Jak automatyzować magazyn, żeby nie zautomatyzować chaosu

Zakład nie potrzebuje układnicy, przenośnika ani robota tylko dlatego, że są nowoczesne. Potrzebuje stabilnego przepływu: właściwego produktu, we właściwym miejscu i czasie, z pewną informacją o partii, masie, jakości i temperaturze. Jeśli zaczniemy projekt od urządzenia, możemy jedynie bardzo sprawnie zautomatyzować istniejący chaos.

Magazyn nie jest zapleczem. Jest częścią produkcji
Problem logistyczny rzadko zaczyna się od spektakularnego zatrzymania zakładu. Najpierw operator wózka robi dodatkowy kurs, magazynier szuka palety, a kierownik ręcznie zmienia kolejność zadań. Produkcja dostaje materiał i z zewnątrz wszystko wygląda poprawnie. Tyle że proces działa dzięki doświadczeniu i wysiłkowi ludzi. W szczycie ta ukryta rezerwa znika: bufory się zapełniają, linie czekają, a kompletacja wypada z okien załadunkowych.
Sprawności magazynu nie mierzyłbym więc wyłącznie liczbą palet na godzinę. Równie ważne jest, czy wiemy, gdzie znajduje się konkretna partia, jaki ma status jakościowy, termin, masę i strefę temperaturową. Jeśli nie, system może jedynie szybciej rozprowadzić błąd po procesie. Dlatego samo FIFO nie zawsze wystarcza. Przy różnych terminach potrzebna jest reguła FEFO, którą system potrafi wykonać, a nie tylko pokazać w raporcie.
W rozmowie o inwestycji szybko pojawia się pytanie: „Jaki system wybrać?”. Odpowiedź powinna wynikać z analizy procesu, a nie ją poprzedzać. Najpierw trzeba ustalić, czy głównym ograniczeniem jest brak miejsc składowania, czas transportu, zbyt mały bufor, wydajność kompletacji czy opóźniony przepływ informacji. Sama średnia miesięczna nie pokazuje rzeczywistego obciążenia systemu. Kluczowe są okresy szczytowe, w których kilka linii jednocześnie wymaga zaopatrzenia, a liczba zleceń wysyłkowych gwałtownie rośnie.
Następnie trzeba precyzyjnie scharakteryzować jednostki logistyczne. Paleta z surowcem, pojemnik E2, karton z wyrobem gotowym czy opakowania różnią się masą, stabilnością, rotacją, wymaganiami higienicznymi i sposobem identyfikacji. Trzeba też uwzględnić sytuacje występujące w codziennej pracy: uszkodzoną paletę, zdeformowany karton, nieczytelną etykietę, zwrot, kwarantannę czy rozbieżność masy. Dobry projekt nie zakłada, że takich wyjątków nie będzie. Określa, jak system powinien na nie reagować.
Dopiero wtedy powstaje mapa przepływu produktu i informacji, od przyjęcia do wysyłki. Pokazuje skanowanie, ważenie, etykietowanie, kontrolę jakości i zmianę odpowiedzialności za produkt. System automatyczny musi otrzymać jednoznaczną informację, że dana operacja została wykonana. Jeśli informacja jest niepełna lub błędna, kolejny etap procesu może zostać uruchomiony na niewłaściwych danych.

Powtarzalny transport między produkcją, buforami, magazynem i ekspedycją jest naturalnym kandydatem do automatyzacji. Przenośniki dobrze obsługują przewidywalny strumień, a AGV i AMR dają elastyczność tam, gdzie zmieniają się trasy i priorytety. Potrzebują jednak dobrej posadzki, bezpiecznych tras, stabilnych ładunków i jasnych zasad pierwszeństwa. Technologię wybiera się do procesu, a nie proces do technologii, którą akurat chcemy kupić.
W chłodniach i mroźniach układnice lub systemy wahadłowe 2D mogą zwiększyć gęstość składowania i ograniczyć obecność ludzi. Trzeba jednak rozdzielić pojemność od przepustowości. Magazyn może mieścić wiele palet, a wydawać je zbyt wolno w szczycie. Większa gęstość nie gwarantuje też niższego rachunku za energię. W istniejącym obiekcie na zużycie energii wpływają również izolacja, sprawność instalacji chłodniczej, sposób oddzielenia stref temperaturowych oraz intensywność eksploatacji.
AutoStore, jako automatyczny system składowania i pobierania wykorzystujący zasadę „towar do człowieka”, może znaleźć zastosowanie również w wybranych obszarach zakładu mięsnego. W standardowej konfiguracji takie systemy nie są przeznaczone do obsługi produktów otwartych, wilgotnych ani takich, które stwarzają ryzyko wycieku. O przydatności rozwiązania decydują przede wszystkim wymagania dotyczące temperatury, higieny, szczelności i masy produktu.
Można zbudować instalację z bardzo wydajnych urządzeń, a mimo to nie osiągnąć oczekiwanej przepustowości całego systemu, jeśli każde z nich realizuje zadania według własnej kolejki. WMS lub ERP zarządza zapasem, partiami i zleceniami. WCS przekłada te decyzje na zadania dla urządzeń, nadaje priorytety, pilnuje blokad i potwierdza wykonanie. Ten podział odpowiedzialności ustala się przed integracją, a nie w trakcie uruchomienia.

