スマートファクトリー – 生産物流の未来

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公開日: 2014年7月9日 / 更新日: 2021年9月28日 – 著者: Konrad Wolfenstein

スマートファクトリー：工場や倉庫内の搬送ロボット – 画像：Xpert.Digital / Andrey Suslov|Shutterstock.com

完全に自動化された高層倉庫、倉庫内を自律的に移動するロボット、技術的に高度なコンベアシステムなど、倉庫物流では、あらゆる点で絶え間ない技術進歩が実感できます。.

しかし、産業価値創造の大きな部分を占める生産物流はどうでしょうか？多くのメーカーによると、ここには未開拓の大きな可能性があるとのことです。その一つのアプローチは、マテリアルフローのインテリジェントな自動化です。これにより、倉庫からワークステーション、そして生産エリアへの商品の移動がさらに迅速化されます。まさにここで、Kardex RemstarとServus Intralogisticsの2社が登場します。「スマートファクトリー」、顧客の社内生産物流を最適化するための新しいソリューションを開発しました。その主な目標は、倉庫保管と出荷を組立・生産とインテリジェントに統合し、保管、生産、組立エリア全体にわたるマテリアルフローを完全に自動化することです。

スマートなルート計画

このソリューションの中核となるコンポーネントは、 Kardex Remstar社のダイナミックストレージシステムと、Servus Intralogistics社の自律搬送ロボットで構成される特殊搬送システムです。それぞれ個別にが、今回の新開発ソフトウェアによって、これらのコンポーネントが効率的な総合ソリューションに統合されている点が特長です。

組立に必要な部品は、Kardex Remstarの垂直保管リフト、カルーセルラック、またはコンテナ保管システムに省スペースで保管され、必要に応じて取り出されます。取り出し時には、Servus搬送システムが保管場所から部品を自動的に取り出し、自律搬送ロボットを用いて組立作業場へ搬送します。その後、工程に応じて、組立済み部品は品質管理、中間保管、最終組立、または出荷へと搬送されます。Servus搬送システムは、工場内を自由に移動でき、既存の建物構造にも最適に適応するため、非常に柔軟性に優れています。つまり、保管場や生産場の床から天井まで、どこにでもレールを設置できるのです。.

このシステムは、次のような特徴を持つ顧客ベースを対象としています。

完成品または半製品を生産する
フロー生産プロセスに統合されている
ジャストインタイム配送に対応
小規模から中規模のバッチサイズを製造
幅広い部品と半製品を取り扱っています

スマートファクトリーは、自動車や機械工学などの製造業の顧客に最適なソリューションです。

顧客の要件

社内生産プロセスの合理化と時間節約を実現するため、部品および半製品の効率的かつ自動化された輸送の原則は、ますますお客様から強く求められています。目標は、段取りとダウンタイムを削減し、最適化された材料フローを実現することです。同時に、企業のデータ処理システムを通じてシームレスなトレーサビリティを実現します。パッケージ内のソフトウェアは、保管されている商品の移動データをすべて記録する上で重要な役割を果たします。システムは、現在の注文に対する部品の在庫状況を特定し、予測される需要を確保し、在庫不足を検知します。まとめると、このコンセプトには以下の要件が求められます。

保管・生産スペースの削減、歩行距離の削減
保管品へのより速いアクセス
リアルタイムの在庫追跡、倉庫管理、補充
ピッキング精度の向上
生産および保管における作業員の安全性と人間工学の向上

プロセスの詳細

組み立ての後で必要となる部品は、Kardex Remstar の垂直保管リフト、カルーセルラック、またはコンテナ保管システムにコンパクトに保管され、最小限の床面積を占有して、生産の準備が整った状態に保たれます。.

プロセスは生産オーダーから始まり、それに基づいて必要な材料が個々の保管システムから取り出されます。ほとんどの場合、このプロセスステップは顧客のERPシステムによって自動的に開始され、処理されます。組立ステーションへの材料の補充は、通常、様々な保管システム（小型部品、ハイベイ、シャトルシステムなど）から可能です。唯一の要件は、組立に必要な部品を十分な量供給できるように、発注された在庫が確保されていることです。.

