Optymalizacja łańcucha wartości za pomocą pojazdów AGV

Czwarta rewolucja przemysłowa wraz ze standardem przemysłowym 4.0 wyznacza ramy rozwoju przemysłu, przedsiębiorstw i stosowanych technologii. Maszyny, zakłady, urządzenia i systemy cyber-fizyczne mają być połączone w sieć i komunikować się ze sobą, aby ostatecznie zoptymalizować cały łańcuch wartości (1). Łańcuch wartości to uporządkowany ciąg działań, w którym tworzona jest wartość i zużywane są zasoby w celu wytworzenia produktów i usług (2). Tak zwana inteligentna produkcja prowadzi do poprawy wydajności produkcji poprzez analizę ogromnych ilości danych pochodzących z systemów sieciowych oraz automatyzację procesów. Dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji (SI, 3) procesy mogą być symulowane na cyfrowym bliźniaku zakładu lub całej fabryki. Analityka predykcyjna może być wykorzystywana do identyfikacji trendów, np. w zachowaniach związanych z popytem klientów firmy. W ten sposób można również dostosować do nich marketing i sprzedaż firmy. Konserwacja zapobiegawcza ma na celu zapobieganie nadchodzącym awariom komponentów lub awariom całych maszyn i systemów, a tym samym przestojom. Analiza danych za pomocą SI pozwala również wykryć i odpowiednio skorygować spowolnioną lub nieefektywną produkcję. 

Możliwości optymalizacji występują również na polu intralogistyki przedsiębiorstw. Tutaj procesy firmowe oraz przepływy materiałów i towarów w łańcuchu wartości mogą być szczególnie łatwo zautomatyzowane i zoptymalizowane, np. poprzez pojazdy sterowane automatycznie (AGV) (4, 5). Zgodnie z wytycznymi VDI 2510 „Automated Guided Vehicles", AGV składa się z jednego lub więcej bezzałogowych pojazdów transportowych, z systemów kontroli wydajności, określania położenia, wykrywania pozycji i transmisji danych, z odpowiedniej infrastruktury, jak również z systemów peryferyjnych w przedsiębiorstwie, takich jak stacje ładowania. AGV to wewnętrzny system przenośników podłogowych (wózków przemysłowych), który składa się zazwyczaj z kilku AGV do ciągnięcia lub przenoszenia transportowanych towarów. Istnieją rozwiązania, które różnią się między innymi pod względem sterowania. Może to być realizowane np. na podstawie procesów optycznych lub indukcyjnych, znaczników magnetycznych, pasków samoprzylepnych na podłodze, GPS lub transponderów. Do automatyzacji transportu i przeładunku materiałów, na przykład w produkcji lub kompletacji zamówień, stosuje się korytarzowe pojazdy sterowane automatycznie (AGV) ze zintegrowanym napędem i aktywnymi lub pasywnymi urządzeniami do obsługi ładunków. Za pomocą AGV można zautomatyzować przepływ towarów i materiałów w sposób trwały, elastyczny i niezawodny. Można je łatwo rozbudować i dostosować. AGV konkuruje zatem z innymi systemami transportowymi, takimi jak wózki przemysłowe, technologią przenośników, jak przenośniki podwieszane lub taśmy transportowe, ale także z pracą ludzką. Niemniej jednak systemy lean production w przedsiębiorstwach coraz częściej wymagają pracy bez konieczności używania wózków widłowych. Do tej pory np. przemysł motoryzacyjny korzystał głównie z pociągów holowniczych z kierowcami. Jednakże również w tej dziedzinie automatyzacja stale się zwiększa. W logistyce produkcji przedsiębiorstwa, pociągi holownicze i pojazdy AGV doskonale się uzupełniają i umożliwiają dostarczanie materiałów i komponentów bezpośrednio na linię montażową. Zautomatyzowane zestawy holownicze i AGV przyczynią się w znacznym stopniu do zwiększenia wartości dodanej i optymalizacji łańcucha wartości. 

Pojazdy sterowane automatycznie mają ogromną liczbę zalet (6) z punktu widzenia tworzenia wartości w przedsiębiorstwie, takich jak: 

•  Są one niezwykle elastyczne i możliwe do dostosowania. System transportu bezzałogowego, który zazwyczaj składa się z kilku pojazdów bez operatora, może być skonfigurowany i uzupełniony o dodatkowe pojazdy w zależności od zastosowania. Trasy mogą być łatwo zmieniane. Ponadto istnieją pojazdy AGV o małej ładowności kilku kilogramów aż do zakresu ciężkich ładunków o masie np. 50 ton. Zakresy prędkości tych rozwiązań są również bardzo zróżnicowane, przy czym są one ograniczone przede wszystkim przez ewentualny ruch pasażerski, drogę hamowania oraz zmiany obciążenia spowodowane przez transportowane towary. 

