Smart Factory: Verkottunut tuotanto ja älykäs sisälogistiikka
Tuotanto, jossa koneet kommunikoivat keskenään, materiaalitarpeet tunnistetaan automaattisesti ja prosesseja mukautetaan joustavasti – juuri tästä Smart Factoryssa eli älykkäässä tehtaassa on kyse. Koneet, tuotteet, IT-järjestelmät ja sisälogistiikka vaihtavat tietoja keskenään ja luovat siten perustan läpinäkyvämmille ja yhä automatisoidummille prosesseille. Tämä ei koske ainoastaan itse tuotantoa. Myös tuotantologistiikan on pysyttävä kehityksessä mukana. Materiaalien, komponenttien ja kuormankantajien on oltava oikeassa paikassa oikeaan aikaan.
Mikä on Smart Factory?
Smart Factory on digitaalisesti verkottunut tuotantoympäristö, jossa koneet, tuotteet, ihmiset ja logistiikkajärjestelmät vaihtavat tietoa keskenään. Anturit, Industrial Internet of Things (IIoT), tekoäly ja digitaaliset kaksoset mahdollistavat tuotanto- ja materiaalivirtaprosessien läpinäkyvämmän, joustavamman ja osittain automatisoidun ohjauksen.
Industry 4.0 eli Teollisuus 4.0 kuvaa puolestaan teollisen arvonluonnin laajempaa digitaalista muutosprosessia. Industry 4.0 korostaa erityisesti joustavia ja verkottuneita arvonluontijärjestelmiä sekä yhteentoimivuutta keskeisinä ominaisuuksina.
Miten Smart Factory toimii?
Smart Factoryssa koneet, varastopaikat, laatikot, kuljetusjärjestelmät ja IT-sovellukset on verkotettu toisiinsa. Anturit keräävät tietoa esimerkiksi koneiden tilasta, varastosaldoista tai sijainneista. Tietoja analysoidaan ja hyödynnetään seuraavissa prosesseissa.
Tuotantojärjestelmä voi esimerkiksi havaita materiaalitarpeen. Tämän perusteella voidaan muodostaa täydennystilaus, tarvittava materiaali valmistellaan ja kuljetetaan tämän jälkeen tuotantolinjalle.
Mitä teknologioita Smart Factoryssa käytetään?
Tyypillisiä teknologioita ovat:
- anturit ja Industrial Internet of Things
- viivakoodit ja RFID
- tekoäly
- digitaaliset kaksoset
- ERP-, MES- ja Warehouse Management -järjestelmät
- Smart Label -älyetiketit
- automaattiset kuljetusjärjestelmät
- automatisoidut varastointijärjestelmät
Tekoäly voi analysoida tuotantotietoja ja tukea esimerkiksi tuotannon suunnittelua, laadunvarmistusta, prosessien optimointia tai ennakoivaa kunnossapitoa. Fraunhofer mainitsee tekoälyn ja koneoppimisen nykyisin nimenomaisesti tärkeinä teknologioina tuotannon ja logistiikan teollisissa sovelluksissa.
Mikä on digitaalinen kaksonen?
Digitaalinen kaksonen on koneen, tuotteen tai tuotantoprosessin digitaalinen vastine. Virtuaalinen malli yhdistetään reaalimaailmasta saatavaan tietoon.
Sen avulla yritykset voivat seurata järjestelmien tilaa, simuloida muutoksia tai havaita kunnossapitotarpeita varhaisessa vaiheessa. Myös olemassa olevia koneita ja laitteistoja voidaan anturiteknologian ja IoT-yhteyksien avulla integroida yhä paremmin digitalisoituihin tuotantojärjestelmiin.
Mitä etuja Smart Factory tarjoaa?
Ratkaiseva hyöty ei ole pelkästään digitalisaatiossa. Smart Factory auttaa yrityksiä reagoimaan muutoksiin nopeammin ja joustavammin.
