Dôvodov je viac. Základným je značné podceňovanie zásobovacieho procesu, ktorému hlavne manažment s výrobným pozadím často nevenuje dostatočnú pozornosť. Ďalším je určitý konflikt, ktorý vzniká práve medzi výrobou a logistikou z dôvodu často protichodne nastavených KPIs, keď výroba hľadí len na svoje tempo a s logistikou svoje potreby dostatočne nerieši. Poslednou veľkou prekážkou hladkého behu je tlak na znižovanie skladových zásob a potrebné vyladenie zásobovania od dodávateľov tak, aby prišiel materiál presne načas. Práve tento posledný bod spôsobil závodom obrovské problémy, nakoľko uzavreté hranice a meškajúce dodávky z Číny odstavili aj také výroby, ktoré mali objednávok dostatok.

Digitálne dvojča

Digitálne dvojčatá (angl. Digital Twins) sú fenoménom roku 2020, pričom ich definícia je relatívne voľná. Kým pre väčšinu odbornej verejnosti sú to dáta z rôznych systémov na jednom mieste, v našom ponímaní to nestačí. Máme za to, že digitálne dvojča má byť vizualizované v realistickom 3D vizuále, ktorý ponúka dáta zo všetkých integrovaných systémov v reálnom čase, a to nielen na počítači, ale aj na mobilných zariadeniach. Vizualizovať pritom možno všetky typy procesov – logistiku, výrobu, spotrebu rôznych médií (elektriny, vody, plynu ap.) – či environmentálne dáta (teplotu, vlhkosť, CO2 ap.). Práve pohľad v reálnom čase na mobilnom zariadení dáva označeniu „dvojča“ ten správny význam, pretože dvojča závodu možno vidieť kedykoľvek.

Warehouse Management System

Človek by to síce nečakal, no väčšina výrobných závodov nemá zavedený žiadny, ani základný Warehouse Management System (WMS) na dynamický manažment skladových zásob. Logistické firmy sú na tom spravidla lepšie, pretože ak skladujú variabilné položky, je to jediná možnosť. Skladovanie vo výrobných závodoch je však často historicky sa opakujúci proces a tak majú mnohé závody pocit, že si vystačia s pevnými skladovými pozíciami a s tým, že skladníci vedia, kde sa čo nachádza. Nasadením WMS sa výrazne skráti čas na vyhľadávanie materiálu, zjednoduší inventúra a možno prejsť z pevných pozícií na dynamické a v neposlednom rade od papiera k mobilným skenerom. Jediným problémom so skenovaním čiarových kódov tak zostáva ľudský faktor, ktorý treba správne motivovať ku kvalitnej práci. Pretože ani najlepší skladový systém nenaplní očakávania, ak ľudia nebudú poriadne skenovať manipulovaný tovar či materiál.

RFID

Ďalšou auto-ID technológiou čoraz viac naberajúcou na význame je RFID, ktoré rieši niektoré z nedostatkov manuálneho skenovania. RFID tag umiestnený na škatuli s materiálom či výrobkami je pri prechode RFID bránou „oživený“ elektrickým poľom brány a naskenovaním sú informácie o prechode bránou odoslané do systému.

Čo teda bráni masívnemu nasadeniu RFID technológie? Sú to náklady na spotrebný materiál. Na prvý pohľad všetko vyzerá vynikajúco, pretože ľudia si spájajú RFID s nízkou cenou tagov, ktoré sú používané v maloobchode proti krádežiam. Tieto tzv. HF RFID tagy však možno skenovať len na krátke vzdialenosti a nemožno ich použiť v priemyselnom prostredí, pretože ich brány nezachytia.

Ak majú byť tagy naskenovateľné na vzdialenosť, povedzme, 5 m, treba použiť tzv. UHF RFID tagy a brány, ktorých cena je mnohonásobne vyššia. Tiež treba vybrať správne tagy podľa toho, na aký materiál budú umiestnené a v akých podmienkach budú prepravované či skladované. Existujú tagy na škatule, plasty, kov, do vysokých teplôt, visiace či so samolepkou.

RFID je vynikajúca technológia na sledovanie toku materiálu v rámci závodu a pohybu rackov, stojanov, vozíkov či paliet, ktoré buď závod neopúšťajú, alebo sa pohybujú v relatívne uzavretom okruhu v rámci firmy. Ak sa totiž tagy do závodu nevrátia, ide pri vysokom objeme produkcie o vysoké náklady.

Pred implementáciou je nevyhnutné RFID otestovať na mieste a zvoliť správnu polohu brán, typ tagov a umiestnenie na materiál. Komunikácia so systémami závodu je už potom jednoduchá, napr. prostredníctvom webových služieb.

RTLS

Veľmi modernou technológiou sú systémy RTLS (angl. Real-time Location Services), ktoré slúžia na lokalizáciu ľudí, vozidiel či materiálu v interiéri. Keďže v uzavretých priestoroch GPS nefunguje, bolo potrebné vyvinúť alternatívne technológie, ktoré tento problém vyriešia.

