Aktuální číslo odborného magazínu Logistika
Moderní technologie proměňují rychlým a významným způsobem nejen práci v samotných skladech, ale zasahují i všude tam, kde se provádí přemisťování materiálu či manipulace s ním. Ve větších výrobních firmách už bývá samozřejmostí nejen automatizace samotných výrobních procesů, ale i zásobování výroby potřebnými díly a materiálem, stejně jako odebírání hotových výrobků.
Hlavní prvkem automatizace jsou samozřejmě takové technologie a stroje, které dokážou vedle samotné manipulace obstarat také přepravu potřebného materiálu mezi skladem a výrobní linkou. Automatické vláčky naváděné po trase bez zásahu lidské ruky doplňují roboty, které díly z vláčku vykládají. A protože část operací obvykle dosud provádějí lidé, roste význam kolaborativních robotů, zvaných coboty, které jsou přímo konstruovány pro spolupráci s lidmi.
Automatizaci táhne potřeba větší efektivity
„Tlak trhu práce, rostoucích požadavků zákazníků na kvalitu a individualitu produktů, elektronizace stále většího portfolia produktů a běh za nákladovou efektivitou vytváří vhodné podmínky k tomu, aby se výrobní podniky zaobíraly automatizací svých provozů,“ říká Petr Jirsák z katedry logistiky Vysoké školy ekonomické v Praze. „Ruku v ruce s tím jde i rozvoj nabídky hardwaru a softwaru souvisejícího se zaváděním automatizace.“
V souvislosti s logistikou se tak nejčastěji řeší úlohy jako vykládka materiálu, sekvencování, zaskladnění, skladování a vyskladnění, zavážení výrobních linek či třídění a sekvencování dílů pro výrobního operátora. Patří sem rovněž asistence při přenastavení a paletizaci zboží, ale i úkony jako balení a etiketování. Důležitá je samotná manipulace mezi jednotlivými výrobními stanovišti a odvoz z výroby na expedici nebo expediční sklad a nakládka. Při intralogistických operacích se ve výrobním závodě uplatní široké spektrum automatizovaných technologií a robotických řešení, přičemž výraznou roli sehrávají zejména autonomní mobilní roboty AMR.
Flexibilní roboty AMR zvládnou řadu funkcí
„AMR výrazně podporují závoz malých objemů materiálů z různých lokací, skladových či sekvenčních, na jednotlivá montážní pracoviště,“ vysvětluje Petr Jirsák. „S růstem variant se snižují velikosti zavážecích dávek, a tak klasické milkrunové vláčky už přestávají být výhodné. Navíc u AMR odpadá nakládka a vykládka při manipulaci paletizovaných jednotek.“
V případě kusových dodávek může být AMR vybaveno kloubovým robotem nebo kloubový robot v sekvenčním stanovišti vychystá materiál do bedny, kterou následně AMR naloží a odveze. AMR tak nabízí mnohem větší flexibilitu. V případě odvolávání materiálu linkou a pak automatickým vychystáváním lze z procesu zásobování vyřadit manipulanty kompletně. Ale pro řadu podniků je toto ještě daleká budoucnost. Kromě závozů na linky lze AMR využít i při závozu servisních dílů potřebných k údržbě nebo opravě.
U technologií zaměřených na manipulaci jsou výhodami především zjednodušení práce manipulantů a operátorů, snížení jejich počtu, zvýšení bezpečnosti práce i stabilizace výkonů a škálovatelnost.
„Zde se naskýtá otázka, proč vláček využít, jestli AMR nenahradí vlastní vláček,“ zamýšlí se Petr Jirsák. „Ale pokud budeme uvažovat prostorově velký závod, tak tam i do budoucna bude dávat smysl ponechat vláček na páteřní převoz materiálu, pokud nedojde k reorganizaci polohy skladů a příslušných výrobních stanovišť. Na dlouhé vzdálenosti by tak bylo výhodnější sdružit dodávky do vláčku řízeného AMR než individuální zavážení jednotlivými AMR. Zavážení materiálu k vláčku tak mohou klidně zajistit AMR.“
Nevýhod spojených s automatizací ubývá
U automatizačních technologií zaměřených na manipulaci jsou výhodami především zjednodušení práce manipulantů a operátorů, snížení jejich počtu, zvýšení bezpečnosti práce, stabilizace výkonů, škálovatelnost.
Ale nic nemá jen výhody.
