Dynamiczne uzupełnianie zapasów linii: strategiczna odpowiedź na obecne wyzwania produkcyjne

Nadszedł czas na ponowne przemyślenie systemów i praktyk uzupełniania zapasów linii, aby producenci mogli utrzymać wydajność i konkurencyjność, jednocześnie stawiając czoła wyzwaniom związanym z dostosowaniem do potrzeb klientów i niedoborem siły roboczej. Czy roboty AMR i koboty mogą być rozwiązaniem tych problemów? 

Trend dostosowywania produktów do indywidualnych potrzeb przełożył się na liczne wyzwania operacyjne dla producentów — potrzeba możliwości zastosowania szerszej gamy komponentów i materiałów wprowadza zmienność, którą tradycyjne systemy z trudem mogą efektywnie zarządzać. Może to prowadzić do zwiększenia kosztów zapasów, wydłużenia czasu realizacji i opóźnień w produkcji. 

Dane empiryczne podkreślają wpływ indywidualizacji produktów na operacje produkcyjne — producenci zgłosili[1], że zmagają się z wydłużonym czasem realizacji, wyższymi kosztami produkcji i potrzebą zarządzania wieloma zapasami. Liczby te ilustrują konkretne wyzwania, jakie niesie ze sobą dostosowywanie produktów do indywidualnych potrzeb klientów.

Problem: uzupełnianie zapasów linii

Uzupełnianie zapasów linii, które obejmuje takie zadania jak dostarczanie materiałów eksploatacyjnych na czas (ang. just-in-time; JIT) oraz optymalizację transportu towarów, pudełek oraz palet, jest jednym z obszarów, który staje się szczególnie trudny w miarę wzrostu poziomu dostosowania produktów. Dotkliwy niedobór siły roboczej, z jakim zmaga się przemysł wytwórczy, komplikuje tę sytuację, ponieważ wiele zadań związanych z uzupełnianiem zapasów linii tradycyjnie należy do zadań ręcznych. Z powodu mniejszej liczby pracowników, którzy mogą przenosić materiały do i z linii produkcyjnych oraz zarządzać zapasami, producenci muszą szukać rozwiązań, które są bardziej wydajne i mniej zależne od ludzkiej pracy.

Jak to wygląda w przemyśle farmaceutycznym?

Dla przykładu, w sektorze produkcji farmaceutycznej pojawiło się krytycznie wąskie gardło w fizycznym transporcie czystych, pustych fiolek i wtórnych materiałów opakowaniowych na linie produkcyjne. Wynika to głównie z braku wystarczającej liczby pracowników do obsługi wózków. To wyzwanie jest jeszcze większe w środowiskach, w których nie można korzystać z wózków widłowych i innych urządzeń do obsługi mechanicznej ze względu na obowiązujące rygorystyczne normy higieny i ograniczenia przestrzeni, co jest typowe dla zakładów farmaceutycznych. Niedobór personelu do transportu materiałów spowodował zakłócenia terminowej i wydajnej dostawy tych podstawowych komponentów na linię produkcyjną, doprowadzając do opóźnień w procesie produkcji.

Zautomatyzowane rozwiązania w zakresie uzupełniania zapasów linii

Sprostanie tym wzajemnie powiązanym wyzwaniom wymaga holistycznego podejścia, które wykorzystuje technologię i innowacje. Pod tym względem zautomatyzowane roboty mobilne (AMR) i koboty stanowią obiecujące rozwiązanie. Te nowe technologie umożliwiają zmniejszenie nakładu pracy przy uzupełnianiu zapasów linii oraz dostosowanie do zmienności związanej z produkcją dostosowaną do indywidualnych potrzeb klientów.

Oto kilka korzyści wynikających z zastosowania tych technologii robotycznych: 

• Materiały eksploatacyjne na żądanie: roboty AMR można zaprogramować tak, aby dostarczały materiały dokładnie wtedy i tam, gdzie są potrzebne, minimalizując niepotrzebne składowanie zapasów w hali produkcyjnej i zmniejszając fizyczne obciążenie pracowników. Na przykład wdrożenie robotów AMR w celu dostarczenia materiałów opakowaniowych lub zapasów będących w toku produkcji (ang. work-in-progress; WIP) umożliwia utrzymanie ciągłości produkcji, dostosowując zmienność w jednostkach magazynowych bez zakłóceń.
• Elastyczność i skalowalność: w porównaniu z tradycyjnymi systemami przenośników, roboty AMR są dynamiczne. Można je bezproblemowo zintegrować z systemami realizacji produkcji i skalować nawet do 100 robotów lub więcej. Elastyczność ta sprawia, że są one szczególnie odpowiednie do środowisk, w których specyfikacje produktów często ulegają zmianie, co umożliwia producentom szybkie dostosowanie się do wymagań klienta bez uszczerbku dla wydajności i bezpieczeństwa. 
• Brak konieczności zachowania marginesu błędu: precyzja, z jaką roboty AMR dostarczają materiały eksploatacyjne i zapasy WIP do linii produkcyjnych minimalizuje ryzyko błędów. Dokładność ta ma kluczowe znaczenie dla utrzymania wysokiego poziomu produktywności i wydajności operacyjnej. Poprzez zapewnienie bezproblemowej dostępności odpowiednich materiałów wtedy, gdy są potrzebne rozwiązanie to eliminuje niepotrzebne opóźnienia i poprawia ogólny przepływ procesów.
• Predykcyjne uzupełnianie zapasów: zaawansowane zautomatyzowane systemy są nie tylko reaktywne, ale również proaktywne — umożliwiają monitorowanie zużycia i przewidywanie wyczerpania materiałów. Ta funkcja predykcyjna zapewnia bezproblemowe uzupełnianie zapasów, eliminując ryzyko przestojów z powodu niedoborów materiałów. 
• Bezpieczeństwo pracowników: roboty AMR rozwiązują ten jeden z najczęstszych problemów w kwestii automatyzacji zadań uzupełniania zapasów linii. Tradycyjne roboty wymagają wdrożenia rozbudowanych środków bezpieczeństwa w celu unikania przeszkód, natomiast roboty AMR i koboty zostały zaprojektowane tak, aby działały w harmonii z ludźmi.

Roboty AMR: podejście poparte badaniami

Badania w dziedzinie zaawansowanej produkcji podkreślają skuteczność włączenia robotów AMR do środowiska produkcyjnego. Boston Consulting Group podaje[2], że wdrożenie robotów AMR do procesu produkcji może obniżyć koszty logistyki i magazynowania w zakładzie o około 30%.

Nowa epoka wydajności

Podsumowując, produkcja dostosowana do potrzeb klientów i kryzys niedoboru pracowników stworzyły „absolutny huragan”, który zwiększa presję w zakresie uzupełniania zapasów linii. Integracja robotów AMR do dostarczania zapasów i kobotów do podawania materiałów może zrewolucjonizować sposób zarządzania nimi, od materiałów eksploatacyjnych po zapasy WIP.  Dzięki zapewnieniu terminowego, dokładnego i wydajnego uzupełniania zapasów linii, te zrobotyzowane floty, obsługiwane przy użyciu precyzyjnych technik zarządzania flotą, mogą wyeliminować wąskie gardła wynikające z niedoborów siły roboczej i wymagań klientów w zakresie indywidualnego dostosowywania produktów. 

[1] https://www.pwc.com/us/en/technology/alliances/library/oracle-mass-customization-in-manufacturing.html

[2] https://www.bcg.com/publications/2022/advanced-logistics-systems-in-factory-of-the-future