Индустрија 4.0 – Транспортна логистика у транзицији
Избор језика 📢
Објављено: 31. децембра 2014. / Ажурирано: 28. септембра 2021. – Аутор: Konrad Wolfenstein
Индустрија 4.0: Паметна фабрика – Паметна логистика – Слика: Xpert.Digital / Phonlamai Photo|Shutterstock.com
Индустрија 4.0 – термин који је недавно постао популаран, генеришући много дискусија у индустрији и политици. У свом најправијем смислу, Индустрија 4.0 се односи на пројекат немачке савезне владе оријентисан ка будућности, који предвиђа блиску интеграцију ИТ и производне технологије како би се земља припремила за будуће изазове.
Према стратешком документу, четврта индустријска револуција, вођена брзим развојем интернета, довешће до спајања стварног и виртуелног света, што ће на крају резултирати Интернетом ствари (IoT). Овде се производи или компоненте сами умрежавају са другим предметима, корисницима или превозним средствима и комуницирају једни са другима како би генерисали беспрекорне и још ефикасније процесе.
Знак преласка ка Индустрији 4.0 је све већи значај умрежавања ИТ система уграђених у производне и логистичке процесе, како једни са другима, тако и са интернетом уопште (тзв. сајбер-физички системи, CPS). Све већи и убрзанији развој аутоматизације и интеграције у индустрији прати стварање све интелигентнијих технологија за праћење и контролу, омогућавајући компанијама да управљају и оптимизују своје целокупне мреже за стварање вредности у готово реалном времену. Овај развој ће на крају довести до имплементације потпуно аутономних процеса доношења одлука у производњи и транспорту.
Један корак ка овом циљу је самоучећа, интелигентна фабрика ( Smart Factory ). Фокус је овде на развоју интелигентних, саморегулишућих производних система и процеса, као и на имплементацији умрежених производних погона који међусобно комуницирају независно.
Паметна логистика: Логистика будућности
паметне технологије све више проналазе свој пут у транспортну логистику
Али шта су тачно паметне технологије?
То су рачунарски потпомогнути системи који потпуно аутоматски контролишу целокупне радне процесе и способни су да раде аутономно, чиме независно контролишу читав процес.
Данашња логистика има мало заједничког са релативно једнодимензионалним складиштењем и отпремом робе од пре само неколико година. То је због нових веб технологија које омогућавају потпуно нови ниво интерактивности између учесника. И овај развој наставља брзо да напредује. Делимично или чак потпуно аутоматизовани транспортни системи већ се тестирају у бројним применама.
Паметна фабрика – интелигентна фабрика будућности
Немачки истраживачки центар за вештачку интелигенцију (DFKI), у сарадњи са разним произвођачима, развио је први прототип интелигентне фабрике будућности – такозване Паметне фабрике . Њена главна карактеристика је састав независних производних модула који аутономно комуницирају једни са другима користећи мноштво информационих система. Људски рад игра само помоћну улогу у процесу производње.
Три кључна градивна блока чине основу развоја:
- интелигентни, комуникативни производ
- умрежени систем
- помоћни оператер система
Интелигентни производ, уз помоћ интегрисаних сензора (нпр. РФИД или Блутут), стално је обавештен о својој тренутној поруџбини, материјалу и подацима о производњи, чиме утиче на сопствени производни процес. Умрежени систем комуницира са појединачним интелигентним производима путем ЦПС компоненти и прати сваки корак рада. У овом систему, људски оператер који помаже кориснику је директно од стране производа обавештен о детаљима процеса монтаже, укључујући неопходне кораке рада.
Паметна фабрика и логистика података
У паметној фабрици, традиционално раздвајање планирања производње и контроле производње се елиминише. Уместо тога, користи се интегрисани приступ, у којем машине размењују информације и прогнозе о производном процесу и координирају наредне кораке рада. Подаци о протоку материјала, коришћењу машина и система за складиштење и потрошњи ресурса такође су интегрисани у процес и узимају се у обзир у планирању акција. Да би овај проток информација континуирано утицао на текућу производњу, он се мора одвијати у реалном времену између уређаја.
