosti nebo chybně detekoval zboží, snížily na minimum.

Když určí přesné dispozice krabice, prostřednictvím přísavek ji vyjme z regálu, umístí ji do svého úložného prostoru a přejede k jinému pracovišti, na kterém ji vyloží. Během cesty věnuje pozornost tomu, aby se jeho cesta nekřížila s trasou kolegů. Když některého ve své blízkosti zaregistruje, čeká, než může pokračovat v jízdě. Pokud překážka v cestě zůstává, robot hledá alternativní trasu.

Vývoj robotů v Česku

Vlastní vývoj skladových robotů, kteří vychystávají zboží a přepravují je z místa na místo, spustila před dvěma lety i česká firma Fordist, jež se zabývala fulfilment službami pro e-shopy. Technologie vyčlenila do společnosti s názvem Fordist Robotics, do níž následně vstoupila kyperská společnost L.S. Investments Limited, která je 100procentním akcionářem e-shopu Alza.cz. Vývojářská firma se poté přejmenovala na RUR Robotics a jejím jediným vlastníkem se loni stal právě L.S. Investments.

Nicméně vedení Alzy a původní majitelé Fordistu měli jiné představy o tom, kde se roboti uplatní. Zatímco Tomáš Kochaníček, bývalý jednatel Fordistu a RUR Robotics, chtěl technologie nabízet i jiným firmám, Alza si je chtěla ponechat jen pro vlastní provozy, jak potvrdily měsíčníku Logistika dva zdroje, které chtějí zůstat v anonymitě. Kochaníček proto z projektu vystoupil a rozjel vlastní. E-shop nechtěl na zaslané dotazy reagovat.

Tomáš Kochaníček se nyní zaměřuje na finální část vývoje autonomních vozíků, které převáží zboží v malých regálech, boxech nebo na paletách. Zatímco robot pro přepravu boxů je funkční už od loňska, další typ bezpilotního vozíku, který přesouvá malé regály se zbožím, by měl jít do zkušebního provozu během příštích měsíců. O jeho vyzkoušení prý mají zájem přední české e-shopy.

Vývoj těchto robotů na začátku narazil na patentovou ochranu. Podobný stroj totiž vyrábí společnost Amazon Robotics, která jej zaregistrovala u patentových úřadů v některých evropských zemích, včetně Česka. Proto Kochaníček musel hledat čínského partnera, jehož robot by byl dostatečně odlišný, aby nehrozily patentové spory.

Partner má dodávat hlavní hardwarové části zařízení, zatímco v Česku bude vznikat především software. S čínským výrobcem, kterého český manažer zatím nechtěl upřesnit, by tak měl ještě letos založit společnou firmu.

Podle Kochaníčka se i větší společnosti, které chtějí nasadit mobilní roboty, poohlíží hlavně v Číně a do zakoupených strojů si pak vyvíjejí vlastní řídicí program. "Já to chci posunout ještě o něco výš. Proto chci založit joint venture s jedním z klíčových čínských výrobců. Budeme roboty vyrábět v následujících letech tady v Evropě. Nechceme sem převážet všechno z Číny, už jen kvůli tomu, co se nyní děje. Vždycky je lepší mít víc variant," vysvětluje Tomáš Kochaníček.

Roboti proti koronaviru

Zároveň bude nabízet i roboty čínského výrobce Quicktron, v němž má menšinový podíl přes jinou firmu i internetová společnost Alibaba. Právě v tomto případě narazila česká firma na zmíněnou patentovou ochranu. Roboty Quicktron mají podle Kochaníčka se stroji Amazonu řadu věcí společných, což by mohlo v Česku bránit jejich prodeji. Nicméně v některých evropských státech roboti amerického e-shopu patentovou ochranu nemají, v nich bude Kochaníček čínské stroje nabízet.

Ještě letos plánuje v Praze otevřít showroom, kde bude zmíněné skladové automaty předvádět. Kvůli pandemii se ale tento projekt o něco zpozdí.

Zaměří se především na velké on-line obchody, které chtějí pomocí automatizace snížit náklady na pracovní sílu a zvýšit rychlost skladových operací. "Největší smysl to má u rychloobrátkového zboží a malých a levných položek. Pokud ale máte něco většího, třeba ledničku, vždycky bude člověk lepší než robot," říká Tomáš Kochaníček. "Obecně je problém automatizace ten, že se musí najít rovnováha mezi cenou a způsobem práce. Můžete mít efektivitu třeba čtyři sta picků za hodinu, ale pokud nemáte pro robota práci a děláte picků třeba jen dvě stě, investice se nevrátí. Další věc je, že potřebujete mít aspoň dvě směny, protože do robotů investujete stejné peníze, ať pracují pár hodin, nebo 24 hodin denně. Podle toho se pak odvíjí úspora. Automatizace není pro každého."

