Unikátní soužití lidí s roboty

Švédský nábytkářský koncern Ikea je známý mimo jiné tím, že si jeho zákazníci kupují většinu nábytku v rozloženém stavu a sestavují si jej až sami doma. Tento koncept vznikl v 50. letech minulého století kvůli tlaku konkurence, když jeden z prvních zaměstnanců firmy odšrouboval nohy od stolu, aby se mu vešel do auta a během přepravy se nepoškodil. Díky úspornému balení tak Ikea šetří logistické i výrobní náklady a zároveň může nábytek prodávat za nižší ceny.

Součástí balení také bývá balíček se spojovacím materiálem pro montáž nábytku. Pokud by některé šroubky nebo dřevěné kolíčky chyběly, ze sestavení nábytku se rázem stává problém, který zákazníka odrazuje od dalších nákupů. Pro firmu je proto správné složení sad spojovacího materiálu natolik důležité, že se před více než 30 lety rozhodla založit dceřinou společnost, která se zaměřuje vyloženě na tuto část dodavatelského řetězce.

Ikea Components funguje jako mezičlánek, který odebírá spojovací materiál od svých dodavatelů, skladuje jej, balí do sad a distribuuje dalším firmám, které pak vyrábějí a dodávají nábytek do obchodních domů Ikea. Jeden ze závodů této společnosti vznikl v roce 2000 u Malacek pár desítek kilometrů od Bratislavy. "Naše úloha je nejen zajišťovat vysokou kvalitu a nízkou cenu komponent, ale i schopnost dodávat na čas a zajistit dostupnost dílů," říká ředitel závodu František Štora (blíže čtěte v rozhovoru ZDE).

Unikátní soužití lidí s roboty

Prohlédnout fotogalerii

Vedle této pobočky, která zásobuje Evropu a Ameriku, a centrály ve Švédsku má firma ještě závod v Číně, jenž má na starosti dodávky komponent výrobcům v asijských zemích. Ikea má celkově kolem tisíce externích dodavatelů nábytku, kromě toho má ale i několik desítek vlastních výrobních poboček, které zajišťují poměrně velkou část dodávek do jejích obchodních domů.

Razantní rozšíření

Závod v Malackách se dříve soustředil hlavně na automatizaci balicích procesů. Nyní má ve čtyřech halách 75 poloautomatických linek na plnění balíčků komponenty, některé ale ještě čekají na zprovoznění. Fungují tak, že se zásobníky na vrchu stroje naplní různými druhy materiálu, uvnitř se vše nakombinuje do sad, zabalí a dole z linky vypadnou hotové balíčky.

Od založení v roce 2000 se zdejší provoz mnohokrát rozšiřoval. Před čtyřmi lety se ale vedení rozhodlo, že pokud má továrna v Malackách zůstat i nadále, musí expandovat razantněji, aby měla rezervy na další roky. Také došlo k závěru, že bez automatizace logistiky taková změna nebude možná.

Dnes tak patří slovenská továrna na balení komponent z logistického pohledu k nejmodernějším závodům koncernu Ikea. Přistavěly se nové balírenské a logistické haly, ale především firma investovala do nových technologií − automatického zakladačového skladu, související infrastruktury a bezpilotních vozíků −, které mají podstatnou měrou přispět ke splnění naplánovaného rozšíření kapacit.

V rámci projektu expanze a nasazení automatizovaných technologií prošly kompletní proměnou i logistické toky. Materiál tak dnes proudí logicky z jedné strany závodu na druhou. I díky tomu bylo možné nasadit na dlouhé přepravy palet bezpilotní vozíky.

Zrychlený příjem

Procesy a technologie v logistickém centru jsou designované na přesun materiálu na klasických europaletách s rozměrem 1200 x 800 mm. Zboží, které do něj přichází hlavně z Číny, ale bývá uložené i na paletách s nestandardními rozměry a také na papírových paletách. V takových případech se musí podložit europaletou.

"Jedním z cílů celého projektu bylo, aby palety přicházely už správně oštítkované. To byl můj sen celých 15 let, co tady pracuji, a podařilo se nám ho naplnit," říká se spokojeným úsměvem Štefan Buček, proces developer společnosti Ikea Componets. Zmíněný štítek je SSCC kód pro identifikaci logistické jednotky, který zrychluje příjem zboží díky tomu, že umožňuje přijmout paletu jedním "kliknutím" skeneru.

Komunikace mezi továrnou v Malackách a dodavateli probíhá formou elektronické výměny strukturovaných dat EDI. I díky tomu si dodavatelé sami tisknou etikety s SSCC kódy. Již správně oštítkované palety pak putují do závodu Ikea Components, který obdrží upozornění ASN (advance shipping notice) s informacemi o tom, co zásilka obsahuje. To pak značně zrychluje celý příjem nákladu v logistickém centru.

