A Vaisala nemrégiben új logisztikai központot épített a Vantaa-ban található székhelyén, hogy ki tudja elégíteni a növekvő gyártási igényeket. A Visual Components 3D szimulációs platformjának segítségével az automatizálási csapat modellezte a teljes létesítményt, hogy az építkezés előtt tesztelje az layout-okat, ellenőrizze a munkafolyamatokat és felmérje a kapacitást. A szimuláció korán feltárta a szűk keresztmetszeteket, javította az operátorok beosztását, és megalapozott döntéseket tett lehetővé az anyagáramlás és az AGV-k használatának tekintetében.
10 millió eurós logisztikai központ projekt kockázatainak csökkentése adat alapú szimulációval
A logisztikai központot papíron megtervezni egy dolog. Tudni, hogy a valós világban is működni fog, az már egy másik.
A Vaisala vállalat vantaa-i székhelyén tervezett, új logisztikai központba történő, 10 millió eurós beruházás arra késztette az automatizálási csapatot, hogy a kivitelezés megkezdése előtt szimulálja a teljes működést. A Visual Components segítségével teljes 3D-modellt építettek a létesítményről, hogy teszteljék, validálják és finomítsák a tervet. Ez a virtuális modell és a hozzá tartozó szimuláció közvetlenül befolyásolta a végleges kivitelezést, alakította a layout-ot, valós adatokkal javította a munkafolyamatokat, és megalapozta a jövőbeli automatizálást.
Minden egy egyszerű térbeli kihívással kezdődött és egy onnan építkező, lépésről-lépésre történő építkezéssel folytatódott.
Helyet teremteni a növekedésnek
A Vaisala egy globális vállalat, amely az időjárás-előrejelzéshez, élettudományokhoz és ipari mérésekhez használt precíziós műszereiről és érzékelőiről ismert. Az elmúlt években a finnországi Vantaa-ban található központjukban a növekvő termelési igény nyomást gyakorolt a rendelkezésre álló helyre.
A megoldás? Felfele terjeszkedni. Egy 12 méter magas logisztikai központ kialakítása, hogy a régi raktár helyét felszabadítsák a gyártás számára. Ez a lépés megduplázná a logisztikai kapacitást és értékes alapterületet szabadítana fel. Az új, 2000 négyzetméteres logisztikai központ középpontjában az AutoStore rendszer áll, egy kocka alapú automatizált raktározási és visszakeresési rendszer, amely 8000 tárolódobozt, 10 robotot és 6 portot használ. Ez volt a központi eleme az általános layout-nak és a folyamatok tervezésének, és képezte azt a magot, amely köré a logisztikai központ többi része épült.
De ennyi mozgó alkatrész mellett a Vaisala csapatának biztosnak kellett lennie abban, hogy a szűk tér ellenére a rendszer a tervezett módon fog működni. A mobil robotok betartják-e az ütemtervet? A válogató és újracsomagoló állomások túlterheltek lesznek-e? Az operátorok hatékonyan tudnak-e mozogni a térben? Ezekre a kérdésekre nem lehetett könnyen választ adni Excel-ben vagy statikus CAD-ben.
Ekkor Lorenzo Riggi, vezető automatizálási mérnök javasolta, hogy készítsenek egy szimulációt a Visual Components segítségével.
Forrás: Visual Components
A koncepciótól a digitális ikerig
„Az egész azzal az ötlettel kezdődött, hogy szimuláljuk a mobil robotokat. Majd átalakult azzá, hogy szimuláljuk az egész logisztikai központot. Így végül nagyobb projekt lett belőle, mint amit eredetileg gondoltam. Javasoltam, hogy használjuk a Visual Components szofvert egyfajta „digitális iker” létrehozására az új, éppen épülő logisztikai központról.”- mondta Lorenzo Riggi.
Ekkor úgy döntött, hogy az egész létesítményt 3D-ben modellezi. Beleértette az összes tervezett berendezést. A szedőkocsikat, szállítószalagokat, AGV-ket, AutoStore portokat. Utána összekapcsolta a cég vállalatirányítási rendszeréből (ERP) származó valós folyamatadatokkal.
A logisztikai központ minden része megjelenik a Visual Components programban, az átcsomagoló állomásoktól a mobil robotokig. Ennél is fontosabb, hogy a modell dinamikus. A megrendelések változásával vagy új tervezési adatok beérkezésével a modell szimulálja a rendszer teljesítményét. Lorenzo és csapata rendszeres megbeszéléseket tartott a teljesítmény felülvizsgálatára, az elrendezés módosítására és új ötletek tesztelésére.
A hatékonyság hiányosságainak előrejelzése és kiküszöbölése
A szimuláció már korán számos fejlesztési lehetőséget tárt fel.
Újracsomagoló állomás kihasználtsága
Az első módosítás az átcsomagoló állomáson történt. Amikor a csapat elvégezte az alapszimulációt, az ott dolgozók 98%-os kihasználtsági arányt mutattak. „Például annak vizsgálata, hogy az operátorok erőforrásai optimálisan vannak-e elosztva az összes folyamat között” – mondja Riggi. „Nincs tartalék a kis késésekre vagy szünetekre.” A csapat úgy reagált, hogy a munkaterhelést két műszakra osztotta. Ez csökkentette a terhelést és javította a hosszú távú hatékonyságot.