Během druhé poloviny května by také chtěl Kochaníček do Česka přivést robota čínského výrobce Casun, který jezdí automaticky v definované zóně a pomocí UV záření dezinfikuje prostor kolem sebe. A umí také měřit teplotu kolemjdoucích. Studie ukazují, že specifické ultrafialové paprsky umí zničit i viry poletující ve vzduchu. Předloni je proto vědci z Kolumbijské univerzity použili proti šíření hongkongské chřipky v USA. Přestože není úplně jasné, jestli UV paprsky pomáhají i proti novému koronaviru, po světě rychle stoupá zájem o americké, evropské i čínské roboty s ultrafialovým zářením.

Alibaba a její start-upy

Největším trhem a zároveň montovnou logistických robotů je Čína. Kvůli rostoucím nákladům na lidské zdroje a potřebě zrychlit průtok zboží sklady tam investuje do automatické manipulace řada firem včetně největších internetových prodejců Alibaba nebo JD.com.

Logistiku v Alibabě organizuje převážně společnost Cainiao. Ta vznikla v roce 2013 jako platforma, která propojila čínské expresní firmy, jež doručují zboží pro e-shopy patřící do největší e-commerce skupiny v Číně. Alibaba v Cainiau postupně zvyšovala svůj podíl až na současných 63 procent. Za poslední balíček 12 procent dala koncem loňského roku 3,3 miliardy dolarů (asi 82 mld. korun).

Výkonný ředitel skupiny Daniel Zhang při té příležitosti zdůraznil, že logistika a její digitalizace bude klíčovým prvkem dalšího růstu firmy. Cílem je, aby Alibaba obsloužila zákazníky v celé Číně za 24 hodin a na celém světě do 72 hodin. K tomu jí má pomoct rozvoj internetu věcí, který má během tří let propojit kolem 100 milionů chytrých zařízení včetně skladových robotů.

Do firem, které je vyvíjejí, proto Alibaba investuje. Finančně podpořila například start-upy Geek+ a už zmíněný Quicktron, jak uvedl server The Robot Report. Stovky modrých strojů od druhé z uvedených firem se už prohánějí v největším automatizovaném skladu Cainiaa v distriktu Huiynag, který Alibaba ukazuje ve svých propagačních videích. Zajímavé je, že je Quicktron v poslední době prezentuje i v oranžovém hávu.

Stopka zájemcům o Kivu

Roboti Quicktronu i Geek+ připomínají zařízení od společnosti Kiva Systems, kterou v roce 2012 koupil americký e-shop Amazon za 775 milionů dolarů (asi 19 mld. korun) a vzápětí ji přejmenoval na Amazon Robotics. V té době šlo o druhou největší investici on-line obchodu Jeffa Bezose.

Stroje Kiva, které vypadají jako oranžové automatické sekačky na trávu, přepravují policové regály se zbožím mezi různými skladovými stanovišti, kde do nich pracovníci překládají nebo z nich vykládají zboží. Firma vznikla v roce 2003 v kalifornském Silicon Valley a za devět let své existence si její produkty koupila ve Spojených státech řada velkých společností jako Staples, Office Depot, Gap nebo Walgreens.

Ty měly ale od roku 2012 smůlu. Amazon totiž žádnému ze zákazníků své nové akvizice smlouvu na dodávky robotů neprodloužil a místo toho je začal zavádět ve svých vlastních skladech. To se do současnosti nezměnilo. "Amazon nedodává tyto roboty jiným společnostem," potvrdila časopisu Logistika Lindsay Campbellová, senior manažerka tiskového oddělení e-shopu, s tím, že budoucí plány společnost nekomentuje.

V logistických centrech Amazonu se dnes pohybuje kolem 200 tisíc automatických vozíků a firma vyvíjí další verze, například loni to byly Xanthus and Pegasus. První z nich je nová generace a zároveň první velký redesign hlavních robotů vyvinutých firmou Kiva od jejího převzetí. Druhý z nich je úplná novinka − Pegasus umí přepravovat i třídit balíky a hledat při tom nejrychlejší cestu tak, aby se nedostal do "dopravní zácpy".

Robotické dilema

"Bylo lacinější koupit celou firmu než platit Kivě za používání technologie," komentoval akvizici expert na robotiku John Lert pro Boston Globe rok po této transakci. V té době byl přitom Amazon jen zlomkem firmy, kterou je dnes, kdy se Jeff Bezos pohybuje v čele žebříčku nejbohatších lidí světa.

