2017-02-10 | W magazynie

Automatyczna informatyzacja

Każdy rodzaj pracującej w obiektach magazynowych automatyki wymaga wysokiego poziomu obsługi w sferze informatycznej. Zautomatyzowane procesy bez udziału czynnika ludzkiego wymuszają zastosowanie odpowiedniej klasy aplikacji zapewniających prawidłową pracę maszyn. W praktyce często sfera zarządzania ich pracą podzielona jest między dostarczane wraz z automatyką aplikacje MFC (Material Flow Control) a wyspecjalizowany w tej materii system klasy WMS.
Automatyczna informatyzacja (Żródło: Fotolia)
Sterowanie automatyką nie jest jeszcze standardem w oferowanych systemach WMS, natomiast powoli staje się bardzo pożądaną funkcjonalnością, która w przyszłości może stać się normą, jeśli chodzi o system magazynowy. Wdrażanie automatyki magazynowej odpowiada wprowadzeniu nowoczesnych rozwiązań technologicznych, których zadaniem jest optymalizacja całego procesu przepływu towarów. System WMS natomiast może sterować niektórymi maszynami, urządzeniami lub całą infrastrukturą magazynową, w zależności od wyposażenia magazynu.

Rola dostawcy automatyki

W jakie funkcjonalności IT może i powinien wyposażyć instalację automatyki magazynowej jej dostawca? „Jest to zależne od poziomu złożoności automatyki. W przypadku dostaw pojedynczych komponentów (wagi, przenośniki itd.), zwykle urządzenie jest dostarczane ze sterownikiem sprzętowym, pozwalającym na skomunikowanie się z urządzeniem i wywołanie na nim odpowiednich funkcji. W takim przypadku za interpretację logiki biznesowej jest odpowiedzialny WMS” – mówi Piotr Modzelewski, Architekt oprogramowania w Instytucie Studiów Programistycznych S.A. „Inaczej wygląda sytuacja w przypadku dostarczania całościowych rozwiązań zautomatyzowanego magazynu. W takiej sytuacji dostawca automatyki dostarcza sterowniki integrujące urządzenia, a rolą WMS-a jest dostarczanie na bieżąco informacji pozwalających wykonać prawidłową operację (np. wybrać odpowiednią ścieżkę na przenośniku)” – dodaje nasz rozmówca.
 
Fotolia 34068734 Subscription Monthly XL
                                              Fotolia

Każdy element automatyki magazynowej powinien posiadać pewne oprogramowanie, które nim steruje, na określonym poziomie. Poziom sterowania może być bardzo różny: od niskiego, gdzie dołączone oprogramowanie wysyła proste sygnały do urządzenia, typu „włącz/wyłącz”, do wysokiego, gdzie oprogramowanie zawiera w sobie narzędzia optymalizacji dla transportu, a nawet część logiki biznesowej. „Niski poziom sterowania spotykamy często w przypadku prostych urządzeń typu przenośniki. Wyższy poziom występuje na przykład w przypadku urządzeń typu szafy automatyczne, gdzie wewnętrzne oprogramowanie steruje również takimi parametrami, jak: szybkość przesuwania półki, maksymalne obciążenie itd.” wyjaśnia Justyna Ganiec, Application Consultant w firmie Consafe Logistics. „Wysoki poziom sterowania przez oprogramowanie wbudowane w urządzenie można spotkać w przypadku urządzeń typu: magazyny wysokiego składowania z układnicami regałowymi, systemy typu auto-store, czy też roboty kompletacyjne” – dodaje. Takie instalacje niejednokrotnie pozwalają na zawarcie w nich części logiki optymalizacyjnej, chociaż w wielu przypadkach logika optymalizacyjna i biznesowa należą do rozwiązania WMS, zintegrowanego z automatyką.

Dr inż. Andrzej Bobiński, Prezes Zarządu Logifact-Systems, zwraca uwagę, iż funkcjonalności IT, w jakie powinny być wyposażone instalacje automatyki magazynowej, należy rozpatrywać z uwzględnieniem dwóch poziomów zarządzania/sterowania tymi instalacjami. Najniższa warstwa, odpowiadająca za sterowanie, to poziom sterowników. Każdy dostawca musi wyposażyć swoje rozwiązanie w warstwę sterowania automatyką magazynową przy pomocy programowalnych sterowników PLC (programmable logic controller). „Ta warstwa odpowiada za sterowanie poszczególnymi komponentami urządzeń automatyki magazynowej (np. w przypadku przenośników włącza/wyłącza zwrotnice przenośnika, powoduje obrót stołów obrotowych, włącza/wyłącza silniki poszczególnych sekcji przenośnika itp.). Warstwa ta ma duże znaczenie dla wydajności pracy przenośnika ze względu na jej szybkość reakcji czy ustawienia czasów okien” - tłumaczy Andrzej Bobiński.