„Mezi zatím časté nevýhody, které se postupně vývojem softwaru a hardwaru pro automatizaci odstraňují, jsou náročnost přeprogramování technologie pro jiné produkty, činnosti, lokace a podobně, respektive obsluha technologie pro stávající operátory,“ vypočítává Petr Jirsák, na co je třeba při zavádění automatizace intralogistiky ve výrobním závodě myslet. „Patří sem rovněž zajištění bezpečnosti při provozu s lidmi, různorodost manipulačních jednotek s ohledem na materiál, tvar, tuhost či povrch, prostorové začlenění technologie do layoutu stávajícího provozu i datová provázanost mezi softwary jednotlivých technologií.“
Nevýhodou také často zůstává nemožnost automatizace celého procesu, takže ostrůvkové nasazení technologie vede ke složitým technickým řešením, aby se implementátoři vypořádali s kombinací činností člověk‑robot a včleňování dalších činností, které umožní materiál připravit pro technologii. To vše jde samozřejmě proti návratnosti a efektivitě.
Řada zmíněných nevýhod se postupně u nově uváděných modelů technologie odstraňuje. Například přenastavení robota je možné i bez programování, ale pouze s využitím vizualizačních nástrojů nebo drag and drop přístupu. Zavádění automatizace usnadňuje i kombinace kloubových robotů s AMR, kombinace technologií LiDAR a SLAM a navěšení na roboty další senzorové periferie umožňující vyšší samostatnost a snadnost řízení, snadnost nasazení je spojena s vývojem menších robotů či kobotů, které lze bez výrazných úprav nasadit v provozu.
Automatizovat lze téměř vše
V současné době lze sledovat tlak na maximální využití stávajících (nejen) skladovacích prostor, na optimalizaci dodavatelských řetězců, ale také důraz na jejich dekarbonizaci. Dalším faktorem je snižování závislosti na lidských zdrojích. S širším nasazením automatizačních technologií bude akcelerovat jejich další vývoj a teoreticky by mohlo postupem času dojít i k jejich postupnému zlevňování. To však bude záležet i na mnoha dalších okolnostech.
Pro intralogistické operace lze využívat řadu automatizačních technologií. „Mezi nejčastěji využívané automatizační technologie lze zařadit například automatizované sklady pro polotovary s technologií Kardex (Vertical Lift Module), využívané především pro malé díly,“ upozorňuje Vojtěch Pazdera, expert společnosti Logio. „U větších dílů lze jmenovat TowerMat/InterMat. Dále se jedná o frekventované roboty AMR a AGV a dopravníkové technologie pro line‑feeding.“
Automatizace tak může zahrnovat prakticky všechny operace, které je zapotřebí pro intralogistiku výrobního závodu provádět.
Roboty zajišťují manipulaci a přepravu materiálu v určitém definovaném prostoru podle přesně definovaných pokynů, které řídí vyspělý software. Tento software je nejdůležitější částí celého systému a na jeho kvalitě závisí bezchybná funkčnost automatizovaných provozů a s tím i jeho rentabilita. Úlohou samotných robotů je optimalizace interní logistiky, eliminace úzkých míst při toku materiálů a zvýšení efektivity výroby.
Obecně patří mezi výhody automatizačních technologií spolehlivost a finanční předvídatelnost. Snížená závislost na lidských zdrojích snižuje i riziko chybovosti.
Bez investice to ale nejde
„Obecně patří mezi výhody automatizačních technologií spolehlivost a finanční předvídatelnost,“ říká dále Vojtěch Pazdera. „Snížená závislost na lidských zdrojích snižuje i riziko chybovosti, potíží v případě vysoké nemocnosti a řeší i problémy s obecným nedostatkem lidských zdrojů. S automatizací současně přichází i nutnost kvalitní digitalizace všech procesů, což umožňuje využívat plný potenciál všech dat, kterými firma disponuje, například v oblasti business intelligence, a tím fungování společnosti dále optimalizovat.“
Nutnost kvalitní digitalizace však může být zpočátku vnímána jako nevýhoda, neboť představuje prvotní finanční investici a příslušné úpravy zavedených procesů. Mezi nevýhodami lze také zmínit možné problémy s předáním materiálu na robota a odběr od něj, tedy automatický loading a unloading linky. Relativně vysokou investici představuje i nutnost přizpůsobit automatizační technologii linky a předávací místo skladu, což je obvykle spojeno s relativně nemalou investicí.
V této souvislosti zmiňuje Vojtěch Pazdera jeden ze zajímavých projektů společnosti Logio – návrh factory‑of‑the‑future. Jednalo se o výrobně‑logistický koncept zaměřený na automatizaci materiálového toku v nové výrobní hale na elektromotory, kdy bylo třeba porovnat různé varianty automatizace materiálového toku. Vše bylo následně ověřeno na základě dynamické simulace s pomocí vytvořeného digitálního dvojčete – digital twin. Ve finální fázi firma na základě výsledků analýz doporučila optimální variantu.