Mahdollisia etuja ovat:
- erilaisten tuotevarianttien joustava valmistus
- pienten tuotantoerien taloudellisempi valmistus
- parempi läpinäkyvyys koneiden ja materiaalien tilanteeseen
- vähemmän manuaalista koordinointia
- häiriöiden aikaisempi havaitseminen
- optimoidut materiaalivarastot
- lyhyemmät etsintä- ja kuljetusajat
- kunnossapitotöiden parempi suunniteltavuus
Plattform Industrie 4.0 pitää tiedon saatavuutta, verkottumista ja joustavia arvonluontijärjestelmiä teollisen murroksen keskeisinä osa-alueina.
Yksi ratkaiseva seikka jää kuitenkin usein liian vähälle huomiolle: joustavasta tuotantokoneesta on vain vähän hyötyä, jos tarvittava materiaali ei ole saatavilla oikeaan aikaan.
Mikä rooli sisälogistiikalla on Smart Factoryssa?
Sisälogistiikka yhdistää varaston, tuotannon, kokoonpanon ja lähettämön. Tuotannon joustavuuden lisääntyessä myös yrityksen sisäiselle materiaalivirralle asetettavat vaatimukset kasvavat.
Materiaalit on toimitettava käyttötarpeen mukaisesti. Samalla varastomäärät, kävelymatkat ja tuotantolinjan yhteydessä tarvittava tila tulisi pitää mahdollisimman pieninä.
BITO tarjoaa tähän erilaisia ratkaisuja tuotantolinjoille ja tuotantologistiikkaan sekä yrityksen sisäisen materiaalivirran optimointiin.
Materiaalien toimittaminen tarpeen mukaan
Yksi tuotannon materiaalihuollon vaihtoehto ovat Kanban-järjestelmät. Niissä täydennystä ohjataan todellisen kulutuksen perusteella.
Läpivirtaushyllyt tukevat lisäksi selkeää ja tehokasta materiaalien saatavuutta. Tuotteet täydennetään hyllyyn toiselta puolelta ja kerätään vastakkaiselta puolelta. Tämä tukee FIFO-periaatetta ja erottaa täydennyksen ja keräilyn fyysisesti toisistaan.
Komponenttien ja C-osien saatavuudessa voidaan esimerkiksi yhdistää BITO:n läpivirtaushyllyt niihin soveltuviin laatikkojärjestelmiin.
Olemassa olevien hyllystöjen digitalisointi
Smart Factory ei välttämättä edellytä täysin uuden varastotekniikan hankkimista.
Olemassa olevia läpivirtaushyllystöjä voidaan esimerkiksi täydentää digitaalisilla näytöillä ja Smart Label -älyetiketeillä. Pick-to-Light- ja Put-to-Light-järjestelmät tukevat työntekijöitä tuotteiden keräilyssä ja materiaalien saatavuudessa. Tiedot materiaalien tilasta tai tilauksista ovat saatavilla suoraan hyllypaikalla.
BITO tarjoaa tähän ratkaisuja läpivirtaushyllystöjen digitalisointiin Pick-to-Light-järjestelmillä ja Smart Label -älyetiketeillä. Näin olemassa olevia hyllyjärjestelmiä voidaan digitalisoida ilman, että koko järjestelmää tarvitsee vaihtaa.
Materiaalien automaattinen kuljettaminen
Toistuvat kuljetukset varaston ja tuotannon välillä voidaan automatisoida.
BITO:n LEO Locative -kuljetusjärjestelmä kuljettaa esimerkiksi laatikoita tuotantoympäristössä. Se navigoi optisten ajolinjojen ja merkkien avulla ja voi siten yhdistää erilaisia tuotantopisteitä toisiinsa.
Näin materiaalien saatavuus, kuljetukset ja tyhjien laatikoiden palautukset voidaan kytkeä entistä tiiviimmin yhteen.
Miten olemassa oleva tuotanto muutetaan Smart Factoryksi?
