INTELIGENTNA FABRYKA W RZECZYWISTOŚCI

Termin smart factory na stałe wszedł do języka ekonomii. Najczęściej definiuje się go w szerszym kontekście Przemysłu 4.0. Postanowiliśmy pokazać, jak na naszych oczach idee inteligentnej fabryki i Przemysłu 4.0 stają się rzeczywistością. Zrobimy to na przykładzie wdrożenia VERSABOT w fabryce Faurecia w Wałbrzychu.

Czym jest inteligentna fabryka?

Smart factory to koncepcja, która ma na celu przekształcenie obecnego rozumienia i zarządzania procesem produkcyjnym. Rewolucyjna zmiana dotyczy dwóch obszarów funkcjonowania fabryki:

• automatyzacja procesów produkcyjnych – wprowadzenie systemów cyber-fizycznych (CPS), co w praktyce oznacza programowalne maszyny, którymi można zarządzać za pomocą aplikacji – maszyny są wyposażane w układy elektroniczne umożliwiające komunikację i wymianę danych, tworząc Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT),
• reorganizacja procesów produkcyjnych – oznacza przede wszystkim odejście od liniowego (taśmowego) procesu produkcyjnego na rzecz komórek produkcyjnych, które są zaopatrywane w komponenty za pomocą inteligentnych i autonomicznych robotów mobilnych (AMR) – takich jak VERSABOT 500 i VERSABOT 1500.

Wprowadzenie modelu inteligentnej fabryki do codziennej produkcji przemysłowej może być kompleksowe i obejmować wszystkie procesy produkcyjne lub tylko ich wybrane elementy. Wdrożenie kompleksowego modelu inteligentnej fabryki wymaga zazwyczaj zbudowania nowej fabryki od podstaw. Z drugiej strony wdrożenie inteligentnej intralogistyki opartej na AMR jest możliwe w niemal każdych warunkach i w już istniejących obiektach przemysłowych. Dowodem na to jest wdrożenie VERSABOTS w fabryce Faurecia.

Faurecia jest wyspecjalizowanym producentem systemów foteli samochodowych. Celem wprowadzenia AMR była automatyzacja transportu np. elementów metalowych (ramy siedzeń samochodowych) ze spawalni do lakierni. Przed wprowadzeniem VERSABOTS robili to pracownicy za pomocą ręcznych wózków paletowych. Była to wyczerpująca fizycznie praca fizyczna, obarczona również znacznym ryzykiem wypadku. Wdrożenie VERSABOTS poprawiło standardy bezpieczeństwa i higieny pracy. Nastąpił również wzrost wydajności i płynności przepływu ładunków.

Systemy cyberfizyczne w przedsiębiorstwie

Rozwiązania opracowane przez VersaBox są przykładem kompleksowego systemu cyber-fizycznego (CPS). Jego dwa główne elementy to inteligentne maszyny (VERSABOT AMR) i oprogramowanie (platforma AUTONOMY@WORK). Są one modelowym przykładem koncepcji inteligentnej fabryki. Roboty VERSABOT to połączone w sieć, autonomiczne maszyny, które są w stanie wymieniać dane. Flota AMR jest koordynowana przez platformę AUTONOMY@WORK. Ale jego możliwości nie ograniczają się tylko do zarządzania flotą inteligentnych robotów transportowych.

Virtual Factory to ważny moduł oprogramowania zarządzającego. Umożliwia on projektowanie, modelowanie, a nawet optymalizację dowolnego procesu intralogistycznego w przestrzeni wirtualnej. Dzięki temu programowi możliwe jest zmaksymalizowanie korzyści z wdrożenia AMR i znaczne obniżenie kosztów przyszłej modernizacji systemu logistycznego.