V intralogistice roste význam využívání velkých dat
Automatizace logistiky zahrnuje rovněž řadu dalších technologií, například „chytré“ prvky vybavené připojením na internet věcí či smart senzory. Tato zařízení generují velké množství dat, takzvaná big data, která lze pro intralogistické procesy s úspěchem dále využívat.
„Jednou z hlavních oblastí využití velkých dat je komplexní monitoring a reporting produktivity. To mimo jiné umožňuje rychlou reakci na negativní trendy i kontinuální optimalizaci procesů,“ vysvětluje Vojtěch Pazdera. „Mezi měřené ukazatele mohou patřit počet manipulací na pracovníka, chybovost nebo poměr plných a prázdných jízd – vytíženost dopravní techniky.“
Rovněž přichází v úvahu kapacitní plánování s využitím historických dat a dlouhodobých statistik. S jejich pomocí lze vypočítat potřeby manipulační techniky a personálu pro plánované objemy. Optimální variantou je vytvoření tzv. digitálního dvojčete pro kontinuální optimalizace a kapacitní plánování.
„Z dalších možností využití velkých dat bych zmínil plně automatické odvolávání materiálu,“ říká Vojtěch Pazdera. „Pro jeho implementaci je vhodné využít například e‑kanban, tedy elektronickou verzi systému, který je v průmyslových podnicích dobře známou a osvědčenou metodou na jednodušší řízení a zásobování výrobního toku materiálu. S tím se současně eliminuje i proces go&see.“
Data však musí být kvalitní
Význam velkých dat zdůrazňuje také Jan Kodada, ředitel obchodu a marketingu Gebrüder Weiss ČR. „Využití velkých dat pomáhá logistickým společnostem především při optimalizaci přepravních tras a využití kapacity nákladového prostoru, stanovení přesnějších předpovědí chování zákazníků nebo odhadu budoucí poptávky po nabízených službách. Maximálnímu využití těchto dat však v současnosti často brání jejich vstupní kvalita. Pokud jsou vstupní data v nesprávné podobě, neporadí si s tím žádný algoritmus. Ve chvíli, kdy se tuto překážku podaří překonat, uplatní se tzv. big data zcela jistě v mnoha dalších směrech,“ doplňuje Jan Kodada.
Práce s velkými daty je samozřejmostí u našeho největšího výrobce automobilů, společnosti Škoda Auto. „Velká data společně s datovou analytikou se v současné době stávají klíčovým nástrojem pro efektivní řízení a odolnost celého logistického řetězce,“ vysvětluje Martina Špittová ze společnosti Škoda Auto. „Právě proto se v rámci systémové podpory logistiky Škoda Auto etabloval datový tým, který se podílí na vývoji řešení na platformách pro big data, robotickou procesní automatizaci RPA a umělou inteligenci AI. Momentálně již napříč celým útvarem fungují plně zautomatizované reporty pro klíčové procesy v logistice v Power BI. Zároveň pokračují aktivity v implementaci dat z koncernových logistických systémů k vybudování nástroje pro efektivní sledování materiálu v celém logistickém řetězci s možností sledování procesu v reálném čase.“
V Mladé Boleslavi vyrůstá nová výroba bateriových systémů
„V logistice Škoda Auto využíváme automatické skladové systémy, regálové zakladače a dopravníkové systémy. Nově také automatickou vykládku a nakládku LKW a železničních vagonů pro MEB baterie, RSQ (robotická sekvence), automatické přepravní vozíky AGV a automatickou paletizaci a depaletizaci,“ popisuje Martina Špittová. Využíváme již zmíněné AGV, což jsou automatické přepravní vozíky. V provozech Škoda Auto máme vozíky podjezdové, vidlicové a tahače.“
Aktuálním projektem Škody Auto v Mladé Boleslavi je zahájení výroby bateriových systémů pro plně elektrické vozy na bázi modulární platformy pro elektromobily MEB koncernu Volkswagen. Společnost je tak jediným výrobním místem bateriových systémů pro platformu MEB v Evropě mimo území Německa. Na nově postavené výrobní lince může v budoucnu zhruba 250 zaměstnanců montovat více než 250 tisíc bateriových systémů pro platformu MEB za rok. Kromě vozů značky Škoda budou tyto bateriové systémy použity i v dalších modelech koncernových značek postavených na platformě MEB – Volkswagen, Audi a SEAT.
„Vývoj v oblasti automatizace interní logistiky budeme směrovat k nasazování AGV na nové procesy a k obměně stávajícího vozového parku,“ zamýšlí se Martina Špittová. „Zároveň bude naší snahou zavedení řídicího systému pro AGV, pro možnost implementace zařízení od různých dodavatelů. Mobilní robotika musí jít ruku v ruce se stacionárními technologiemi, jako jsou věže, automatické sklady, předávací pozice, a podobně k zajištění maximální kompatibility a využitelnosti.“
Logistika č. 2/2024
