Produkcja dobrze zaopatrzona – o logistyce zaopatrzenia produkcji

Aby usprawnić logistykę zaopatrzenia i produkcję, warto zacząć od wdrożenia programów do zarządzania produkcją klasy APS i MES. Potencjał optymalizacji tkwi jednak nie tylko w samej produkcji, ale też m.in. w procesach zaopatrzeniowych, dlatego istotna jest automatyzacja logistyki wewnętrznej. Pomóc w tym mogą rozwiązania AGV/AMR zintegrowane z systemem MES.

Klienci nie lubią czekać. W wyniku zmieniających się warunków rynkowych, akceptowalne terminy dostawy skracają się z roku na rok, a niespodziewane opóźnienia potrafią skutecznie zmniejszyć zaufanie do dostawcy oraz jakość obsługi klienta. Poprawa wydajności i redukcja czasów realizacji zamówień (lead time) niezmiennie spędza sen z powiek menedżerom w przedsiębiorstwach produkcyjnych. Rozwiązaniem mogą okazać się narzędzia Przemysłu 4.0 oraz usprawnienie logistyki wewnętrznej.

W inteligentnej fabryce procesy produkcyjne, ich kolejność, a także dostawy surowców czy narzędzi są zautomatyzowane: produkcja jest zintegrowana z logistyką. Zadaniem logistyki zaopatrzenia w przedsiębiorstwie jest dostarczanie surowców, półproduktów i narzędzi na czas, na konkretne stanowisko. Przy sprawnej logistyce wyroby gotowe trafiają do strefy odstawczej bez zbędnych opóźnień. To wszystko odbywa się w sposób optymalny kosztowo i efektywny czasowo, a przede wszystkim bezpieczny. To nie wizja przyszłości, taka logistyka produkcji jest możliwa tu i teraz. 

Od czego zacząć usprawnianie produkcji i logistyki zaopatrzenia?

Jednym z pierwszych kamieni milowych jest wdrożenie nowoczesnych systemów APS i MES. Kolejnym krokiem może być automatyzacja procesów intralogistycznych. Podstawą efektywnego zarządzania produkcją w przedsiębiorstwie jest tzw. „One-Piece Flow”, czyli ciągły, płynny przepływ materiałów i informacji przez procesy produkcyjne. Największy potencjał optymalizacji nie tkwi bowiem w samych operacjach produkcyjnych, ale w eliminacji strat związanych z tym, co dzieje się na innych etapach łańcucha dostaw, czyli z logistyką zaopatrzenia, transportem, składowaniem i oczekiwaniem na zasoby. W celu maksymalizacji przerobu kluczowe jest zatem minimalizowanie przestojów i marnotrawstwa pomiędzy poszczególnymi operacjami. W jaki sposób skrócić czas oczekiwania na niezbędne materiały, narzędzia, transporty wewnętrzne?  Odpowiedź daje automatyzacja intralogistyki poprzez zastosowanie rozwiązań AGV (Automated Guided Vehicles) i AMR (Autonomous Mobile Robots).

Połączone systemy w przedsiębiorstwie

Idea Przemysłu 4.0 zakłada współpracę poszczególnych systemów. Oznacza to m.in. podejmowanie autonomicznych decyzji, wykorzystywanie samojezdnych wózków transportowych sterowanych przez technologie informatyczne i wiele innych rozwiązań, które mają zapewnić efektywność operacyjną produkcji.

A jak to wygląda w praktyce?

Krok 1 – Harmonogramowanie i synchronizacja całego VS (strumienia wartości)

Mózgiem produkcji jest system APS, który wyznacza harmonogram produkcji w oparciu o informacje na temat dostępności materiałów, narzędzi i pojemności danego stanowiska. Dzięki temu ograniczamy ryzyko planowania zadań pomimo braku wymaganych zapasów zaopatrzenia. Świadomość tego, kiedy i gdzie będzie wykonywane kolejne zadanie, pomoże zredukować zakładane czasy międzyoperacyjne i zapewnić terminowość.

Krok 2 – Redukcja czasów transportu wewnętrznego poprzez skrócenie dystansu, jaki musi pokonać surowiec

Harmonogram produkcji wskazując, co, gdzie, kiedy i w jakiej ilości będzie przetwarzane, jednoznacznie definiuje przyszłą rotację surowców, komponentów oraz narzędzi. W oparciu o dane z harmonogramu, system WMS (lub ew. ERP) może podpowiadać konieczność relokacji/sortowania magazynowanych surowców i innych zasobów. Np. te pozycje, które będą wykorzystane w ciągu najbliższych 2 zmian roboczych, z wyprzedzeniem przenoszone są do strefy wydań. Kolejność alokacji wynika wprost z zaplanowanej kolejności zużywania/wykorzystywania lub wysyłek do klienta (planu transportu lub kolejności załadunku). Sortowanie może być wykonane przez pracowników magazynu lub, co bezpieczniejsze i znacznie mniej czasochłonne, automatycznie przez system sterujący AGV/AMR.

