Projektowanie transportu wewnętrznego – wózki jezdniowe i pojazdy autonomiczne
Projektując procesy przepływu materiałów wewnątrz magazynów lub między magazynem a obszarem produkcji, coraz częściej wykorzystujemy autonomiczne pojazdy, zastępując nimi tradycyjne wózki jezdniowe. Uzasadnieniem takiego wyboru są głównie coraz wyższe koszty pracy, trudności z pozyskaniem wykwalifikowanych pracowników na rodzimym rynku oraz względy bezpieczeństwa.
Realizując opracowanie nowych projektów logistycznych w istniejących lub nowo powstałych budynkach, prawie zawsze porównuje się wiele możliwych wariantów dotyczących samego przepływu towarów w kontekście zarówno opłacalności inwestycji, jak i innych czynników kluczowych dla danej branży. Z punktu widzenia obsługiwanych (transportowanych) towarów, autonomiczne pojazdy możemy podzielić na dwie grupy: pojazdy poruszające się w wydzielonych strefach magazynu (najczęściej spotykane w strefach regałowych) oraz pojazdy poruszające się między obszarami zarówno magazynowymi, jak i produkcyjnymi, najczęściej na styku dwóch procesów. Coraz szerzej wykorzystywanym rozwiązaniem podczas projektowania procesów transportu wewnętrznego w samym magazynie i na styku procesów magazynowo-produkcyjnych, a także pomiędzy poszczególnymi procesami produkcyjnymi, są pojazdy typu AGV (Automated Guided Vehicle), które występują na rynku w wielu dostosowanych do potrzeb wariantach. Wózki typu AGV to wózki automatycznie prowadzone, których główną ideą jest wyeliminowanie bezpośredniego kierowania przez operatora (człowieka). Idea ta zrodziła się głównie z chęci zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa (np. w warunkach szkodliwych dla zdrowia człowieka) przy jednoczesnym osiągnięciu dużej wydajności oraz precyzji.
W magazynie
W kontekście wykorzystania autonomicznych wózków jezdniowych wysokiego składowania nadrzędnym wymaganiem jest wysoki stopień jednorodności przemieszczanych towarów. Układ magazynu wraz z techniką składowania w przeważającej liczbie przypadków projektowany jest pod dedykowany rodzaj opakowania jednorodnego. Zazwyczaj jest to paleta EURO z towarami jednorodnymi o wysokiej stabilności transportu. Przykłady zastosowania tak zautomatyzowanej techniki manipulacyjnej możemy spotkać w magazynach przyprodukcyjnych największych producentów z branży spożywczej. To rozwiązanie wymusza pełne oddzielenie strefy, w której poruszają się autonomiczne wózki, oraz zabezpieczenie jej poprzez dodatkowe systemy ochronne, takie jak: bariery świetlne oraz stałe elementy odbojowe (niepozwalające wózkom wydostać się z wyznaczonego pola), co jest również jednym z większych nakładów inwestycyjnych. Zasilanie stref takiego magazynu towarami następuje często przez odbiór ich z urządzeń przenośnikowych zazwyczaj pracujących w synergii z innymi urządzeniami, takimi jak np. owijarki foliowe czy foliarki kapturowe. W kontekście przepływów wewnątrzmagazynowych, gdzie występuje standardowy wózek jezdniowy lub wózek jezdniowy wysokiego składowania poruszający się w strefach regałowych i blokowych, pojazdy autonomiczne znajdują swoje zastosowanie jedynie w największych kompleksach magazynowych. Gdy porównamy efektywność transportu klasycznego wewnątrz stref magazynowych, gdzie przemieszczamy już pobrany towar z regału czy bloku, z rozwiązaniem, gdzie pobrany towar przemieszczamy do strefy przekazania w celu jego transportu wózkiem AGV i kolejno pobrania w innym miejscu magazynu, często okazuje się, że jest to nieuzasadnione z punktu widzenia efektywności procesu. Kolejną przeszkodą jest potrzeba zabezpieczenia dodatkowej powierzchni dla tzw. dworców (punktów przekazania towaru) oraz zmian w systemie WMS. Pojazdy autonomiczne w średnich i mniejszych magazynach sprawdzają się w przypadku obiegu pustych opakowań, gdzie wyposażając pojazd w dedykowana platformę, możemy transportować więcej opakowań zwrotnych jednocześnie między strefą np. czyszczenia pojemników a strefą ich składowania.
