Arvoketjun optimointi automaattitrukin (AGV) avulla

Neljäs teollinen vallankumous ja teollisuusstandardi 4.0 asettavat puitteet teollisuuden, yritysten ja käytettävien teknologioiden kehitykselle. Koneet, laitokset, laitteet ja kyberfyysiset järjestelmät on tarkoitus verkottaa ja kommunikoida keskenään, jotta koko arvoketju voidaan lopulta optimoida (1). Arvoketju on järjestetty toimintojen sarja, jossa luodaan arvoa ja kulutetaan resursseja tuotteiden ja palvelujen tuottamiseksi (2). Niin sanottu älykäs tuotanto parantaa valmistuksen suorituskykyä analysoimalla valtavia määriä verkottuneista järjestelmistä saatavia tietoja ja automatisoimalla prosesseja. Tekoälyn (AI, 3) avulla prosesseja voidaan simuloida tehtaan tai kokonaisen tehtaan digitaalisessa kaksosessa. Ennakoivaa analytiikkaa voidaan käyttää trendien tunnistamiseen esimerkiksi yrityksen asiakkaiden kysyntäkäyttäytymisessä. Näin myös yrityksen markkinointi ja myynti voivat mukautua niihin. Ennakoivan kunnossapidon tarkoituksena on estää komponenttien uhkaava vikaantuminen tai kokonaisten koneiden ja järjestelmien vikaantuminen ja siten seisokit. Tekoälyn avulla tapahtuvan data-analyysin avulla voidaan myös havaita hidastunut tai tehoton tuotanto ja korjata se vastaavasti. 

Myös yritysten sisäisessä logistiikassa on optimointipotentiaalia. Täällä yrityksen prosesseja sekä arvoketjun materiaali- ja tavaravirtoja voidaan automatisoida ja optimoida erityisen helposti esimerkiksi automaattisten ajoneuvojen (AGV) avulla (4,5). VDI-ohjeen 2510 "Automatisoidut ohjatut ajoneuvot" mukaan AGV koostuu yhdestä tai useammasta kuljettajattomasta kuljetusajoneuvosta, suorituskyvyn ohjaukseen, sijainnin määritykseen, sijainnin havaitsemiseen ja tiedonsiirtoon tarkoitetuista järjestelmistä, vastaavasta infrastruktuurista sekä yrityksen oheisjärjestelmistä, kuten latausasemista. AGV on lattialle sidottu kuljetinjärjestelmä, joka koostuu yleensä useista AGV-ajoneuvoista, jotka vetävät tai kuljettavat kuljetettavia tavaroita. On olemassa ratkaisuja, jotka eroavat toisistaan muun muassa ajoneuvon ohjauksen osalta. Se voidaan toteuttaa esimerkiksi optisten tai induktiivisten prosessien, magneettimerkkien, lattiassa olevien liimanauhojen, GPS:n tai transpondereiden avulla. Materiaalin kuljetuksen ja käsittelyn automatisoinnissa, esimerkiksi tuotannossa tai tilausten keräilyssä, käytetään käytävään sidottuja automaattisia ohjattavia ajoneuvoja (AGV), joissa on integroitu käyttölaite ja aktiiviset tai passiiviset kuormankäsittelylaitteet. AGV-ajoneuvojen avulla voidaan automatisoida tavara- ja materiaalivirrat pysyvästi, joustavasti ja luotettavasti. Ne ovat helposti laajennettavissa ja mukautettavissa. Näin ollen AGV kilpailee muiden kuljetusjärjestelmien, kuten trukkien, kuljetintekniikan, kuten kattokuljettimien tai kuljetinhihnojen, mutta myös ihmistyövoiman kanssa. Yritysten lean-tuotantojärjestelmät edellyttävät kuitenkin yhä useammin trukkivapaata toimintaa. Tähän asti esimerkiksi autoteollisuudessa on käytetty enimmäkseen kuljettajilla varustettuja hinaajia. Automaatio lisääntyy kuitenkin jatkuvasti myös tällä alalla. Yrityksen tuotantologistiikassa hinaajat ja AGV:t täydentävät toisiaan täydellisesti ja mahdollistavat materiaalien ja komponenttien toimittamisen suoraan kokoonpanolinjalle. Automatisoidut hinaajat ja AGV-ajoneuvot edistävät merkittävästi lisäarvon luomista ja optimoitua arvoketjua. 

Automaattiohjautuvilla ajoneuvoilla on poikkeuksellisen paljon etuja (6) yrityksen arvonluonnin kannalta: 

• Ne ovat erittäin joustavia ja mukautuvia. Kuljettajaton kuljetusjärjestelmä, joka koostuu yleensä useista kuljettajattomista ajoneuvoista, voidaan konfiguroida ja täydentää lisäajoneuvoilla sovelluksen mukaan. Reittejä voidaan helposti muuttaa. Lisäksi AGV-ajoneuvoja on saatavilla pienillä, muutaman kilon hyötykuormilla aina raskaiden kuormien, esimerkiksi 50 tonnin kuormiin asti. Ratkaisujen nopeusalueet vaihtelevat myös suuresti, jolloin niitä rajoittavat ensisijaisesti mahdollinen matkustajaliikenne, jarrutusmatkat ja kuljetettavan tavaran aiheuttamat kuormituksen muutokset. 