Овде логистика података игра посебно важну улогу, јер мора да обезбеди да сви подаци, и тренутни и прогнозирани, буду доступни брзо и свеобухватно и да се прослеђују без губитка времена.
Овај модерни тип производње никако не завршава на капијама паметне фабрике. Интегрисани, на поруџбине оријентисан приступ производњи, који обухвата цео ланац вредности од сировина до готовог индустријског производа, захтева размишљање на нивоу свих компанија и, са становишта логистике података, осигурање несметане размене информација.
Изазови су огромни. С једне стране, очекује се масиван проток података, што захтева свеобухватну реорганизацију ИТ инфраструктуре. Брзо проширење мрежне инфраструктуре је стога неопходно за успех пројекта.
Поред квалитативног и квантитативног ширења линија података, логистика података се суочава са још једним веома сложеним и тренутно много дискутованим изазовом: обезбеђивањем свеобухватне безбедности података. Поред гарантовања доступности података за овлашћене кориснике, одржавање њихове поверљивости игра централну улогу. Неовлашћени приступ, као и губитак или неовлашћено откривање поверљивих података, морају се спречити по сваку цену. Стручњаци за логистику података се стога суочавају са задатком унапређења развоја и функционисања свеобухватних безбедносних концепата и стандарда.
Веза између података и транспортне логистике
Поред логистике података, транспортна логистика ће играти још важнију улогу у контексту Индустрије 4.0. Ово посебно подразумева потпуно умрежавање свих објеката укључених у транспортни ланац. У многим областима, ово је већ стварност и користи се свакодневно у мноштву примена: флексибилно планирање рута засновано на предвиђеним условима у саобраћају или временским условима и софтверски подржано управљање протоком саобраћаја су само два примера. Али технолошки развој се ту не зауставља. Увођење интелигентних, самовозећих возила у транспортну инфраструктуру засновану на Интернету ствари отвориће врата потпуно новим димензијама аутоматизованих и флексибилних логистичких решења.
У овој области, подаци и транспортна логистика иду руку под руку, при чему прва пружа информације потребне за оптимизацију транспортне логистике. Што је свеобухватнија размена информација о тренутним капацитетима, временским условима, саобраћају и возилима, то се ефикасније могу управљати растућим логистичким токовима. У временима повећања производње и транспорта све мањих серија (кључна реч: е-трговина), производна и дистрибутивна страна практично зависе од перформанси и флексибилности транспортне логистике. Само ако она може гарантовати да сировине, полупроизводи или артикли за испоруку стижу на локацију на време, визија четврте индустријске револуције уопште, а посебно концепт паметне фабрике, може се уопште остварити.
Очекује се да ће паметне технологије пре или касније превладати у производњи. Али како ће то утицати на складишну логистику? Да ли ће се развој тамо одвијати на исти или сличан начин?
Постоји много знакова овога.
Паметни транспортни системи у складишту
Без централног система управљања, ова возила међусобно преговарају о долазним транспортним налозима, успостављају правила о првенству пролаза и размењују податке о својим позицијама у складишту. Пошто сваки шатл обрађује своје информације децентрализовано, цео систем управљања је распоређен по многим виртуелним јединицама. Уколико дође до кварова, група возила реагује и сама решава проблем.
Аутономни транспортни роботи
Ту долазе до изражаја две компаније Kardex Remstar и Servus Intralogistics, које су развиле ново решење „Паметна фабрика“
Основне компоненте решења су динамички системи за преузимање делова компаније Kardex Remstar и специјализовани транспортни систем компаније Servus Intralogistics, који се састоји од аутономних транспортних робота монтираних на шине. Производи обе компаније су већ неко време доступни одвојено. Ново је то што су компоненте комбиноване у ефикасно целокупно решење коришћењем новоразвијеног софтвера. Делови потребни за монтажу складиште се на начин који штеди простор у вертикалним складишним лифтовима, каруселним регалима или системима за складиштење контејнера компаније Kardex Remstar. У тренутку преузимања, транспортни систем Servus аутоматски преузима делове из складишта и транспортује их до радних станица за монтажу помоћу аутономних транспортних робота. Роботи аутоматски добијају информације о потребним радним корацима и самостално завршавају све наредне кораке. Сходно томе, систему Servus није потребна централна управљачка јединица, јер транспортни роботи директно комуницирају са другим транспортним роботима и радним станицама путем инфрацрвеног порта, што им омогућава да реагују на своју непосредну околину. Транспортни систем компаније Servus се показао посебно флексибилним, јер омогућава слободно планирање руте унутар фабричке хале и оптимално се прилагођава постојећим грађевинским структурама. То значи да се шина може инсталирати на било којој тачки – од пода до плафона – у складишним и производним халама.