W Syncore rozwijamy WCS LogiCS jako wspólną warstwę sterowania dla różnych technologii i systemów nadrzędnych. W zakładzie mięsnym musi on rozumieć lokalizację, partię, FIFO lub FEFO, status jakościowy, temperaturę i kolejność zasilania produkcji. Żadne oprogramowanie nie naprawi jednak złych danych. Błędna etykieta w procesie ręcznym jest problemem. W automatycznym staje się poleceniem, które system wykona szybko i bez wahania.
Rozwiązanie zaprojektowane do pracy w suchym magazynie może nie być przystosowane do niskich temperatur, wysokiej wilgotności, kondensacji oraz intensywnych procesów mycia.
Na etapie projektu należy uwzględnić odporność materiałów, elektroniki, czujników, baterii i środków smarnych na warunki panujące w danej strefie, a także sposób przemieszczania urządzeń między obszarami o różnych wymaganiach środowiskowych. Równie istotny jest łatwy dostęp do instalacji podczas czyszczenia i prac serwisowych. Niewłaściwie zaprojektowana automatyzacja może tworzyć trudno dostępne miejsca, utrudniające skuteczne mycie oraz bezpieczne prowadzenie prac serwisowych. Wymagania higieniczne i zasady HACCP powinny być uwzględnione już na etapie projektowania, a nie dopiero po wyborze rozwiązania.
Każdy system automatyczny należy projektować z uwzględnieniem możliwości wystąpienia awarii. Już na etapie projektu trzeba określić, czy zatrzymanie pojedynczego urządzenia wpłynie na pracę całego zakładu, jakie bufory lub alternatywne ścieżki przepływu będą dostępne oraz czy możliwa będzie praca w trybie ograniczonym. Równie istotne jest określenie sposobu przywrócenia poprawnego stanu danych po zakłóceniu lub przerwaniu procesu. Z perspektywy utrzymania systemu takie scenariusze są równie istotne jak osiągnięcie zakładanej wydajności. Dostępność części zamiennych, możliwości diagnostyczne, czas reakcji serwisu oraz zakres odpowiedzialności poszczególnych stron powinny zostać ustalone przed uruchomieniem systemu. Procedury postępowania awaryjnego również należy przygotować z wyprzedzeniem.

Zwrot z inwestycji, który przeżyje pierwszy rok
Najłatwiej obronić inwestycję, która usuwa częste i mierzalne ograniczenie. Korzyść wynika z mniejszej liczby przejazdów, lepszego wykorzystania powierzchni, mniejszej liczby uszkodzeń, strat i przeterminowań oraz większej zdolności produkcyjnej lub wysyłkowej. Model oparty wyłącznie na redukcji zatrudnienia jest mało odporny na zmianę założeń. Często większą wartość przynoszą stabilność procesu oraz możliwość obsługi wyższego wolumenu bez proporcjonalnego zwiększania zatrudnienia. Koszt inwestycji obejmuje nie tylko urządzenia, ale również integrację, przebudowę hali, ochronę przeciwpożarową, licencje, szkolenia, osiągnięcie docelowej wydajności, części zamienne, serwis oraz potencjalne przestoje.
Analizę opłacalności warto przeprowadzić dla różnych scenariuszy: standardowego wolumenu, okresów szczytowych, zmian asortymentu, awarii oraz przyszłej rozbudowy. Integrator powinien jasno przedstawić przyjęte założenia i pokazać, jak wpływają one na wynik kalkulacji. Dzięki temu ROI staje się rzeczywistym wsparciem w podejmowaniu decyzji inwestycyjnej.

Pięć pytań, które warto zadać przed decyzją o automatyzacji:
1. Gdzie obecnie powstaje główne ograniczenie procesu i czy nasila się ono w okresach szczytowego obciążenia?
2. Jakie jednostki logistyczne, ich warianty oraz sytuacje wyjątkowe powinien obsługiwać system?
3. Skąd system będzie pobierał wiarygodne dane o partii, masie, jakości, terminie i priorytecie?
4. Jak zakład będzie funkcjonował w przypadku awarii urządzenia, systemu nadrzędnego lub interfejsu?
5. Jakie wskaźniki pozwolą ocenić efekty wdrożenia po 6 i 12 miesiącach oraz jakie będą koszty utrzymania i przyszłej rozbudowy?