Sisälogistiikan automaatio

Automaation hyödyntäminen on tärkeässä roolissa sisälogistiikan laadun ja tehokkuuden varmistamisessa. Automaatiomarkkinoiden oletetaan kasvavan logistiikan alalla kolminkertaiseksi lähivuosien aikana. Muutosta ajaa teknologian ja tekoälyn kehitys, jotka mahdollistavat joustavammat, tehokkaammat ja skaalautuvammat automaatioratkaisut. 

Tämän opintojakson jälkeen ymmärrät sisälogistiikan automaatioon käytettävien teknologioiden sovelluskohteet ja pystyt perustellusti valitsemaan käyttötarkoitukseen sopivimmat teknologiat. Osaat myös vertailla ratkaisumalleja simulaatiota hyödyntäen ja ymmärrät millaisiin prosesseihin automaatiota voidaan soveltaa. 

Miksi automatisoida? 

Sisälogistiikan automaatiojärjestelmät 

Automaattivarastot eli AS/RS-Järjestelmät 

automaattiset varastointijärjestelmistä käytetään usein termiä AS/RS- järjestelmä, joka tulee sanoista Automated Storage and Retrieval System. Nimensä mukaisesti se tarkoittaa varastointijärjestelmää, jossa automaatio vie ja noutaa käsittely-yksiköitä varastosta käyttäjälle. Hyvin suunniteltu AS/RS-järjestelmä voi parantaa merkittävästi varaston tilankäyttöä ja tehokkuutta sekä vähentää keruuvirheitä. Toisaalta varsinkin perinteinen AS/RS-järjestelmä on kallis investointi. Lisäksi järjestelmä vaatii säännöllistä huoltoa ja on joustamaton muutoksille. 

Nykyään on saatavilla monia erityyppisiä AR/RS- järjestelmiä ja teknologisen kehityksen myötä uuden tyyppisiä järjestelmiä ja uusia ominaisuuksia vanhoihin järjestelmiin tulee saataville säännöllisesti. Tästä syystä AS/RS-järjestelmille ei ole vakiintunutta kategorisointia. Järjestelmät voidaan kuitenkin jakaa karkeasti neljään eri kategoriaan niiden toimintaperiaatteen mukaan: 

• Varastoautomaatit ja -karusellit 

• Perinteiset AS/RS-järjestelmät 

• Robotic Cube Storage-järjestelmät 

• AMR Carrypick-järjestelmät 

Varastoautomaatit ja karusellit 

Varastoautomaatit ovat yhden tyyppisiä automaattisia varastointijärjestelmiä. Siinä hyllyn keskellä kulkee hissi (lift Modlue), joka tuo varastoalustoja käyttöaukolle (I/O pisteelle), jolta käyttäjä kerää tai hyllyttää tuotteet. Varastoautomaatit soveltuvat erityisesti pientavaran varastointiin. Varastoautomaatit tehostavat pientavaran keruuta sekä tehostaa tilankäyttöä verrattuna perinteiseen pientavarahyllyyn. 

Havainnekuva varastoautomaatista (generoitu tekoälyllä)

Varastokarusellit ovat kiertäviä varastointijärjestelmiä, joissa hyllyt on liitetty toisiinsa ja ne liikkuvat ympyräliikkeessä kuin karuselli. Kun käyttäjä valitsee tuotteen, koko hyllyketju pyörähtää niin, että oikea hylly tulee käyttöaukolle. Karusellit voivat olla voivat olla pystysuuntaisia (Vertical Carousel) tai vaakasuuntaisia (Horizontal Carousel). Myös varastokarusellit soveltuvat erityisesti pientavaralle. Vaakasuuntaisia karuselleja voidaan hyödyntää tilanteissa, joissa pitkiin ja mataliin tiloihin halutaan automaatiota tai niiden tilankäyttöä halutaan parantaa. 

Perinteiset AS/RS-järjestelmät 

Robotic Cube Storage-järjestelmät 

MR Carrypick-järjestelmät 

Simulointi 

Simulointi tarkoittaa olemassa olevan tai suunniteltavan järjestelmän matkimista virtuaalisesti. Järjestelmä voi olla esimerkiksi varasto tai tuotantolaitos. Simulointimallissa tunnetaan järjestelmän komponenttien ominaisuudet ja saadaan tietoa koko järjestelmän toiminnasta. Simuloinnin avulla voidaan testata järjestelmän toimintaa ilman, että tarvitsee tehdä kalliita ja hankalia muutoksia oikeaan tuotantoon. Simulointimalli on siis todellisen järjestelmän kuvaus, jota käytetään ongelmanratkaisussa. Malli tulee olla riittävän tarkka, mutta ei täydellinen – tarkoitus on tukea päätöksentekoa ja kehitystyötä. Nykyisin saatavilla on monia erilaisia simulointiohjelmistoa erilaisiin tarkoituksiin.  

Simulointiprosessissa määritellään lähtöarvot (esim. resurssien määrä, prosessointiajat) ja tarkastellaan mallin tuottamia tuloksia (esim. suorituskyky, käyttöasteet, läpimenoajat). Näin voidaan arvioida järjestelmän toimivuutta ja tehdä perusteltuja kehityspäätöksiä. 

Simulointiprosessin lähtöarvot ja tulokset (Lähde Juha Pesonen) 

Miksi simuloidaan? 

Simulointia hyödynnetään, koska todellisen järjestelmän muuttaminen voi olla kallista ja hankalaa. Simuloinnissa järjestelmää voidaan muokata helposti ja edullisesti, ja muutokset voidaan testata turvallisesti ennen käyttöönottoa. Lisäksi simulointi mahdollistaa pitkien aikajaksojen nopean tarkastelun ja soveltuu moniin tarkoituksiin, kuten toimitusketjun analysointiin. 

Simulointi on tehokas ja kustannustehokas tapa kehittää ja testata sisälogistiikan automaatioratkaisuja. Se mahdollistaa järjestelmien turvallisen ja joustavan kehittämisen sekä tukee päätöksentekoa monipuolisilla analyysityökaluilla. Oikean simulointiohjelmiston valinta riippuu käyttötarpeesta ja halutusta tarkkuudesta. 

Simulointiohjelmistot: Visual Components ja Flexsim 

Simulointiohjelmistojen ja erilaisten simulointimallien hyödyntämisen voidaan olettaa yleistyvän, erityisesti tekoälyn ja digitaalisen mallinnuksen (Digital Twin) kehittyessä. Sisälogistiikan prosessien ja automaation suunnitteluun on saatavilla useita simulointiohjelmistoja, kuten Visual Components, Flexsim, Anylogic ja Simio. Myös monet konsulttiyhtiöt tarjoavat simulointipalveluita. 

Visual Components 

Visual Components soveltuu yksityiskohtaiseen suunnitteluun, kuten yksittäisten tuotantosolujen ja robottien tarkkaan suunnitteluun ja simulointiin. Ohjelmistossa on laaja komponenttikirjasto mm eri valmistajien robotteja niiden tarkoilla ominaisuuksilla. Käyttö vaatii ammattitaitoa, ja laajojen kokonaisuuksien suunnittelu voi olla työlästä. 

Flexsim: 

Flexsim on melko helppokäyttöinen ohjelmisto prosessien simulointiin ja analysointiin, joka soveltuu tarvittaessa koko toimitusketjun mallintamiseen. Sisälogistiikan näkökulmasta se sisältää peruskomponentit, mutta yksityiskohtainen simulointi voi olla haastavampaa. Flexsimin vahvuus on monipuoliset prosessin analysointityökalut.