Drugą, wyższą, warstwą zarządzania, jest warstwa MFC (material flow control). Jest to warstwa, która komunikuje się z jednej strony z systemem WMS, a z drugiej – bezpośrednio z warstwą sterowników PLC i zajmuje się sterowaniem ruchem w obrębie instalacji automatycznej. „Wszyscy więksi dostawcy posiadają swoją wyspecjalizowaną klasę systemów MFC. W przypadku dużych firm, oferowane przez nie systemy MFC, posiadają na ogół szeroki zakres funkcjonalny, umożliwiający zarówno niezawodne zarządzanie złożonymi instalacjami automatyki magazynowej, jak też sprawne budowanie interfejsów z systemami WMS lub ERP” – dodaje Andrzej Bobiński. Oznacza to, że olbrzymia większość funkcjonalności niezbędnych do sterowania urządzeniami automatyki, oferowanymi przez danego dostawcę, jest ustandaryzowana, gotowa i wymaga co najwyżej parametryzacji. Większość zaawansowanych systemów MFC wyposażona jest dodatkowo w funkcję wizualizacji pozwalającą na śledzenie ruchu, identyfikację awarii itd. Są to narzędzia dostarczane wraz z urządzeniami automatycznymi.

Kiedy wkracza informatyk?

Firma informatyczna odpowiedzialna za dostarczenie oprogramowania do magazynu automatycznego to bardzo istotny podmiot, który ma do odegrania krytyczną rolę w projekcie. W którym momencie do akcji powinien wkroczyć dostawca systemu WMS i jakie funkcjonalności musi on dostarczyć, aby magazyn automatyczny pracował efektywnie?

„Wskazane jest zaangażowanie firmy dostarczającej system WMS na możliwie wczesnym etapie, a przynajmniej od momentu, w którym zaprojektowana została obsługa procesów magazynowych przez urządzenia automatyczne” – twierdzi Andrzej Bobiński z Logifactu. Głównym zadaniem dla obu zaangażowanych stron, zdaniem eksperta, powinno być w pierwszej kolejności wyznaczenie jednoznacznego podziału zadań w zakresie obsługi procesów magazynowych, tzn. określenie, za jakie obszary zarządzania odpowiada WMS, a za jakie warstwa MFC. Jest to kwestia o tyle istotna, że ma decydujący wpływ zarówno na funkcjonalność systemu WMS w zakresie zarządzania procesami magazynowymi na styku WMS – MFC, jak również na późniejsze interfejsy wymiany danych, jakie muszą powstać w celu zapewnienia poprawnej komunikacji pomiędzy obiema warstwami.

W idealnej sytuacji rozwiązania automatyzacyjne i system zarządzania magazynem powinny tworzyć spójną całość. Warto więc, by od podstaw były one tworzone z uwzględnieniem swoich funkcjonalności. Kluczowa dla sprawnej współpracy pomiędzy nimi jest niezawodna identyfikacja poszczególnych produktów i ich lokalizacji w zakładzie oraz ewidencjonowanie i komunikowanie przez pojazdy wszelkich realizowanych przemieszczeń.

Podział ról między rozwiązaniem WMS a systemem IT, będącym częścią automatyki, może być bardzo różny. W niektórych przypadkach WMS bardzo głęboko wnika w sposób sterowania automatyką, pełniąc niejednokrotnie rolę rodzaju integratora pomiędzy różnymi elementami automatyki (często od różnych dostawców) znajdującymi się w magazynie. „W innych przypadkach WMS zarządza jedynie warstwą biznesową, tzn. nie wnika w sposób realizacji przemieszczeń przez układ automatyki. Elementy automatyki widziane są wówczas przez WMS jako tzw. „black box”. W takim układzie WMS zleca realizację danego procesu systemowi automatyki, a ten raportuje do WMS stan jego wykonania” – mówi Justyna Ganiec z Consafe Logistics.

