Logistyka 4.0

Różnica nie polega na technologii, lecz na logice kontroli. W systemie sterowanym w sposób konwencjonalny centralny system z góry określa procesy; odchylenia są korygowane dopiero później. W Logistyce 4.0 decyzje podejmowane są tam, gdzie generowane są dane:

• W czasie rzeczywistym zamiast w określonym terminie: poziomy zapasów i statusy zamówień są stale dostępne, a nie dopiero po ręcznym potwierdzeniu.
• Zdecentralizowane podejmowanie decyzji: pojazd sam wybiera trasę; program przydziela zlecenia na podstawie aktualnej pojemności produkcyjnej.
• Łączność od początku do końca: Zarządzanie magazynem, kontrola transportu i technologia zakładowa mają dostęp do tych samych danych.
• Stopniowa skalowalność: Pojemność rośnie dzięki dodawaniu pojazdów lub stanowisk roboczych, a nie poprzez przebudowę obiektu.

Dzięki temu wcześniej zaplanowane procesy przekształcają się w system, który stale się dostosowuje. Przepływ materiałów nie przebiega już zgodnie ze stałym planem, lecz dostosowuje się do aktualnej sytuacji w zakresie zamówień. Ma to szczególne znaczenie w dzisiejszych czasach: podejście to łagodzi odczuwalny niedobór wykwalifikowanych pracowników, ułatwia elastyczne skalowanie operacji oraz niezawodnie amortyzuje nawet nieoczekiwane, gwałtowne wahania w zamówieniach.

Sposób interakcji między towarami a ludźmi determinuje układ magazynu, nakłady inwestycyjne oraz jego elastyczność. Istnieją dwie sprzeczne ze sobą zasady, a różnica między nimi dotyczy przede wszystkim infrastruktury: model „towary do człowieka” wymaga zaplanowanego obiektu, a w zamian zapewnia wysoką i stałą przepustowość. Model „robot do towaru” nie wymaga trwale zainstalowanej technologii i można go skalować wraz ze wzrostem liczby pojazdów.

Towary do człowieka: towary przychodzą do człowieka

Zgodnie z zasadą „towar do człowieka” (G2P) to nie człowiek przemieszcza się w kierunku towaru, lecz towar przemieszcza się w kierunku człowieka. Żurawy magazynowe, systemy wahadłowe lub pojazdy transportowe dostarczają pojemniki i tace do stałego stanowiska kompletacji; pracownik pobiera wymagane artykuły, a nośnik ładunku wraca do magazynu.

Zaletą tego rozwiązania jest wyeliminowanie odległości, które pokonuje się pieszo, a które stanowią największą część czasu kompletacji w ręcznych magazynach. Wymaga to stałej instalacji systemu, którego rozmiar należy określić z wyprzedzeniem. Jeśli stanowisko pracy przejmuje komórka robotyczna zamiast człowieka, nazywa się to „Goods-to-Robot” (G2R).

Robots-to-Goods: robot podchodzi do towarów

Robots-to-Goods (R2G) odwraca tę zasadę: roboty mobilne samodzielnie poruszają się po alejkach magazynowych i pobierają towary bezpośrednio z półki. Jest to możliwe dzięki mobilnym manipulatorom – robotom mobilnym wyposażonym w ramię i system chwytakowy.

Ponieważ nie ma potrzeby instalowania regałów ani technologii shuttle, system można stopniowo wdrażać w istniejącym magazynie – pojemność zwiększa się poprzez dodawanie pojazdów, a nie poprzez gruntowną przebudowę.

Logistyka 4.0 nie jest pojedynczym produktem, lecz raczej wzajemnym oddziaływaniem wielu poziomów. W każdym przypadku najważniejsze znaczenie ma nie tyle sama funkcja, co dane, które ona dostarcza:

• Robotyka mobilna: Autonomiczne roboty mobilne i bezzałogowe systemy transportowe zajmują się obsługą transportu materiałów. W przypadku Logistyki 4.0 równie ważny jest ślad danych, jaki pozostawiają — każdy pojazd przekazuje informacje o swojej pozycji, statusie zlecenia oraz stopniu wykorzystania.
• Identyfikacja: Kody kreskowe, kody Data Matrix i RFID łączą fizyczny nośnik ładunku z jego rekordem danych. Bez tego powiązania każda analiza w czasie rzeczywistym pozostaje niekompletna.
• Komponenty sieciowe: Czujniki i siłowniki przekazują dane o swoim stanie do systemów wyższego poziomu za pośrednictwem interfejsów takich jak IO-Link, dzięki czemu odchylenia stają się widoczne, zanim doprowadzą do zatrzymania pracy.
• Poziom oprogramowania: Systemy zarządzania magazynem, systemy kontroli transportu oraz systemy ERP wymieniają dane dotyczące zleceń i zapasów za pośrednictwem zdefiniowanych interfejsów.
• Otwarte standardy: Interfejsy niezależne od dostawców, takie jak VDA 5050, oddzielają pojazdy od oprogramowania do kontroli i umożliwiają tworzenie flot mieszanych.

Korzyści płynące z logistyki 4.0 wynikają w mniejszym stopniu z eliminacji poszczególnych etapów, a w większym – z elastyczności całego systemu.

Możliwości

• Przejrzystość: Poziomy zapasów, pojemność produkcyjna oraz postęp realizacji zamówień można sprawdzić w dowolnym momencie, a nie dopiero po zakończeniu zmiany.
• Odporność na awarie: w przypadku awarii jednej z części składowych inny pojazd przejmuje realizację zamówienia lub oprogramowanie wybiera alternatywną trasę. Natomiast w sztywnych systemach wszystkie systemy produkcyjne ulegają zatrzymaniu.
• Elastyczność: sezonowe szczyty i zmieniająca się konstrukcja zamówień mogą być uwzględnione bez konieczności rekonfiguracji systemu.
• Mniejsze obciążenie pracą: Wyeliminowano powtarzające się transporty i trasy piesze — argument ten zyskuje na wadze w obliczu niedoboru wykwalifikowanych pracowników.

Wyzwania

• Jakość danych: System działający w oparciu o dane w czasie rzeczywistym jest tak dobry, jak zarządzanie zapasami, na którym się opiera.
• Interfejsy: Najczęstszą przeszkodą w praktyce są starsze, odizolowane systemy bez otwartych interfejsów.
• Planowanie inwestycji: Korzyści często stają się widoczne dopiero wtedy, gdy wiele części składowych współpracuje ze sobą, podczas gdy koszty ponoszone są natychmiast.
• Umiejętności: Zadania transportowe przekształcają się w zadania związane z monitorowaniem i rozwiązywaniem problemów; zmienia to wymogi i role.
• Bezpieczeństwo IT: Połączone pojazdy i systemy zwiększają powierzchnię ataku i muszą zostać włączone do strategii bezpieczeństwa IT obsługi.