Najważniejsze korzyści z robotyzacji procesów przemysłowych

Koncepcje smart factory i Industry 4.0 są odpowiedzią na potrzebę optymalizacji wszystkich elementów procesu produkcyjnego. Konsumenci wymagają towarów o coraz wyższej jakości, które są również spersonalizowane, dostosowane do ich indywidualnych oczekiwań. Trendy rynkowe są niestabilne – gorący przedmiot tego sezonu może nie być popularny w przyszłym roku. Jednocześnie inwestorzy naciskają na firmy, aby maksymalizowały zyski, co zmusza je do optymalizacji kosztów produkcji.

Pogodzenie wszystkich tych wymagań w tradycyjnym modelu firmy produkcyjnej nie jest możliwe. Tradycyjne, liniowe procesy produkcyjne są zbyt mało elastyczne, aby przedsiębiorstwo mogło szybko reagować na zmieniające się potrzeby rynku. Przebudowa tradycyjnych linii montażowych opartych na przenośnikach jest kosztowna i czasochłonna. Z drugiej strony, procesy wykorzystujące pracę ręczną, jak to miało miejsce w fabryce Faurecia, mogą stwarzać liczne problemy z utrzymaniem płynnego przepływu ładunków. Głównym powodem są trudności z zatrudnieniem pracowników do prac fizycznych.

Zastosowanie VERSABOT AMR w fabryce Faurecia umożliwiło osiągnięcie wszystkich głównych celów produkcyjnych, które zostały określone w analizie przedwdrożeniowej:

• zwiększenie wydajności transportu wewnętrznego – AMR maksymalizuje dostępny czas pracy podczas zmiany, co oznacza, że jest znacznie bardziej wydajny niż wózki widłowe, mimo że poruszają się wolniej,
• redukcja błędów w dostawach – maszyny nie popełniają błędów i zawsze dostarczają odpowiednie ilości właściwych składników we właściwe miejsce,
• rzeczywiście płynny przepływ ładunków – AMR-y nie robią nieplanowanych przerw: inteligentne roboty samodzielnie wybierają optymalne trasy, unikają przeszkód i niestrudzenie dążą do celu, jakim jest utrzymanie ciągłości dostaw na linię produkcyjną, a także odbiór gotowych produktów lub pustych pojemników z komórek produkcyjnych,
• ciągłość wielozmianowego procesu transportowego – roboty mogą pracować non stop w systemie trzyzmianowym, a w przypadku awarii robota inny natychmiast zajmuje jego miejsce,
• poprawa bezpieczeństwa pracy – roboty VERSABOT działają bezproblemowo w środowiskach pracy dzielonych z ludźmi i innymi urządzeniami do przenoszenia materiałów.

Oczywiście osiągnięcie tych celów produkcyjnych przekłada się na realizację celów organizacyjnych i biznesowych. Największą korzyścią jest optymalizacja kosztów pracy. Wprowadzenie AMR przynosi zwrot z inwestycji i zaczyna generować zyski w ciągu dwóch lat od wdrożenia. Jednak pierwsze widoczne korzyści pojawią się w momencie, gdy roboty wejdą na halę produkcyjną. Inteligentne maszyny pozwalają na precyzyjne planowanie i budżetowanie planów produkcyjnych bez konieczności uwzględniania braków kadrowych.

Właśnie te dwie główne korzyści zwiększają konkurencyjność i wiarygodność biznesową firmy. Produkcja przemysłowa oparta na inteligentnej intralogistyce gwarantuje większą stabilność i niezależność od czynników zewnętrznych. Ponadto zapewnia elastyczność niezbędną do reagowania na szybkie zmiany rynkowe w dzisiejszej gospodarce.

Podsumowanie

Przykład fabryki Faurecia Frames pokazuje, że wdrożenie modelu inteligentnej fabryki przynosi bardzo wymierne korzyści organizacyjne i ekonomiczne. Co ważniejsze, pozytywne efekty wprowadzenia AMR-ów widać już na samym początku wdrożenia i nie trzeba czekać latami na prawdziwe zyski. Warto też zauważyć, że inwestowanie w inteligentne technologie to element ograniczania ryzyka biznesowego i podnoszenia wiarygodności firmy w oczach potencjalnych inwestorów.