Ројна интелигенција из Фраунхоферовог института
Фундаментално упоредив, али у свом садашњем облику напреднији приступ приказује систем за складиштење и транспорт контејнера под називом Мултишатл Фраунхоферов институт за проток материјала и логистику .
Основна идеја је да се одлучујућа предност система за складиштење не мери само његовим чистим капацитетом складиштења и преузимања, већ и брзином којом контејнери за складиштење стижу до одредишта. Стручњаци у Fraunhofer IML претпостављају да ће се удео транспортних и складишних система за мале носаче терета наставити повећавати у складишној логистици у поређењу са транспортним и складишним системима за палете. То је због континуираног смањења величине пошиљки и резултирајућих мера за смањење залиха у индустрији и трговини.
Првобитна идеја је укључивала развој транспортног система са исплативим, шинским вођеним возилима. Ова возила су такође била замишљена да буду способна да самостално обављају операције складиштења и преузимања унутар складишта, омогућавајући тако цео процес транспорта од складишта до радне станице без даљег руковања. Ова идеја је довела до развоја такозваног Мултишатла , који функционише слично транспортном возилу Сервус.
Међутим, инжењери су брзо препознали ограничења овог решења: нефлексибилан систем шина. Затим су се посветили даљем развоју мултишатла, оног који би се кретао складиштем без шина. У сарадњи са компанијом Dematic, институт је развио MultiShuttle Move , који је компатибилан са конвенционалним системом шина, али је такође опремљен шасијом монтираном на под и интелигентним системом навигације. Возило је опремљено ласерским скенерима напред и позади, који служе и за проналажење путање и као безбедносна карактеристика при раду на поду. Користећи интегрисану технологију позиционирања, може се потпуно слободно кретати унутар простора без икаквих водилица или других фиксних маркера и динамички реаговати на промене. Ово минимизира потребу за технологијом фиксног транспортера, а истовремено постиже максималну флексибилност.
Са овим иновативним системом, интелигентна и међусобно повезана транспортна возила обављају све транспортне операције, на пример, од складишта са високим регалима до радних станица где се даље обрађују или прикупљају. Ови агилни помагачи нису вођени софтвером за управљање складиштем, већ се аутономно координирају без икакве централне контроле. Пошто ова врста складишне логистике захтева велики број ових малих помагача, софтвер би био преоптерећен сложеношћу управљања овим ројем робота. Ово им омогућава да се потпуно слободно крећу унутар складишта са високим регалима, како по шинама, тако и по поду.
Уређаји међусобно комуницирају и контролишу користећи принцип ројне интелигенције. Ово се постиже употребом новоразвијене сензорске технологије опремљене функционалностима као што су радио праћење, мерење удаљености и навигација. Ово омогућава појединачним шатловима да увек пронађу најдиректнији и најкраћи пут до свог одредишта, да се међусобно координирају у вези са прихватањем поруџбина и оптималним планирањем руте, и тиме обезбеђују максималан проток у складишту, а самим тим и ефикасност.
Судари се такође избегавају интегрисаним системом сензора, који аутоматски зауставља возила ако је судар са другим уређајем или особом неизбежан. У супротном, у складишту важе фиксна правила о првенству пролаза, слично као у друмском саобраћају.
Уколико су потребни додатни ресурси, транспортни капацитет система може се флексибилно прилагодити повећањем броја возила. Улагања у фиксне објекте нису потребна.
Останите у контакту