Po něm následuje tzv. dynamická kontrola. Znamená to, že pracovníci neprohlíží všechny palety, ale pokud je první dodávka v pořádku, dál se kontroluje už jen namátkově. O výběru rozhoduje informační systém. Pokud se ale vyskytne nějaký problém, systém navrhne novou, detailnější kontrolu.

V původních prostorách náklad čekal po vyložení na ploše, než se zkontroluje, takže blokoval další vykládku. Nyní se ale palety překládají rovnou na dopravník a přivolají se ke kontrole až po zaskladnění do regálů. Během kontroly je celá dávka zablokovaná a dál pokračuje až po odsouhlasení správnosti vzorku.

Dvojí vychystávání

Po příjmu paleta prochází po dopravníkové dráze bezpečnostní kontrolou hmotnosti a rozměrů, která hlídá, jestli je možné náklad přijmout do automatizovaného výškového skladu. Ten obsluhuje 12 zakladačů ve 12 uličkách a do jeho regálů se vejde 81 500 palet. Pokud paleta kontrolou parametrů neprojde, odjíždí na odstavnou větev dopravníku, kde se hledá a napravuje chyba.

Skladovací procesy v závodu řídí WMS systém švédské firmy Consafe, na který jsou napojeny další podsystémy, například software pro řízení zakladačového skladu a dopravníků od společnosti Swisslog nebo pro řízení automatických vozíků od Jungheinrichu.

Po vydání výrobní, respektive zákaznické objednávky se palety automaticky vyskladní a v případě poptávky po celopaletě směřují rovnou na odevzdávací body, kde si je přebírají bezpilotní vysokozdvižné vozíky. Pokud je potřeba vychystat jen část palety, ta jede nejprve na jedno z pěti manuálních pracovišť.

Na něm se setkávají dvě dopravníkové dráhy − na jednu přichází z výškového skladu plná paleta, ze které skladník odebírá zboží, na druhé dráze je prázdná paleta, na níž se zboží ukládá. S tím pracovníkovi pomáhá vakuový manipulátor. Informace o vychystávání zobrazuje WMS systém na monitoru. Správnost provedení pak zkontroluje váha, která přesně ví, jakou hmotnost má mít paleta s požadovaným nákladem.

Když pracovník potvrdí provedení úkonu a váha s tím souhlasí, zdrojová paleta se zbytkem zboží se vrátí do skladu a paleta s vychystaným materiálem pro výrobu putuje po dopravnících na bod, kde si ji přebere automatický vozík.

Bezpilotní vozíky s li-ion baterií

Automatické vysokozdvižné vozíky se v závodě zaváděly ve dvou etapách. Před dvěma lety jich tu nasadili 14, loni přidali dalších sedm. Aktuálně jsou využité přibližně na 60 procent, takže by jejich počet měl stačit až do roku 2022.

Vozíky mají lithium-iontové baterie. Díky tomu nebylo nutné stavět speciální nabíjecí místnost, čímž se ušetřila plocha. Velkou výhodou li-ion technologie je flexibilita baterií, které se na rozdíl od olověných mohou dobíjet prakticky kdykoliv. Nabíječky jsou tedy instalované hned vedle pravidelné trasy a vozíky se u nich zastavují ve chvíli, když mají slabou baterii nebo nemají zadaný žádný úkol.

Lithium-iontové baterie jsou mnohem dražší než běžné olověné. "Ale zase jsme ušetřili jeden či dva vozíky, protože olověné se nabíjejí delší dobu, musí se dobíjet v určitém režimu, tedy nejde to kdykoliv. Ještě jsme přemýšleli o tom, že olověné baterie budeme vyměňovat. Museli bychom pro to ale vyčlenit prostor, který místo toho můžeme využívat jinak. Navíc by tam musel být člověk, ale nyní se vozíky nabíjejí v podstatě úplně samy," popisuje Štefan Buček.

Chytání odrazu

Bezpilotní vozíky jezdí za sebou po smyčce mezi skladem, kde odebírají z dopravníkových linek palety, které převážejí buď rovnou k expedičnímu skladu, nebo je pokládají na odběrná místa ve výrobě u balicích linek.

Vozíky se orientují díky skenování okolních ploch laserovým paprskem, který "chytá" odraz od v okolí nainstalovaných reflexních desek, přičemž stroj musí "vidět" alespoň tři v jeden okamžik. Odladění této navigace nebylo úplně snadné, ale v současnosti funguje bez větších obtíží. Jen občas se stává, že se při průjezdu kolem oken ve skle odráží přepravovaná paleta zabalená do fólie a paprsek falešný odraz identifikuje jako pravý. To má jednoduše vyřešit roleta na oknech.

Vozíky plní přesně určené úlohy nadefinované podle polohy v závodě, takže jezdí po zadané trase a systém jim říká, na kterém místě mají přebrat nebo odstavit paletu. Pokud vozík během jízdy narazí na překážku, na rozdíl od poslední generace automatických skladových vozíků, kterých lze zatím ve střední Evropě napočítat jednotky, se jí neumí sám vyhnout.