Na podstawie zwolnionego (zwolniony = zatwierdzony i przekazany do realizacji) harmonogramu produkcji na najbliższe np. 2 zmiany robocze, wywoływany jest pierwszy transport – dostawa wymaganych surowców na stanowisko pracy. W logistyce zaopatrzenia brane są pod uwagę  potrzeby materiałowe wynikające z BOM oraz ilość miejsca dostępnego przy maszynie (w strefie IN). Dzięki temu możliwe jest zminimalizowanie ryzyka braku surowców do produkcji, a także problemów związanych z nadmiarem zapasów. W oparciu o zdefiniowane informacje dotyczące minimalnego stanu zapasu (safety stock), system uruchamia też konieczność jego uzupełnienia na danym stanowisku po zużyciu określonej ilości, Przykładowo, ustalamy, że po zużyciu danej ilości jednostek paletowych system ma wysłać informację o zapotrzebowaniu do systemu magazynowego.

W terminalu MES operator potwierdza pobranie materiału. Po przekroczeniu „safety stock”, wywoływana jest dostawa uzupełniająca bufor (strefa IN) przy maszynie. Takie zorganizowanie procesów logistycznych pozwala na bieżące dostawy materiałów niezbędnych w procesie wytwarzania, a tym samym pomaga zapewnić ciągłość produkcji.

Krok 3 – Redukcja czasów transportu wewnętrznego – bieżące wywołania transportu

Analogicznie ustalana jest maksymalna ilość asortymentu w strefie OUT (wyprodukowanych sztuk), po której ma zostać zrealizowany transport na kolejne stanowisko zgodnie z marszrutą technologiczną. Aby cały proces dystrybucji produktu do klienta został sprawnie przeprowadzony, konieczne jest skoordynowanie wysyłki towaru, począwszy od zdefiniowania miejsc odkładczych na hali produkcyjnej, ich lokalizacji oraz określenia ich pojemności – np. w ilości palet. Następnie należy, w systemie MES, powiązać stanowiska pracy (a co za tym idzie, poszczególne operacje) z odpowiednimi miejscami odkładczymi. Operator, na terminalu MES, potwierdza wyprodukowanie określonej partii. W momencie przekroczenia zdefiniowanej wartości, „wzywany” jest transport wewnętrzny. Pozwala to ograniczyć koszty magazynowania wyrobów.

Na tych samych zasadach możliwe jest zorganizowanie transportu/dostaw wymaganych narzędzi. Harmonogram produkcji wskazuje dokładnie, kiedy, gdzie i jak długo będzie wykorzystywane dane narzędzie. Ta informacja powinna być wykorzystana przez narzędziownię do przygotowania narzędzi, a następnie przekazania ich do strefy wydań. Wywołanie dostawy na stanowisko oraz zwrotu na magazyn odbywa się analogicznie jak w przypadku komponentów i surowców.

Autonomiczne dostawy na produkcję – płynność i bezpieczeństwo

Innym obszarem zastosowań takiego przepływu informacji może być transport produktów do kontroli jakości i/lub laboratorium. Zarówno dostawy na stanowisko, jak i transport ze stanowiska mogą być wcześniej „zaawizowane” na podstawie harmonogramu produkcji. Zatem wstępny przydział, który wózek (środek transportu lub magazynier) ma zająć się określonymi zadaniami, może być wykonany na bazie harmonogramu produkcji. W inteligentnej fabryce transporty wewnętrzne obsługiwane są przez wózki samojezdne AGV/AMR, które poruszając się po wyznaczonych torach jazdy, przewożą standardowe palety, pojemniki i kosze logistyczne, zwiększając bezpieczeństwo dostaw wewnętrznych oraz zapewniając ich większą płynność i koordynację. Te autonomiczne rozwiązania mogą być zintegrowane z systemem MES/ERP, przy uwzględnieniu zarządzania energią wózków, czy też obsługi dedykowanych procesów logistycznych dla konkretnego klienta.

Korzyści integracji – logistyka jako kluczowy element łańcucha dostaw

Zintegrowanie systemu APS z automatyzacją intralogistyki przy wykorzystaniu robotów AGV/AMR otwiera przed zakładami produkcyjnymi nowe możliwości optymalizacji procesów, szczególnie w zakresie logistyki zaopatrzenia. Skrócenie lead time, redukcja WIP i maksymalizacja przerobu to tylko niektóre z korzyści wynikających z takiego rozwiązania. Dzięki zaawansowanemu harmonogramowaniu oraz automatycznemu transportowi materiałów, firmy mogą znacząco poprawić swoją konkurencyjność na rynku. Jednocześnie eliminują przy tym straty związane z nieefektywnym zarządzaniem logistyką zaopatrzenia produkcji.

Materiał powstał we współpracy z firmą Etisoft Smart Solutions, dostawcą wózków AGV/AMR.

Zobacz również:

Sprawna logistyka produkcji – pieśń przyszłości czy możliwości na wyciągnięcie ręki?

Do czego służy system MFC w magazynie automatycznym?