Standardsete laoprotsesside automatiseerimine AGV robottehnoloogia abil Coop Logistikakeskuse näitel

Käesolev arendusuurimus keskendus standardsete laoprotsesside automatiseerimisele AGV (autonomous guided vehicle) robottehnoloogia abil Coop Eesti Keskühistu Logistikakeskuse tavalao pakendi kogumiskonteinerite tühjendamise ja asendamise protsessi näitel. Uurimustöö peamiseks eesmärgiks oli kaardistada ja analüüsida antud protsessi robotiseerimise võimalusi. Töö tulemusena esitati soovitused sobiva robottehnoloogia kasutamiseks arvestades investeeringu tasuvusaega, kasutegurit ja võimalikke rakendusriske. Sarnaselt kogu maailma ja Euroopa riikide logistika- ja laomajanduse ettevõtetele seisab ka Eesti logistikasektor silmitsi mitmete väljakutsetega, näiteks tööprotsesside efektiivsuse parandamine, ressursside optimeerimine, suurenev tööjõupuudus, rutiinsete ja kõrge koormusega tööülesannete tõttu suur personali voolavus ning kasvavad tööjõukulud. Protsesside robotiseerimine pakub nimetatud probleemidele lahendusi vähendades tööjõu vajadust, parandades töökeskkonda ja suurendades protsesside efektiivsust. Töö analüüs kinnitab, et AGV robotite kasutuselevõtt võimaldab optimeerida standardseid, korduvaid ja rutiinseid ülesandeid muutes need kiiremaks ja tõhusamaks. Uurimustöö läbiviimiseks rakendati kvalitatiivseid ja kvantitatiivseid uurimismeetodeid, sealhulgas intervjuusid, vaatlusi ja pakkumiste võrdlust. Kaardistati pakendite kogumiskonteinerite tühjendamise ja asendamise protsess ning modelleeriti olemasolev (AS-IS) ja robotiseeritud tulevikuprotsess (TO-BE). Uurimustöö käigus leiti vastused püstitatud uurimisküsimustele. Protsesside robotiseerimise eelistena toodi töös välja, et robotiseerimine vähendab tööjõupuudust, personali voolavust, alandab tööjõukulusid ning tõstab protsesside efektiivsust ja kiirust. Lisaks paranevad töökeskkonna ohutus ja töötingimused, väheneb inimvigade arv, robotite töö on täpsem ning suureneb tööprotsesside järjepidevus. Robotid võimaldavad töötada 24/7 pakkudes stabiilsust ja paremat tootlikkust. Robottehnoloogia rakendamisel on püsikulud paremini juhitavad ja ennustatavad pakkudes stabiilseid kulusid võrreldes muutuvate tööjõukuludega. Robottehnoloogia kasutus pakub paindlikkust protsessides, kus vajadusel on võimalik lihtsalt lisada või eemaldada roboteid vastavalt nõudluse muutumisele. Robotite varustuses olevad andurid ja sensorid aitavad muuta töökeskkonna ohutumaks vältides kokkupõrkeid ja õnnetusi. Robottehnoloogia valikul tuleb hinnata protsessi eripära, näiteks tühjendavate konteinerite suurust, kaalupiiranguid ja sobivust keskkonnatingimustega. Lisaks tuleb arvestada, millist akutehnoloogiat soovitakse kasutada (eelistatuna liitiumakud), navigatsioonisüsteemide sobivust ja integreerimise võimalust olemasoleva ERP tarkvaraga. Olulisel kohal on tarnija poolt tehnilise toe ja hooldusteenuse pakkumise suutlikkus ning kiirus, kuna roboti tehnilisest rikkest tingitud iga seisuminut on lisakulu. Tehnoloogia valimisel tuleb arvestada olemasoleva ruumiplaneeringuga ja teiste tehnoloogiate ning protsessidega millega robottehnoloogia integreeritakse, näiteks kas tööpiirkonnas kasutatakse veel teisi tehnoloogiaid või seal alal töötavad inimesed. Uurimustöö käigus tehtud analüüs näitas, et tavalao pakendite kogumiskonteinerite tühjendamise ja asendamise protsessi robotiseerimise investeering on hinnanguliselt tasuv kaheksa aasta jooksul. Pika tasuvusaja tingib esmane suur investeeringu maksumus, samas on tööjõukulu Eestis madalam võrreldes teiste Euroopa riikidega. Kui mujal Euroopas ja maailmariikides on juba mõnda aega edukalt rakendatud robottehnoloogiat logistika ja laomajanduse protsessides, siis Eestis on veel vara robottehnoloogia laialdaseks kasutuseks antud valdkondades. Samas võib antud investeering olla strateegiliselt oluline, et suurendada protsessi efektiivsust ja vähendada tööjõuriski pikaajaliselt. Protsesside robotiseerimine näitab ettevõtte innovatiivsust ja tõstab ettevõtte atraktiivsust tööturul ning konkurentsis. Millised on robottehnoloogia juurutamise raskused, takistused ja hirmud? Peamisteks raskusteks on õige tehnoloogia valik vastavalt tegelikule vajadusele ja soovitud eesmärgile, integreerimine olemasolevate protsessidega, töötajate vastupanu muutustele ning algse investeeringu suurus. Personalil võib esineda hirme töökohtade kaotamise ees ja tööõnnetuste osas. Nimetatud riskide leevendamiseks on oluline töötajate varajane kaasamine, koolitamine ja efektiivne kommunikatsioon. Projekti alustamisel ei tohiks püstitada ebarealistlikke ootusi robotiseerimisele ega alaplaneerida kulude eelarvet ja ajagraafikut. Valmis tuleb olla projekti käigus tekkivate ootamatuteks lisakuludeks ja lisanduvale ajakulule. Robotiseerimise projekti juhtimine nõuab hoolikat planeerimist, koordineerimist, tõhusat riskijuhtimist ning tagavaraplaani olemasolu. Ei tohi unustada küberturvalisuse olulisust. Uurimustöö kinnitab hüpoteesi, et robottehnoloogia kasutamine standardsetes laoprotsessides aitab vähendada tööjõupuudust ja tööjõukulusid suurendades samal ajal protsesside tõhusust ja kiirust. Töö tulemusi saab rakendada Coop Eesti Keskühistu Logistikakeskuses pakkudes lisandväärtust teistele Eesti logistikasektori ettevõtetele, kes kaaluvad loaprotsesside robotiseerimist.