Ani zde použitý typ automatizace, tedy stroj navigovaný pomocí laseru a reflexních bodů, ale zatím není běžně k vidění, natož v tak hojném počtu. Mnohem častěji se v interní logistice využívají jednodušší automatické vozíky či tahače, které se pohybují podél magnetické pásky nebo indukční dráhy.

Závod Ikea Components v Malackách je tak minimálně v rámci regionu střední a východní Evropy unikátní. To ještě znásobují další zmíněné automatizační prvky a jejich propojení v materiálovém toku.

Rychlé nasazení

Sladění lidí s mobilními robotickými stroji chvíli trvalo. Pracovníci si například museli zvyknout na to, že zapomenutá paleta nebo jiná překážka vozík zastaví. Pokud k tomu dojde na hlavní dráze smyčky, zastaví se i další stroje jedoucí za ním. Proto je především potřeba udržovat pořádek, respektive vše ukládat tam, kam to skutečně patří.

Aby si lidé zvykli koexistovat s roboty, bylo také potřeba nainstalovat jasné značení. Červené pásky označují prostor, ve kterém se vozíky pohybují a kam ukládají palety, rozšířené pásky pak ukazují, kde vozíky zastavují k odebrání palety. U nich jsou na zemi upevněné kovové kolejnice, do kterých pracovníci umísťují palety k předávce. Musí totiž být uložené naprosto přesně, respektive s tolerancí 15 mm, aby senzory vozíku palety správně rozpoznaly a povolily jejich převzetí.

Zakázku na dodání automatických vozíků získala německá společnost Jungheinrich. "Nabídli nejlepší řešení za přiměřenou cenu," uvádí Štefan Buček. Návratnost investice byla původně spočtena na šest let, díky růstu mzdových nákladů a poklesu cen technologií se ale snížila na tři a půl roku.

Důležitým faktorem při zvažování investic do automatických vozíků je to, že nákladnou položku tvoří software, jeho instalace a odladění celého systému. Její výše je ale prakticky stejná, ať už se nasazuje jeden, nebo více vozíků. Proto platí, že čím více bezpilotních strojů, tím nižší cena za jednotlivé kusy.

Zavádění automatických technologií v závodě bylo podle Štefana Bučka náročné hlavně u zakladačového skladu. "Původně jsme si mysleli, že nasazení vozíků bude složitější. Spuštění trvalo od chvíle, kdy sem vozíky dovezli, tak pět dní. Mnohem déle trvala výroba vozíků. To zabralo několik měsíců. U druhé várky vozíků pak jen přišel technik, uvedl je do provozu a my jsme prakticky nezaznamenali, že se něco děje. Nedošlo k žádnému přerušení provozu," zdůrazňuje Štefan Buček.

Automatické vozíky ale samozřejmě neběží úplně bez nesnází. Například během reportáže se zastavil jeden z nich na hlavní dráze, takže zablokoval i ostatní vozíky. Odstranění menšího problému ale trvalo pár minut.

Drobnější obtíže, jako jsou například igelit zakrývající senzor nebo nepřesně nasazená paleta, kvůli čemuž se vozík zastaví, řeší místní pracovníci, větší obtíže pak opravuje dodavatel. "Jako u každého systému se i u nás občas něco pokazí nebo je potřeba údržba, ale po roce a půl provozu můžu říct, že to je systém, který funguje velice dobře," říká František Štora.

Velké plány

Palety s hotovými výrobky pokládají bezpilotní vozíky na finalizační linku, kde se zakryjí a polepí štítkem. Na konci je pak operátor pomocí manuálně ovládaného vozíku odebere a převeze do vedlejšího, expedičního skladu. Ten je zatím automatizovaný jen částečně. Jeřábová technologie od firmy Mecalux by se ale měla postupně rozšířit i na dalších devět uliček, které nyní obsluhují systémové vozíky.

Aktuálně pak běží projekt, kdy se má finalizační linka napojit rovnou na automatickou část expedičního skladu, takže k přesunu hotových výrobků nebude lidská síla potřeba.

Firma má i řadu dalších plánů, jak by se měla v provozu dál uplatňovat automatizace. Palety s komponenty zatím převážejí mezi předávacími místy na dráze bezpilotních vozíků a balicí linkou lidé. V budoucnu mají ale vozíky předávat palety až nahoru na balicí linky, tedy do výšky zhruba dvou tří metrů. To byl také jeden z důvodů, proč firma nepořídila jednodušší a o něco levnější bezpilotní vozíky s navigací v podlaze, které by takový úkol nezvládly.

Zahájení takového projektu je ale závislé na detailním plánování výroby, což ještě nějaký čas potrvá. Nejpozději příští rok by ale měly vozíky v Malackách začít samostatně odebírat ze země hotové výrobky, respektive paletové boxy, do nichž z balicí linky napadaly sady komponent. Pokračovat ale bude i automatizace balení, jejíž podíl včetně provozů u externích firem by se měl vyšplhat ze 60 až na 95 procent.