Manuaalisten ja automaattisten varastointijärjestelmien yhdistelmä

Teollisuusstandardin 4.0 käyttöönotto, kansainvälinen kilpailupaine ja kiihtyvä sähköinen kaupankäynti tekevät prosessien automatisoinnista tai ainakin osittaisesta automatisoinnista yhä välttämättömämpää. Monet yritykset joutuvat pohtimaan, mitä prosesseja ne voivat tai haluavat automatisoida. Ovatko tietyt manuaaliset prosessit varastossa edes järkeviä? Mitkä rajapinnat on erityisesti otettava huomioon yhdistettäessä automatisoituja ja manuaalisia ratkaisuja? Erityisen hyvin automatisoitavia alueita ovat tavaroiden kuljetus varastoalueiden välillä, tilausten keräily ja jakaminen tai tehokas reittisuunnittelu (yleensä varastonhallintajärjestelmän avulla). Automaatioasteesta riippuen voidaan määritellä eri tasoja. Lisäksi yrityksen automaatioratkaisujen on oltava joustavia ja skaalautuvia, jotta ne voidaan mukauttaa nykyisiin markkinaolosuhteisiin ja yrityksen kasvuun. 

Manuaalisissa varastoissa useimmat tehtävät ja päätökset tehdään ihmisten toimesta. Näin ollen virhetaso on suhteellisen korkea. Manuaalisilla varastoilla on kuitenkin myös joitakin etuja. Niitä voidaan helposti skaalata, tilapäisiä työntekijöitä voidaan palkata ja prosessit ovat yleensä hallittavissa. Myös yrityksen (kokeneiden) työntekijöiden tietämys ja potentiaali voidaan hyödyntää. Puhtaasti manuaaliset varastot soveltuvat kuitenkin vain pienille valikoimille ja pienelle tavaramäärälle. Automaation ensimmäinen vaihe on varastonhallintajärjestelmän (WMS) käyttöönotto, jota ilman automatisoituja järjestelmiä ei voida hallita. WMS ottaa päätöksenteon hoitaakseen ja jakaa tilaukset ja reitit tiettyjen kriteerien mukaan. Se hallinnoi tuotemääriä ja varastopaikkoja ja ohjaa yksittäisiä kuljetusjärjestelmiä. WMS vastaanottaa tilaukset sen yläpuolella olevasta isäntäjärjestelmästä, ERP- tai tavarahallintajärjestelmästä, hallinnoi niitä tietokannassa ja välittää ne asianmukaisen optimoinnin jälkeen liitettyyn kuljetusjärjestelmään ohjausta varten. Näin se ottaa hoitaakseen monimutkaisten varasto- ja jakelujärjestelmien ohjauksen, valvonnan ja optimoinnin. WMS-järjestelmän käyttöönotto johtaa yleensä myös tilausten keräilyn parantumiseen ja sellaisten keräilyjärjestelmien, kuten äänipoiminnan tai pick-to-light-järjestelmän, käyttöön. Seuraavalla automaatiotasolla otetaan käyttöön lisää automatisoituja varastojärjestelmiä ja -ratkaisuja, kunnes varasto on täysin automatisoitu (1). 

Varaston prosessien automatisoimiseksi on täytettävä useita vaatimuksia. Ihannetapauksessa suunnitellaan jatkuvaa toimintaa (24/7), tavoiteprosessien on oltava selkeitä ja "validoituja" ja kausivaihteluita ei pitäisi olla tai niiden pitäisi olla hyvin pieniä. Lisäksi on oltava pitkän aikavälin suunnitteluvarmuus varaston vaatimusten suhteen (kontit, eräkoot, läpimeno). Mitä enemmän nämä vaatimukset poikkeavat "ihanteellisesta automaattisesta varastosta", sitä enemmän manuaalisia prosesseja olisi suunniteltava. Automaattivarastoilla on luonnollisesti sekä etuja että haittoja, joista voi lukea tarkemmin kohdasta (1). Ratkaisevia etuja ovat kustannus- ja henkilöstösäästöt, virheiden minimointi, turvallisuuden lisääntyminen, suurempi läpimeno ja korkea asiakastyytyväisyys. Koska ammattitaitoista henkilöstöä on yhä vähemmän saatavilla, automaattiset varastot ovat yhä kiinnostavampia. Automaatio voidaan kuitenkin aloittaa myös ilman WMS-järjestelmää ja jopa ilman Wifiä. BITO LEO -automaattiohjattu ajoneuvo (AGV) automatisoi konttien, pahvilaatikoiden ja lokeroiden kuljetuksen ilman IT-yhteyttä lattiakiskojen, älylaatikon ja merkin (2) avulla. 