A szedőkocsi szűk keresztmetszetének megértése
Az egyik legérdekesebb eredmény a kézi válogató kosarak folyamatának elemzéséből származott. Az alapértelmezett kosár 25 tételt tartalmazott, és a jelenlegi rendelési feltételek mellett körülbelül 44 percet vett igénybe a megtöltése. A cél az volt, hogy megértsük, vajon a kosarak egyáltalán megfelelő hosszú távú megoldást jelentenek-e.
A szimuláció segített rávilágítani a következőkre:
- A kézi kocsik egyszerre több terméket is szállítanak, de a legtöbb időt a megrakodásuk veszi igénybe.
- kisebb tételeket (az áru méretétől függően 5–10 dobozt) szállító mobil robotok révén az utántöltés gyakrabban és rugalmasabban történik.
Ez a változás két jelentős előnyt jelentene a termelés számára:
- Az operátorok gyorsabban végzik el az összeszerelést, mert az anyagokat gyakrabban töltik újra.
- Kevesebb duplikált anyagot kell tárolni a gyárban, ami csökkenti a helyigényt és több gyártócellát tesz lehetővé.
Tekintettel arra, hogy a Vaisala számára milyen értékes a padlófelület, ez a felismerés döntő fontosságúvá vált a hosszú távú tervezés szempontjából.
AGV kapacitás és jövőbeli skálázhatóság
A szimuláció a mobil robotok teljesítményét is értékelte. A jelenlegi beállításokkal a kapacitás elegendő. A modell azonban azt mutatta, hogy ha a jövőben új felhasználási esetek kerülnek hozzáadásra (például a manuális folyamatok további automatizálása), akkor a jelenlegi flotta elérheti a határait. De annak köszönhetően, hogy ez ennyire korán látható, a csapat képes előre tervezni, jóval azelőtt, hogy a kapacitás korlátot jelentene.
Segít a csapatoknak gyorsabban összehangolódni
A szimuláció egyik legnagyobb előnye a kommunikáció volt. Ahelyett, hogy a vezetőknek vagy a műszaki háttérrel nem rendelkező érdekelt feleknek bonyolult jelentéseket kellett volna elolvasniuk, Lorenzo egyszerűen megmutatta nekik a modellt. „Öt perc szimuláció helyettesítette a húsz perces magyarázatokat” – mondta Lorenzo Riggi.
A szimuláció megkönnyítette a jóváhagyások megszerzését, az ötletek tesztelését és az új csapattagok beilleszkedését. A korábban napokig tartó tervezési változtatások most egyetlen megbeszélésen vizualizálhatók és megvitathatók voltak. A szimuláció így a mérnöki, az üzemeltetési és a vezetői csapatok közös nyelvévé vált.
Építkezés a jelen és a jövő számára
A szimuláció használata nem ér véget azzal, hogy a logisztikai központ felgyorsul és teljes kapacitással termel. Mivel a modell rugalmas és kapcsolódik az ERP adataihoz, a csapat felhasználhatja azt a jövőbeli változások tesztelésére.
Szeretne egy szállítószalagot hozzáadni, hogy megszüntesse a kézi folyamatokat? Szimulálja le! Kíváncsi, hogy a különböző rendelésösszetételek lassítják-e a folyamatokat? Végezze el a számításokat! A digitális iker segítségével a csapat a működés megzavarása nélkül vizsgálhatja meg a fejlesztési lehetőségeket.
„Most már rendelkezésre áll a logisztikai központ szimulációja és az összes folyamathoz tartozó adathalmaz. Amikor új automatizálási, berendezési vagy áramlási változtatási javaslatok kerülnek elő, azok megvalósítása előtt virtuálisan tesztelhetők.” – mondta Lorenzo Riggi.
A szofvert operátorok képzésére is használják. „Megmutathatjuk az új munkatársaknak, hogyan működik a rendszer, mielőtt belépnének a gyárba” – mondja Riggi. Ez a vizuális képzés felgyorsítja a beilleszkedést és elősegíti a biztonságot.
A jövőben a csapat azt tervezi, hogy összehasonlítja a valós teljesítményt a szimulációs adatokkal. Azáltal, hogy összehasonlítják a rendszer elvárt teljesítményét a tényleges teljesítményével, korán felismerhetik a hatékonysági hiányosságokat, és biztosíthatják a zavartalan működést.
A logisztika tervezésének megváltoztatása
Ahelyett, hogy a telepítés után várnák a problémák megjelenését, a csapat még az építés előtt kijavítja azokat. Hosszú jelentések helyett mozgásban lévő ötleteket mutatnak be. És a találgatások helyett valós adatokkal tesztelik a forgatókönyveket.
Lorenzo becslése szerint a Visual Components segítségével történő logisztikai központ automatizálásának tervezése legalább egy hónapos időmegtakarítást jelentett. Emellett megelőzte a potenciális átdolgozást, és segítette a csapatot gyorsabb, okosabb döntések meghozatalában.
„Az én feladatom az új automatizálás megvalósítása. És ez most sokkal könnyebb. Már megvannak az adatok. Már megvan a modell. Elkészíthetem az esetet, tesztelhetem, majd bemutathatom. A Visual Components-ben minden megvan, amire szükségem van.” – mondta Lorenzo Riggi.