• Varaston pohjaratkaisuun, varasto- ja tavararakenteeseen voidaan myös helposti tehdä muutoksia ja parannuksia. 

• Virheiden määrä vähenee, kun yrityksessä käytetään kuljettajattomia ajoneuvoja, ja yrityksen prosessien tuottavuus kasvaa, koska monet työntekijät voidaan poistaa näiltä työalueilta (säästetään henkilöstökustannuksissa). Lisäksi sitä voidaan käyttää pysyvästi ympäri vuorokauden ilman taukoja, mikä lisää arvonluontia ja tuottavuutta valtavasti. 

• sisäisten prosessien nopeus kasvaa. 

• Johtuen työntekijöiden pienemmästä määrästä ja trukkien puuttumisesta, onnettomuuksia ei tapahdu juuri lainkaan. Lisäksi jäljelle jäävät työntekijät ovat fyysisesti vapautettuja. 

• Järjestelmä mukautuu myös itsenäisesti muuttuviin prosesseihin tilaushuippujen aikana. 

• Voidaan käyttää sekä ulkona että sisätiloissa. 

• Ne maksavat itsensä takaisin melko nopeasti tuottavuuden kasvun, optimoidun arvoketjun ja henkilöstösäästöjen ansiosta. Lisäksi käyttö- ja ylläpitokustannukset ovat erittäin alhaiset.

Jokaisella kuljettajattomia ajoneuvoja käyttävällä ratkaisulla on tietysti myös haittoja yritykselle. 

• Automaattisesti ohjatut ajoneuvot eivät vielä pysty reagoimaan itsenäisesti toimintahäiriöihin, kuten tyhjiin hyllyihin ja vaurioihin. Tällöin ihmisen on vielä puututtava asiaan. 

• Kuljettajattomat ajoneuvot kilpailevat ihmistyövoiman kanssa. On olemassa vaara, että tekoäly ja robotit korvaavat ihmisiä yhä enemmän. Ratkaisu voi kuitenkin löytyä ihmisten pitkäaikaisen tietotaidon ja kokemuksen harmonisesta vuorovaikutuksesta tekoälyn ja sitä tukevien robottien (cobotit) kanssa. 

LEO locative -järjestelmän (7) avulla BITO tarjoaa yrityksille kuljettajatonta kuljetusjärjestelmää, jolla voidaan parantaa yrityksen prosesseja ja optimoida arvoketju, eikä siihen tarvita WLAN-verkkoa tai kallista tietotekniikkaa (materiaalivirtatietokoneita). LEO:ta ohjataan lattiaan kiinnitetyn optisen radan ja myös lattiaan kiinnitettyjen merkkien avulla. Kuljettajaton kuljetusjärjestelmä on suunniteltu plug-and-play-sovellukseksi: liimaa värillinen raideteippi lattiaan haluttuun kulkusuuntaan, aseta merkit pysäytys- ja ajokomentoja varten ja aseta LEO-asemat määritettyihin pysäytyspaikkoihin. LEO-asemat skannaavat merkkikomennot ja suorittavat ne suoraan. Helposti muutettavan kokoonpanon ansiosta on mahdollista kokeilla uusia, esimerkiksi CIP-työryhmien ideoita ilman pitkiä odotusaikoja. Järjestelmää käytettäessä prosesseja voidaan näin optimoida askel askeleelta ja löytää materiaalivirralle paras ratkaisu. Optimoimalla yrityksen prosesseja esimerkiksi tuotantologistiikassa (8) parannetaan koko arvoketjun tuottavuutta. Järjestelmän investointikustannukset ovat hyvin alhaiset, joten se maksaa itsensä takaisin jo lyhyessä ajassa. 

Kirjallisuus 

1 BITO asiantuntemus, Joustava valmistus älykkäässä tehtaassa, Linkki (saksaksi) 

2 Logistiikka yrityksen ylläpidolle, arvoketju, Linkki (saksaksi) 

3 BITO asiantuntemus, Tekoälyn käyttömahdollisuudet logistiikassa, Linkki 

4 BITO asiantuntemus, Digitalisaatio intralogistiikassa, Linkki (englanniksi) 

5 BITO asiantuntemus, Automaattiohjautuvat ajoneuvot – miten pysyä kärryillä, Linkki (englanniksi) 

6 Raphael Michalek, Kuljettajattomat kuljetusjärjestelmät, Mitä ovat kuljettajattomat kuljetusjärjestelmät? Määritelmä ja edut, tammikuu 2019, MM Logistik, Linkki (saksaksi) 

7 BITO Lagertechnik Bittmann GmbH, LEO Locative, Kuljettajaton kuljetusjärjestelmä laatikoille, Linkki 

8 BITO asiantuntemus, Prosessien optimointi tuotantologistiikassa, Linkki (saksaksi)