ここでServusの搬送ロボットが活躍します。搬送ロボットは必要な作業手順に関する情報を自動的に受信し、その後のすべての手順を自律的に実行します。Servusシステムは中央制御を必要とせず、搬送ロボットは赤外線を介して他の搬送ロボットやワークステーションと直接通信し、周囲の状況に反応します。この高度な搬送システムの中核となるのは、最大35kgの荷物を搬送できる自律運転搬送ロボットです。特徴、サイズ、積載装置に応じて個別に構成可能なこのロボットは、単純な段ボール箱や木箱からバルク品、顧客固有のワークピースまで、あらゆる荷物を搬送できます。内蔵の積載装置により、保管ラックへの自動的な積み込みと積み下ろしが可能になります。.

ユニットは、サポートプロファイルのみで構成されたレールシステム上を移動するため、ケーブルや配線は不要です。これにより、レールレイアウトに全く制約がなく、企業の既存インフラとの理想的な統合が可能になります。状況に応じて、搬送システムは床面、作業高さ、あるいは省スペースのために天井に設置することも可能です。生産プロセスの変更や将来の拡張に伴う短期的な変更にも容易に対応できます。.

3つ目の主役は、いわゆるアシスタントです。ロボットはアシスタントと通信し、保管場所、組立場所、ピッキングステーションまで移動します。.

自律走行車がアシスタントに近づくと、アシスタントは自己認識を行い、システム内での自身の位置と利用可能な選択肢を搬送ロボットに伝えます。ロボットはその後、自律的に進路を決定します。ロボットは、同様に、訪問する個々のワークステーションと順次通信します。.

赤外線による情報交換に加え、電気パルスによる簡易通信も可能です。これは、例えば、停止や発進プロセスを実行したい場合に使用できます。

組立ステーションでは、作業員が様々なロボットから運ばれてきた部品を取り出します。輸送された品物が入ったコンテナと電子信号を受信すると、カートは元の位置に戻り不要な商品を戻すか、商品が必要な次の作業場所へ移動します。これにより、カートは常に移動し、商品の搬送、積み込み、積み下ろしを行うため、組立作業者は余分な歩行をすることなく生産作業に集中できます。これにより、作業時間の大幅な節約と従業員の職場環境の改善が実現し、企業の効率向上と従業員の健康促進に貢献します。.

もちろん、このコンセプトは純粋な生産だけに適するわけではありません。組み立てが完了した後、ロボットは完成品をピックアップして倉庫に搬送したり、品質管理やオーダーピッキングなどの次の工程に運んだりすることもできます。.

Servusシステムの利点と顧客メリット

このようなシステムでは、入庫、保管、ピッキング、出庫がコンパクトなフロープロセスに統合されており、企業は極めて柔軟に設計できます。これにより、不要な中間保管が削減され、スループットが大幅に向上し、リードタイムの短縮と生産性の向上につながります。仕掛品在庫とそれに伴う固定資本が削減され、コスト削減につながります。.

生産物流におけるこのコンセプトの応用分野は非常に多岐にわたります。

社内輸送：シャトルシステムは、入庫からバッファ保管、生産、ピッキング、組立、そして最終的な商品出荷まで、すべての社内輸送を担います。すべてのエリアを単一のシステムで管理することで、不要なインターフェースがなくなり、最大限の柔軟性が実現します。.
組み立て: シャトルシステムは、手動ワークステーションと自動処理ステーションを提供し、関連するデータと処理手順も提供します。.
注文ピッキング:商品から人へのでも人から商品へのも、個別の注文を次々に処理する場合でも複数の注文を並行して処理する場合でも、シャトルシステムは保管場所から材料を人またはワークステーションに直接渡し、任意の場所に戻します。

総合的に言えば、スマートファクトリーは、自動化されたプロセス、シンプルでニーズに基づいたインストールを含むシンプルな構造、そしてシステムの高い拡張性により、製造業の企業がプロセスをさらに最適化し、内部効率を大幅に向上させるのに役立つソリューションです。