W przypadku, gdy oczekiwana precyzja dotycząca umiejscowienia przewożonego towaru w miejscu odkładczym jest niska, a samo urządzenie ma być wykorzystywane w przyszłości dla wielu procesów, zastosowanie mają urządzenia ciągnące z doczepianym wózkiem dla przewożonych materiałów. Stosowane są też w takim przypadku rozwiązania polegające na zautomatyzowanym podpięciu transportowanego wózka z towarami. Dodatkowo, dzięki zastosowaniu taśmy magnetycznej (którą przykleja się do posadzki) oraz czujnikom określającym punkty orientacyjne, możemy dowolnie zmieniać trasę poruszania się takiego pojazdu. Jest to jedno z najtańszych rozwiązań. Ceny pojedynczego pojazdu AGV, o uciągu ok. 150 kg wraz z niezbędną stacją ładującą, oscylują w okolicach 30 tys. euro. Występują także inne sposoby określania trasy przejazdu zarówno indukcyjne, jak i sterowania laserowego.
AGV w linii podmontażowej
W przypadku wykorzystania wózków AGV jako samonośnej platformy, uzyskujemy możliwość wykorzystania techniki jako części linii podmontażowej, gdzie pojazdy ustawione w szeregu, podobnie jak linia montażowa, poruszają się z komponentem pomiędzy stanowiskami pracy. Z uwagi na swoją wysoką elastyczność co do możliwości zmiany trasy, prędkości czy punktów zatrzymania, tego typu rozwiązanie coraz częściej ma zastosowanie w branży automotive. Branża ta jest obecnie chyba najlepszym przykładem wykorzystania wózków autonomicznych typu AGV. Stosuje się tutaj pojazdy, które zastępują człowieka w procesach transportu, gdzie towary dostarczane są w mniejszych partiach z większą częstotliwością. Obecnie testowane są rozwiązania wspomagające pracę osób kompletujących, w których pojazd nie porusza się po zaprogramowanym torze, lecz podąża za pracownikiem posiadającym przy sobie specjalny nadajnik. Dzięki temu pracownik ma wolne obie ręce i nie musi zajmować się fizycznym przemieszczaniem nośnika po ścieżce kompletacyjnej.
Sekwencjonowanie a AGV
Z punktu widzenia specyfiki produktu w branży automotive, w ramach przepływu materiału, spotykamy tzw. supermarkety, dzięki którym dostarczanie komponentów można realizować zgodnie z zasadami JIS (just-in-sequence). Linie produkcyjne są miejscem o ograniczonej powierzchni dla samych materiałów produkcyjnych, często niewystarczającym do umieszczenia wszystkich niezbędnych komponentów pod ręką personelu produkcyjnego. Szczególnie w przypadku branży automotive urządzenia samojezdne, w połączeniu z przepływem materiału opartym na zasadach sekwencjonowania, mają swoje uzasadnienie. Wysoka częstotliwość realizowanych dostaw do linii oraz niejednokrotnie krótkie odcinki pokonywanych tras uzasadniają stosowanie technik typu AGV z punktu widzenia nie tylko monotonii pracy pracownika, ale także z powodów finansowych. Dzięki zaprojektowaniu procesów logistycznych opartych na takcie pracy, uzyskujemy efekt pełnej synchronizacji z linią produkcyjną. Wewnętrzny klient końcowy otrzymuje dokładnie na czas niewielką partię materiału niezbędnego do wykonania kilku bądź kilkunastu operacji montażowych, produkcyjnych.
Pojazdy autonomiczne kontra człowiek
Projektując lub usprawniając procesy przepływu w przypadku pracy w warunkach trudnych, szkodliwych zastosowanie pojazdów autonomicznych jest w pełni uzasadnione. Dla przepływów, które można powiązać z taktem produkcji, w większości przypadków także można wykazać uzasadnienie ekonomiczne zastosowania pojazdów typu AGV. W branżach o dużej zmienności sezonowej oraz szerokim asortymencie opłacalność zastosowania wymienionych technik maleje – tu nadal niezastąpiony jest człowiek z jego doświadczeniem i umiejętnością oceny napotkanej sytuacji. Na chwilę obecną nie ma uniwersalnego modelu zastosowania poszczególnych technik, każdy przypadek wymaga indywidualnej oceny i analizy.