Tehokkaan ja hyvin suunnitellun varastointijärjestelmän etuja ovat lyhyet kuljetus- ja kävelymatkat, nopeat käyttöajat, korkea kiertonopeus sekä toimitusten hyvä laatu ja joustavuus. Materiaalivirrat optimoidaan, ja tarjonnan ja kysynnän välisiä vaihteluita tasapainotetaan varastojen suurella avoimuudella ja selkeydellä. Varastojärjestelmään ei kuulu ainoastaan manuaaliset tai automaattiset hyllyjärjestelmät, vaan myös ohjausjärjestelmä, varastonhallinta, varasto- ja kuljetustekniikka sekä varastohenkilöstö (3). 

Tärkein rajapinta erilaisten manuaalisten ja automaattisten varastointijärjestelmien yhdistämisessä on WMS. WMS:n tehtävänä on hallita ja optimoida sisäisiä varastojärjestelmiä (4). Manuaalisten ja automaattisten varastointijärjestelmien erilaiset kiertonopeudet ja käyttöajat on otettava huomioon paitsi varaston suunnittelussa myös tavaroiden varastoinnissa ja noutamisessa sekä tilausten jakamisessa poimijoille WMS:n avulla. WMS määrittää varastointipaikat kaikille tavaroille (hitaasti, nopeasti ja keskinopeasti liikkuvat) logistiikkapäällikön ennalta määrittelemien kriteerien ja sääntöjen perusteella. Nopeasti liikkuvat tavarat varastoidaan esimerkiksi virtaushyllyihin ja automaattisiin hyllyjärjestelmiin (miniload, automaattiset pienosavarastot, autostore jne.) (6). 

Ylemmän tason WMS-järjestelmä synkronoi kaikkien automaattisten ratkaisujen, kuten kuormalavojen vaihtolavojen, liikkeet aina monimutkaisempiin koneisiin, kuten lajittelu- ja kuljetinjärjestelmiin, AGV-järjestelmiin tai pinoamisnostureihin, varaston ohjausjärjestelmän (WCS) avulla. WCS mahdollistaa prosessien tehokkuuden automatisoidussa varastossa. 

Teollisuus 4.0:n aikana koneiden tai automaattisten ja manuaalisten ratkaisujen välisen viestinnän merkitys esineiden internetin (IdD) kautta kasvaa yhä enemmän. IdD:n tai tekoälyn (AI) käytön avulla kaikki manuaaliset ja automaattiset prosessit voidaan optimoida, koska tiedot ovat helposti saatavilla verkossa. Tämä johtaa läpimenoaikojen minimointiin ja koko logistiikan optimointiin. 

Prosessien automatisoinnin yhteydessä ei tietenkään voi unohtua asiakastilausten poiminta. WMS-, WCS- ja teollisuus 4.0 -tekniikoiden käyttö mahdollistaa luonnollisesti myös automaattisten järjestelmien integroinnin tilausten poimintaan. Tällaisia ovat robottijärjestelmät, kuten automaattiset poimintajärjestelmät, varastointi- ja poimintarobotit, pinoamisnosturit, sukkulanosturit, automaattiset kuljetinjärjestelmät, mutta myös pakkaus- ja merkintäkoneet. Automatisoidulla poiminnalla voidaan parantaa tilausten poiminnan tarkkuutta, nopeutta ja turvallisuutta. Samalla säästetään luonnollisesti myös poimijoita, ja prosessit muuttuvat siten kustannustehokkaammiksi. Robottivalmistaja Magazinon mukaan autonomiset poimintarobotit ovat erityisen kannattavia pienissä eräkokoluokissa (toim. huom.: laaja valikoima, mutta pienet määrät) sähköisessä kaupankäynnissä (7).

Kirjallisuus 

1 BITO Asiantuntemus, Milloin varaston automatisointi on järkevää, Linkki 

2 LEO Locative - ratkaisu automaattiseen laatikkokuljetukseen, Linkki 

3 BITO Asiantuntemus, Mitä varastointijärjestelmät ovat, Linkki (englanniksi) 

4 Määritelmä WMS/ WMS, Varastologistiikka, Linkki (englanniksi) 

6 BITO Asiantuntemus, Varaston myynti- ja kiertonopeuden vaikutukset varaston suunnitteluun ja toimintaan, Linkki 

7 BITO Asiantuntemus, Robotit ja automaatio varastossa 4.0, Linkki (saksaksi)