Integrowanie w toku

Może się jednak zdarzyć, że właściciel magazynu korzystający z danego narzędzia klasy WMS podejmuje decyzję o zainwestowaniu w automatykę magazynową. Jak wówczas należy podejść do kwestii integracji oprogramowania z nową instalacją i jakie dane będą kluczowe w celu zintegrowania na styku obydwu systemów? Jakie kroki należy podjąć, aby taką integrację sprawnie wykonać? „Wszystko zależy od skali instalacji automatyki: jeśli jest to prosty przenośnik, integracja jest z reguły prosta. W przypadku rozbudowanych systemów automatyki składających się z układnic (zwanych często miniloadami), sorterów, przenośników, wind, etykieciarek, urządzeń paletyzujących zdarza się, że firma dodatkowo decyduje się na wymianę systemu WMS na bardziej nowoczesny, który jest w stanie obsługiwać złożone procesy automatyczne” – mówi Jerzy Danisz, WMS Competence Manager w firmie PSI Polska. Jego zdaniem optymalne wykorzystanie automatyki często wymaga przebudowania procesów logistycznych np. wprowadzania przetwarzania batchowego lub optymalizacji składowania w automatycznych strefach, jeśli systemy automatyki nie oferują tego typu rozwiązań, to właśnie system WMS przejmuje te zadania. Ważne jest to, w jaki sposób WMS poprzez moduł MFC zarządza automatyką. „WMS powinien obsługiwać procesy związane z automatyką w sposób optymalny, tzn. zawsze wyszukiwać najlepsze rozwiązania ze wszystkich dostępnych. Sam system MFC pośredniczy pomiędzy automatyką a systemem WMS, który stanowi silnik optymalizujący cały mechanizm. To dzięki systemom WMS automatyka może zostać maksymalnie wykorzystana, a procesy z nią związane zostaną zoptymalizowane” – mówi Jerzy Danisz.

Wprowadzenie automatyki do magazynu bardzo często skutkuje reengineeringiem procesów magazynowych. W opinii Piotra Modzelewskiego (ISP SA) po pierwsze, należy sprawdzić, czy nowe procesy będą obsługiwane przez aktualnie eksploatowany system. Po drugie, czy ma on możliwość eleganckiej współpracy z automatyką. Jako że staje się ona elementem podstawowych procesów biznesowych, zapewnienie dobrej, zgodnej z standardami i zasadami sztuki, obsługi urządzeń staje się kluczowym elementem systemu. „Po trzecie, trzeba sprawdzić, czy aktualnie eksploatowany system spełnia wymagania odnośnie wydajności – zarówno pod względem czasów odpowiedzi wymaganych przez interfejsy magazynu automatycznego, jak również pod kątem planowanego wzrostu ilości transakcji magazynowych (zwykle to także wiąże się z wdrożeniem automatyki)” – mówi Piotr Modzelewski.
 
Fotolia 130149869 Subscription Monthly XL
                               Fotolia

W przypadku, gdy w magazynie zarządzanym przy pomocy systemu WMS zostaje wdrożona instalacja automatyczna, zdaniem Andrzeja Bobińskiego z Logifact-Systems kluczowe stają się dwa główne zadania: stworzenie interfejsów wymiany danych pomiędzy systemem WMS i oprogramowaniem sterującym urządzeniami automatycznymi (warstwa MFC) oraz opracowanie i wdrożenie modyfikacji systemu WMS. „Pierwsze z powyższych zadań wynika z konieczności zapewnienia prawidłowej komunikacji pomiędzy obiema warstwami programowymi. Drugie natomiast dotyczy przypadków, w których wdrożenie instalacji automatycznej powoduje zmiany w przebiegu procesów magazynowych. W takiej sytuacji konieczne jest takie zmodyfikowanie systemu WMS, aby zarządzał on w sposób prawidłowy procesami magazynowymi obsługiwanymi przez instalacje automatyczne” – tłumaczy Andrzej Bobiński i dodaje, że stworzenie prawidłowych interfejsów wymiany danych wymaga ścisłej współpracy zespołów projektowych dostawców obu rozwiązań: systemu WMS i systemu sterowania automatyką. W pierwszej kolejności w toku prac analitycznych wspólnie dochodzi się do tego, jakie dane i komunikaty będą podlegały wymianie.

Eksperci przyznają, że trudno o zdefiniowane standardy postępowania w projektach integracji funkcjonującego już WMS-a z wdrażaną na nowo automatyką magazynową. „Konkretne określenie działań jest niemożliwe, ponieważ różne systemy WMS cechują się różnymi zakresami obowiązków i funkcjonalności. Jedną skrajnością jest zastosowanie specjalnie przygotowanego odchudzonego systemu WMS dokonującego interfejsowania z zewnętrznym systemem WMS. Z drugiej strony spektrum jest zewnętrzny system WMS, przejmujący częściowo obowiązki automatyki” – mówi Paweł Zakrzewski, Programista w firmie Logzact. W tym przypadku system automatyki zostaje dostosowany do współpracy z nim, ale niekoniecznie oznacza to pozbywanie się z niego funkcjonalności, a raczej jej duplikację.
 
Przykładowe wdrożenia

Dostawcy WMS-ów, z którymi rozmawialiśmy, mają na swoim koncie interesujące projekty uwzględniające integrację software’u z urządzeniami automatyki magazynowej.
 