Každopádně v té době "robotická" akvizice Amazonu rozpoutala nástup dalších firem, které se začaly specializovat na vývoj nového typu inteligentních skladových robotů. A zároveň vyvolala dilema, jež od té doby řešila řada korporací − kupovat si do svých továren a skladů jednotlivé stroje, nebo raději investovat do technologického start-upu, který to vymyslí za nás?

Pokud tuto otázku dosud nevyřešily, nejspíš se jí budou muset zabývat v nejbližších letech. Pracovníci, kteří při hledání zboží nachodí po skladu za den i přes 20 kilometrů, jsou velice neefektivní, přitom způsoby, jak je nahradit, jsou stále jednodušší a dostupnější. Tedy přinejmenším pro velké společnosti, které si takové investice mohou dovolit.

I chytré vozíky už zapojují umělou inteligenci, která je ještě více přibližuje schopnostem lidí. Na rozdíl od lidí ale roboti nechybují (pokud jsou dobře naprogramováni), nestávkují, neberou si dovolenou ani přestávku na oběd, mohou pracovat téměř 24 hodin denně (jen se někdy musí nabíjet a servisovat) a neřeší, jestli práce a plat odpovídají jejich schopnostem. Díky robotizaci je zakládání zboží do regálů nebo vychystávání mnohem efektivnější, nejčastěji odborníci uvádějí v tomto kontextu násobek "třikrát".

Na druhou stranu to znamená, že člověk, který stojí na svém pracovišti, místo aby pochodoval s vozíkem po skladu jako dřív, přesune za stejnou dobu mnohem více zboží, a jeho práce je tak mnohem jednotvárnější. To může vyvolávat zvýšený pocit frustrace.

Britský supermarket s roboty

Jasno má v těchto otázkách také největší britský on-line supermarket Ocado. Ten začal v roce 2015 nabízet svůj software, skladovací zařízení a další součásti, které slouží k provozu jeho byznysu, jako službu i dalším firmám. Nejhodnotnější z jeho technologií je plně automatizovaný skladovací systém, který vzdáleně připomíná včelí úl, kde krychlové robotické vozíky jezdí po systému přihrádek a ukládají do nich zboží nebo je vyzvedávají.

Před dvěma lety uzavřelo Ocado smlouvu s francouzským řetězcem Casino Group, pro který začalo stavět u Paříže první automatizovaný sklad se svou technologií mimo Velkou Británii. Ten nedávno spustil provoz. Logistické centrum slouží pro vyřízení objednávek nové on-line služby Monoprix Plus, kterou zavedl obchodní řetězec patřící do skupiny Casino.

Podobný kontrakt pak Ocado uzavřelo i s kanadskou sítí prodejen potravin Sobeys, pro kterou by mělo letos a příští rok otevřít dvě automatizovaná logistická centra. Dalším z klientů je druhá největší americká síť supermarketů Kroger, pro kterou plánuje Ocado postavit 20 distribučních center.

Loni pak maloobchodní řetězec s oděvy Marks & Spencer, který prodává i potraviny, uzavřel s Ocadem dohodu o vytvoření společného podniku. Za 50procentní podíl v retailovém byznysu e-shopu zaplatil 750 milionů liber (cca 23 mld. korun). Společný on-line supermarket má začít fungovat letos na podzim, pak se technologická část Ocada vyčlení do samostatné firmy.

Z e-shopu logistickou službou

Nejnovějším příkladem e-commerce firmy, která investovala do vývoje robotů, je Shopify. Kanadská společnost vytváří software pro omnichanel prodej a v současnosti její platformu využívá asi milion firem po celém světě.

Shopify loni v červnu oznámilo, že za miliardu dolarů vybuduje síť fulfilment center, z nichž bude nabízet svým zákazníkům logistické služby včetně doručení zásilek do dvou dnů po celých Spojených státech. Nedlouho poté firma koupila za 450 milionů dolarů (asi 11 miliard korun) společnost 6 River Systems, která vyvíjí kolaborativní robotické vozíky.

Tu v roce 2015 založili dva vývojáři z Kiva Systems, respektive v té době už Amazon Robotics, Rylan Hamilton a Jerome Dubois. Letos pak do vedení získali další bývalou kolegyni, prezidentku Kiva Systems a následně viceprezidentku Amazonu Amy Villeneuveovou.

Směrem, kterým jdou Ocado i Shopify, tedy poskytování logistických služeb a technologií, jdou už delší dobu i další velcí hráči, třeba zmíněné e-shopy Amazon a Zalando. Německý on-line obchod se stará o příjem, uskladnění, expedici i reverzní logistiku dalších prodejců oblečení od roku 2017. Nyní má takových zákazníků už přes stovku a loni firma v tomto segmentu zaznamenala růst vyexpedovaného zboží o 400 procent.