Technológií existuje viac – Bluetooth Low Energy (BLE), Ultra-wide Band (UWB), WiFi, ultrazvuk a ďalšie. Každá z nich má svoje výhody aj nevýhody – výber nie je úplne jednoduchý. Veľmi záleží na tom, či chceme sledovať pohyb ľudí (BOZP), vozidiel (flotila) alebo materiálu, či je potrebné monitorovanie len v jednej budove alebo vo viacerých, aká je k dispozícii konektivita a pod.

BLE je vhodné na monitoring pohybu ľudí a vozidiel, pretože nevyžaduje zložitú inštaláciu infraštruktúry; monitorujeme pohyb mobilného telefónu, tabletu či špeciálneho tagu (len pre materiál). Možno dosiahnuť presnosť 3 – 10 m, podľa prostredia. Veľkou výhodou je možnosť obojsmernej komunikácie.

UWB ponúka reálnu presnosť okolo 1 m. Proklamovanú presnosť 30 cm možno dosiahnuť len v prípade priamej viditeľnosti tagu aspoň štyrmi kotvami, čo sa v reálnych podmienkach nedá dosiahnuť. UWB síce neponúka možnosť komunikácie, avšak je vhodnejšia na sledovanie materiálu s vyššou presnosťou.

Lokalizácia pomocou WiFi je možná, no vo všeobecnosti je veľmi nepresná a vhodná skôr pre obrovské priestory, kde lokalizácia s chybou desiatok metrov nie je problém. Výhodou je zase možnosť monitoringu aj v cudzích priestoroch, v ktorých k samotnej WiFi prístup nemáme.

S 2 cm zatiaľ vyzerá najpresnejšia technológia ultrazvuk, avšak ten je opäť limitovaný priamou „počuteľnosťou“ a krátkou výdržou batérie tagu – do 12 hodín.

Ako vidno, voľba RTLS technológie môže byť dosť zložitá, avšak jej správny výber zabezpečí úspešnú návratnosť projektu a pomôže identifikovať problémy v procesoch, ktoré fyzicky odsledovať nie je v ľudských silách.

Privolávacie systémy

Privolávacie alebo calling systémy slúžia na komunikáciu medzi operátormi vo výrobe a logistikmi v prípade, že dané pracovisko nie je prepojené s ďalšími systémami. Je to bežná situácia – logistici jazdia po fabrike a zisťujú potrebu materiálu vizuálne. Tento postup je mimoriadne neefektívny, pretože dochádza k zbytočným jazdám, často zistia potrebu materiálu neskoro, dochádza k prestojom z dôvodu nedostatku materiálu a pod. Privolávací systém rieši tieto problémy inštaláciou senzorov, ktoré odošlú požiadavku logistikovi do tabletu vo vozíku na dozásobenie ešte pred spotrebovaním materiálu. Zásobovanie pracovísk sa tak stáva oveľa plynulejším, logistici vedia presne, kedy si ktoré pracovisko aký materiál objednalo.

Možno použiť viacero typov senzorov, záleží na type pracoviska – tlačidlo, kladku, magnet, ultrazvuk a pod. Ak pracovisko využíva rôzne typy materiálov, pomôže osadený tablet. Senzor môže byť bezdrôtový na batérie alebo na kábli. Bezdrôtové bývajú pripájané k rôznym typom sietí – možno použiť lokálnu WiFi alebo niektoré z nových IoT sietí (NB IoT, LoRaWAN, Sigfox).

Umelá inteligencia

Umelú inteligenciu ešte stále mnohí vnímajú ako niečo mysteriózne, avšak už dnes existujú v priemysle situácie, keď sa dá úspešne použiť. A nejde pritom o komplexné systémy prediktívnej údržby, ktoré majú údržbu upozorniť, že sa stroj onedlho pokazí. Ide o kamerové systémy, ktoré umožňujú sledovanie toku a polohy materiálu, čím sa eliminuje manuálna kontrola zásobovania otvorených skladových pozícií.

Ďalšou možnosťou využitia UI je kontrola kvality, ktorú neraz ponúkajú priamo aj kamerové systémy vo svojom firmvéri. Tieto riešenia sú často plug-and-play a poslúžia dobre. Sú však aj situácie, keď treba dané riešenie upraviť podľa potrieb zákazníka, vtedy musia nastúpiť programátori.

Ďalšie kroky

Technológií, ktoré majú priemyselné závody na výber, je nepreberné množstvo, čo výber komplikuje. Manažment musí zohľadniť viacero premenných a hlavnou z nich je akceptácia potreby vyladenia internej logistiky. Dobrým začiatkom je audit logistických procesov pomocou technológií RTLS. Pokiaľ závod ešte nemá implementovaný žiadny WMS, mal by nad tým začať intenzívne uvažovať. Na monitoring pohybu materiálu a výrobkov otestovať RFID technológiu a komunikáciu medzi výrobou a logistikou skúsiť zlepšiť nejakou formou privolávacieho systému. Umelá inteligencia môže pomôcť s odstránením manuálnych kontrol zaskladnenia, prípadne kontrolou kvality. Integráciou takýchto a ďalších systémov sa potom možno dopracovať ku skutočnému digitálnemu dvojčaťu závodu, ktoré manažmentu umožní vidieť súvislosti, ktoré predtým nebolo možné odhaliť.

Michal Ukropec
konateľ INFOTECH, s.r.o.