Komentarze
| Jesper Sonne Thimsen, dyrektor sprzedaży w regionie CEE, Mobile Industrial Robots Autonomiczne roboty mobilne to najbardziej zaawansowana technologicznie metoda automatyzacji transportu wewnętrznego. Magazyny doskonale nadają się do automatyzacji z uwagi na liczbę powtarzalnych procesów w tym obszarze. Zastosowanie robotów mobilnych do transportu produktów do stref wysyłki lub pakowania, często oddalonych, oszczędza czas pracowników, którzy mogą dzięki temu realizować inne zadania np. przygotować więcej partii produktów lub skupić się np. na kontroli jakości. Tradycyjne systemy AGV poruszają się po ustalonych trasach i wymagają stałej infrastruktury wspierającej. W przeciwieństwie do nich współpracujące roboty mobilne są zaprojektowane do środowiska dynamicznego. Są platformą łączącą elastyczność, bezpieczeństwo i efektywność kosztową. Gdy monotonne, powtarzalne procesy realizowane są przez roboty, ludzie mogą koncentrować się na zadaniach przynoszących firmie wartość dodaną oraz takich, które wymagają krytycznego myślenia czy kreatywności. Wierzymy, że w obecnych czasach, z uwagi na rozwój technologii, pracownicy mogą poświęcać cenny czas na bardziej rozwojowe zadania niż transport materiałów z punktu A do B. Ponadto w obliczu rosnących kosztów zatrudnienia oraz braku osób chętnych do pracy fizycznej, automatyzacja transportu może okazać się dobrym rozwiązaniem dla wielu firm. | |
| Marcin Liskowski, kierownik Działu Sprzedaży, P.P.H. WObit E.K.J. Ober s.c. W dobie Przemysłu 4.0 oraz rewolucji Internetu Rzeczy (IoT), automatyzacja wkracza coraz głębiej w nasze codzienne otoczenie, czyniąc je przez to łatwiejszym oraz dając możliwość skupienia się na innych zadaniach. Wózki autonomiczne doskonale wpisują się w ten trend. Człowiek nie został w żaden sposób stworzony do ciągłego, monotonnego i stałego wysiłku w postaci pchania lub też ciągnięcia wózków transportowych. Sam nie wyobrażam sobie, jakie konsekwencje dla zdrowia może mieć długotrwałe narażenie na tego typu pracę. Wiem jedno, musimy to zmieniać i w tym kierunku zmierza właśnie automatyzacja w procesach logistycznych. Owszem, człowiek pozostanie nadal istotnym ogniwem tego łańcucha, ale już nie jako główny wykonawca, lecz jako nadzorca systemu, który za niego wykonuje tzw. brudną robotę. Dobrze zaprojektowany system transportu wewnętrznego pozwala również na integrację z systemami nadrzędnymi (WMS, ERP itd.), przez co praca ludzka zostaje ograniczona do naprawdę niezbędnego minimum i interwencji tylko w sytuacjach nadzwyczajnych, a co za tym idzie skierowania uwagi na zapobieganie lub rozwiązywanie problemów. | |
| Karolina Tokarz, prezes zarządu, dyrektor naczelny, PROMAG S.A. Rewolucja transportowa w polskich magazynach rozpoczęła się na dobre. Coraz więcej firm decyduje się na wdrożenie nowoczesnych rozwiązań, takich jak wózki autonomiczne, implementując założenia Przemysłu 4.0 do swoich fabryk. Nadal patrzymy w przyszłość transportu wewnętrznego, jak na obszar wymagający dużych zmian, lecz już teraz z innej perspektywy. Dzięki rozwiązaniom automatycznym osiągana jest nie tylko większa wydajność i powtarzalność procesów, zwiększamy też bezpieczeństwo pracy i uzyskujemy możliwość przenoszenia zasobów ludzkich do innych zadań. Otrzymujemy wartość dodaną do realizowanych procesów transportowych, oszczędzając czas i minimalizując błędy. Wózki autonomiczne są sprzętem w pełni zautomatyzowanym. Dzięki temu transportują towary w sposób bezpieczny, nie wymagając interwencji człowieka w obszarze produkcyjnym czy magazynowym. Rola pracownika ogranicza się do wydawania prostych poleceń w systemach informatycznych. Coraz więcej uwagi poświęca się tematom Business Inteligence oraz analizie Big Data. Roboty autonomiczne umożliwiają bieżące zbieranie danych o wydajnościach procesu, przebytych kilometrach, najczęściej przemierzanych trasach, ilości pobranych palet. Wszystkie te dane stanowią cenną wiedzę dla poprawnego i efektywnego realizowania procesów transportowych, a także pozwalają na ich optymalizację. Inwestowanie w zaawansowane technologie z pewnością będzie kontynuowane, gdyż realizacja zadań w trybie just-in-time przy ograniczonych zasobach ludzkich staje się priorytetem w polskich i światowych przedsiębiorstwach. Inteligentne technologie są coraz bliższe użytkownikom, nie wymagając od nich posiadania zaawansowanej wiedzy programistycznej. Sceptykom pozostaje oswoić strach i przygotować się na zmiany, które z pewnością wprowadzą nas na nowy poziom w funkcjonowaniu transportu wewnętrznego. |