•  Zmiany w układzie magazynu, strukturze magazynowej i towarowej mogą być dodatkowo wprowadzone i usprawnione w prosty sposób. 

•  Dzięki zastosowaniu pojazdów bezzałogowych zmniejsza się ilość błędów i zwiększa się wydajność procesów w przedsiębiorstwie, ponieważ wielu pracowników można usunąć z tych obszarów pracy (oszczędność kosztów osobowych). Ponadto system ten może być wykorzystywany stale przez całą dobę i w ten sposób ogromnie podnosi poziom tworzenia wartości i produktywności. 

•  Podwyższona zostaje szybkość procesów intralogistycznych. 

•  Dzięki mniejszej liczbie pracowników i braku wózków widłowych prawie nie dochodzi do wypadków. Ponadto pozostali pracownicy są fizycznie odciążeni. 

•  System także dostosowuje się w sposób autonomiczny do zmieniających się procesów podczas szczytów zamówień. 

•  Pojazdy te mogą być stosowane zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz budynków. 

•  Dzięki zwiększonej produktywności, optymalizacji łańcucha wartości i oszczędnościom personelu, system zwraca się dość szybko. Ponadto koszty eksploatacji i konserwacji są bardzo niskie. 

Oczywiście każde rozwiązanie z wykorzystaniem pojazdów bezzałogowych ma również swoje wady. 

•  System pojazdów sterowanych automatycznie nie potrafi jeszcze samodzielnie reagować na błędy operacyjne, takie jak puste półki czy uszkodzenia. Tutaj nadal musi interweniować człowiek. 

•  System pojazdów bezzałogowych konkuruje z ludzką pracą. Istnieje niebezpieczeństwo, że ludzie będą coraz częściej zastępowani przez SI i roboty. Rozwiązanie może jednak tkwić w harmonijnym współdziałaniu wieloletniego know-how i doświadczenia ludzi z SI i robotami wspomagającymi (koboty). 

Przy pomocy systemu LEO locative (7) BITO oferuje przedsiębiorstwom system transportu bezzałogowego w celu usprawnienia procesów w firmie i optymalizacji łańcucha wartości, który nie wymaga sieci WLAN ani drogiego IT (komputery do obsługi przepływu materiałów). LEO jest sterowany za pomocą toru optycznego przyklejonego do podłogi oraz markerów, również przymocowanych do podłogi. System transportu bezzałogowego został zaprojektowany jako aplikacja typu plug-and-play: wystarczy przykleić kolorową taśmę ścieżki na podłodze w pożądanym kierunku jazdy, ustawić znaczniki dla poleceń zatrzymania i jazdy oraz umieścić stacje LEO w zdefiniowanych miejscach zatrzymania. Polecenia znaczników są skanowane przez LEO i wykonywane bezpośrednio. Dzięki łatwej do zmiany konfiguracji możliwe jest wypróbowanie nowych pomysłów, np. z grup roboczych CIP, bez długiego czasu oczekiwania. Tym samym, przy użyciu systemu krok po kroku można zoptymalizować procesy i znaleźć najlepsze rozwiązanie dla przepływu materiału. Poprzez optymalizację procesów w przedsiębiorstwie, np. w logistyce produkcji (8), poprawia się cała produktywność łańcucha wartości. Koszty inwestycyjne systemu są bardzo niskie, dzięki czemu zwraca się on po krótkim czasie. 

Literatura 

1 Ekspertyza BITO, Elastyczna produkcja w inteligentnej fabryce, Link 

2 Logistyka dla administratorów przedsiębiorstw, łańcuch wartości, Link 

3 Ekspertyza BITO, Możliwe zastosowania SI w logistyce, Link 

4 Ekspertyza BITO, Cyfryzacja w intralogistyce, Link 

5 Ekspertyza BITO, Pojazdy sterowane automatycznie - jak śledzić, Link 

6 Raphael Michalek, Systemy transportu bezzałogowego, Czym są systemy transportu bezzałogowego? Definicja i zalety, styczeń 2019 r., MM Logistik, Link 

7 BITO Lagertechnik Bittmann GmbH, LEO Locative, System transportu bezzałogowego dla kontenerów i kartonów, Link 

8 Ekspertyza BITO, Optymalizacja procesów w logistyce produkcji, Link