This thesis research focused on automating standard warehouse processes using AGV (Autonomous Guided Vehicle) robotic technology, taking as an example the process of emptying and replacing packaging collection containers in the general warehouse of Coop Estonia Logistics Center. The primary objective of the study was to survey and analyze the possibilities of robotizing this process. As a result of the research, recommendations were presented for the use of suitable robotic technology, considering investment payback time, efficiency benefits, and potential implementation risks. Like logistics and warehouse management companies globally and in other European countries, the Estonian logistics sector faces several challenges, such as improving process efficiency, optimizing resources, addressing labor shortages, mitigating high employee turnover due to repetitive and high-stress tasks, and with labor costs. Process robotization offers viable solutions to these issues by reducing the need for labor, improving the work environment, and increasing process efficiency. The analysis confirms that the introduction of AGV robots enables the optimization of standard, repetitive, and routine tasks, making them faster and more efficient. To conduct the research, both qualitative and quantitative methods were employed, including interviews, observations, and bid comparisons. The process of emptying and replacing packaging collection containers was surveyed, and both the current state (AS-IS) and the robotized future process (TO-BE) were modeled. The thesis looked at the answers to the following questions:

1. What are the advantages of process robotization?
2. How to choose the right robotic technology?
3. What is the investment required to robotize a standard process, and what is the estimated payback period?
4. What are the challenges, obstacles, and fears related to the implementation of robotic technology? The thesis hypothesized that applying robotic technology to standard warehouse processes helps mitigate labor shortages and reduce labor costs while improving process efficiency and speed. Advantages of Process Robotization. Robotization reduces labor shortages and employee turnover, lowers labor costs, and enhances process efficiency and speed. Additionally, it improves workplace safety and conditions, decreases human error, and ensures more precise and consistent operations. Robots can operate 24/7, providing stability and increased productivity. Implementing robotic technology results in more manageable and predictable fixed costs compared to fluctuating labor expenses. The technology also offers flexibility, allowing easy addition or removal of robots based on demand changes. Sensors and detectors integrated into robots enhance workplace safety by preventing collisions and accidents. When selecting robotic technology, it is crucial to assess process-specific requirements, such as the size and weight limits of the containers to be emptied and compatibility with environmental conditions. Battery technology (e.g., preference for lithium batteries), navigation systems, and integration capabilities with existing ERP software must also be considered. Technical support and maintenance services provided by the supplier are critical, as downtime due to robot malfunction incurs additional costs. Integration with existing spatial planning, other technologies, and ongoing processes is essential, particularly in work areas shared with other technologies or human operators. The analysis revealed that the investment in robotizing the process of emptying and replacing packaging collection containers in a general warehouse has an estimated payback period of eight years. This relatively long payback time is due to the high initial investment costs and the comparatively low labor costs in Estonia compared to other European countries. While robotic technology has been successfully implemented in logistics and warehouse management processes across Europe and worldwide, its widespread adoption in Estonia may still be in its early stages. However, this investment could be strategically important for enhancing process efficiency and mitigating long-term labor risks. Furthermore, process robotization demonstrates the company's innovation and increases its attractiveness in the labor market and its competitiveness. The main challenges of implementing robotic technology include selecting the appropriate technology to meet actual needs and goals, integrating it with existing processes, overcoming employee resistance to change, and addressing the high initial investment costs. Employees may fear job losses or workplace accidents. These risks can be mitigated by involving employees early, providing training, and maintaining effective communication. Setting realistic expectations for robotization, properly budgeting for costs, and planning the timeline are critical. Organizations must be prepared for unexpected additional costs and delays during project implementation. Managing a robotization project requires careful planning, coordination, effective risk management, and contingency plans. Cybersecurity is also a critical consideration. For automating the process of emptying and replacing packaging containers in Coop Logistics Center's general warehouse, the proposed solution involves deploying five AMR (Autonomous Mobile Robot) MiR250 Shelf Carriers. These robots can utilize existing containers by placing them on specialized frames. The estimated initial investment cost for this project is 533,005 €, covering robots, charging stations, MiR Fleet software, container frames, and other equipment and development costs. The robotization would save approximately 67,429 € annually in labor and forklift expenses. Assuming a robot lifespan of ten years, the total benefit from the project would be 674,290 €. The calculations show a payback period of eight years and a ROI of 27%. The thesis confirms the hypothesis that using robotic technology in standard warehouse processes helps reduce labor shortages and costs while increasing process efficiency and speed. The results of this thesis can be applied to Coop Estonia Logistics Center and provide added value to other companies in the Estonian logistics sector considering the robotization of warehouse processes.