PSIwms jest systemem zaprojektowanym do współpracy z automatyka magazynową. Integracja z automatyką magazynową jest prowadzona przez firmę już od wielu lat na rynku niemieckim. W Polsce przykładem projektu z wykorzystaniem rozbudowanych instalacji automatycznych jest wdrożenie systemu PSIwms dla firmy LPP. System obsługuje procesy logistyczne związane z zamówieniami towarów z salonów firmowych marek LPP: Reserved, MOHITO, Sinsay, Cropp i House. Jednym z wyzwań w tym projekcie była integracja starych systemów przenośników (przeniesionych z poprzednich magazynów), nowych przenośników oraz sorterów. Każdy z wymienionych komponentów dostarczony był przez innego dostawcę, co dodatkowo komplikowało np. przekazywanie komunikatów z WMS do automatyki. PSI zintegrowało system z zaawansowaną automatyką magazynową obejmującą m.in.: przenośniki, sorter typu cross-belt (400 zrzutów / 8 stanowisk indukcyjnych), układnicę (tzw. System miniload) na 370 000 miejsc składowania (kartonów). „W magazynie znajdują się także automatyczne zamykarki, etykieciarki i sorter wysyłkowy. System obsługuje do kilkuset tysięcy indeksów artykułowych. Maksymalna przepustowość centrum dystrybucyjnego LPP po rozbudowie osiągnęła wartość ponad 1 200 000 sztuk odzieży na dobę” – mówi Jerzy Danisz.

Duża część wdrożeń systemu Synaptic.WMS, oferowanego przez Instytut Studiów Programistycznych, obsługuje jakieś elementy automatyki – w różnej skali biznesowej i różnej skali skomplikowania – od prostych integracji z wagami, przez przenośniki rolkowe czy regały automatyczne, aż po zintegrowane magazyny automatyczne. – „Z tego względu od wersji Synaptic.WMS 5.0 wprowadziliśmy specjalny moduł – External Device Engine, który umożliwia integrację z dowolnymi urządzeniami zewnętrznymi bez ingerowania w strukturę wewnętrzną procesów systemu. Zapewnia to nie tylko łatwość i szybkość tego typu integracji, ale – co najważniejsze – pełną niezawodność i skalowalność rozwiązania” – mówi Piotr Modzelewski.

Również firma Mantis Polska posiada wieloletnie doświadczenie w integracji systemów automatyki magazynowej. W Polsce zrealizowane zostały wdrożenia WMS wspierające automatykę między innymi dla firm TIM i NoLimit. Obie firmy są liderami w swoich branżach, tj. elektrotechnicznej i fashion, działając na rynkach e-commerce jako podstawowych obszarach swojej działalności. – „W zakresie konkretnych rozwiązań Mantis integruje rozwiązania automatycznych magazynów paletowych, sorterów, rozwiązań Pick-to-Light oraz regałów automatycznych Lean-Lift typu vertical storage” – mówi Mariusz Puto, General Manager w Mantis Polska. W chwili obecnej firma Mantis realizuje dwa kolejne projekty.

Firma STILL chwali się z kolei realizacją semiautomatycznego magazynu w firmie Heuchemer. Dążąc do optymalizacji zagospodarowania przestrzeni, zdecydowano się tam na wykorzystanie platform transportowych STILLPalletShuttle, umożliwiających gęste składowanie, bez konieczności pozostawienia wolnej przestrzeni na alejki komunikacyjne. Szeroki na 46 m i długi na 42 m zespół regałów o wysokości sięgającej 16 m pozwolił na zwiększenie przepustowości magazynu o 10 650 miejsc paletowych. Całość obsługiwana jest przez 4 platformy transportowe, automatycznie przewożące ładunek w głąb regału – zawsze na pierwsze wolne miejsce w kanale wskazanym przez WMS. Za umieszczanie platform na początku odpowiedniego szeregu regałów odpowiadają dwa sterowane ręcznie pojazdy VNA typoszeregu STILL MX-X. Cechami charakterystycznymi tego półautomatycznego systemu są ponadprzeciętna gęstość składowania oraz duża elastyczność. Prócz opisanego wyżej rozwiązania, elektryczne wózki czołowe, za których pomocą realizowano zadania związane z usuwaniem odpadów produkcyjnych, postanowiono zastąpić urządzeniami techniki magazynowej kompatybilnymi z aplikacją STILL iGo Easy. System pozwala programować pracę pojazdów z poziomu prostego interfejsu zainstalowanego na tablecie.
 
Michał Klecha
 

Zobacz także

Systemy podwieszane w magazynowym transporcie wewnętrznym i ich obszar zastosowania.
Składowanie towarów w kontrolowanej temperaturze to wymagająca dziedzina logistyki kontraktowej.
Automatyczne sortowanie – jak dobrać odpowiedni sorter do procesów magazynowych?
Automatyzacja procesów przetwarzania blach na przykładzie producentów szaf sterowniczych.
REKLAMA

Zapisz się do naszego newslettera
REKLAMA

Nasze czasopisma

TL 2016
mid logo2016
Logo KAIZEN rgb
 

Aktualności

Biblioteka Tekstów

REKLAMA