Smart Factorya ei tarvitse rakentaa täysin uuteen ympäristöön. Erityisesti olemassa olevissa tuotantolaitoksissa vaiheittainen eteneminen on usein järkevää.
1. Analysoi materiaalivirta
Ensin tulisi selvittää:
- Missä syntyy odotusaikoja?
- Missä materiaali loppuu säännöllisesti?
- Missä syntyy tarpeetonta kävelyä?
- Mitä varastosaldoja tarkastetaan edelleen manuaalisesti?
- Missä syntyy tavaroiden etsintään käytettyä aikaa?
- Mitkä toistuvat kuljetukset voidaan automatisoida?
Ensimmäisessä vaiheessa huomion tulisi olla prosessissa eikä tietyssä teknologiassa.
2. Aloita hallittavista prosesseista
Sopivia ensimmäisiä projekteja voivat olla:
- digitaalinen materiaalitilaus
- laatikoiden seuranta
- digitaalinen Kanban
- Pick-to-Light
- automatisoitu laatikkokuljetus
- olemassa olevien läpivirtaushyllystöjen digitalisointi
BITO yhdistää tähän liittyviä sovelluksia digitaalisten sisälogistiikkaratkaisujen kokonaisuudeksi. Näihin kuuluvat muun muassa älykkäät hyllyt, Smart Label -älyetiketit, laatikoiden seuranta ja automatisoitujen prosessien ratkaisut.
3. Suunnittele tuotanto ja sisälogistiikka yhdessä
Yleinen virhe on optimoida tuotantokoneita ja materiaalihuoltoa toisistaan riippumatta.
Jos esimerkiksi tuotantolinjan tuotantotahtia nostetaan, myös riittävän materiaalimäärän on oltava saatavilla. Muuten pullonkaula siirtyy vain tuotantokoneesta sisälogistiikkaan.
Tuotantoa, varastotekniikkaa, materiaalien saatavuutta ja yrityksen sisäisiä kuljetuksia tulisi siksi tarkastella yhtenä kokonaisprosessina.
Mitä haasteita Smart Factoryyn liittyy?
Kaikki teknisesti mahdollinen automatisointi ei ole automaattisesti taloudellisesti järkevää.
Tärkeimpiä haasteita ovat:
- vanhempien koneiden integrointi
- erilaiset rajapinnat
- tiedon laatu ja saatavuus
- IT- ja OT-turvallisuus
- investointikustannukset
- henkilöstön osaaminen
- puuttuvat prosessistandardit
Erityisen tärkeää on olemassa olevien laitteistojen integrointi. Saksalaisen Fraunhofer-tutkimuslaitoksen tutkimus osoittaa, että IoT-yhteyksien ja älykkäiden komponenttien avulla myös olemassa olevia koneita voidaan liittää moderneihin digitaalisiin tuotantoverkostoihin.
Tärkein periaate onkin: ensin ei pidä kysyä, mitä teknologiaa voitaisiin käyttää. Ensin tulee selvittää, mikä konkreettinen ongelma tuotanto- tai materiaalivirrassa halutaan ratkaista.
Yhteenveto: Smart Factory ei ala vasta tuotantokoneesta
Smart Factory yhdistää tuotannon, tiedon ja sisälogistiikan. Anturit, tekoäly, digitaaliset kaksoset ja automatisoidut järjestelmät muodostavat teknisen perustan.
Täysi hyöty saavutetaan kuitenkin vasta silloin, kun myös materiaalihuolto toimii. Komponenttien on oltava saatavilla, varastotilanteen läpinäkyvä ja materiaalien kuljetuksen varaston ja tuotantopisteiden välillä luotettavaa.
Olemassa oleville yrityksille suositellaan siksi usein vaiheittaista lähestymistapaa: analysoidaan prosessit, tunnistetaan konkreettiset pullonkaulat, digitalisoidaan yksittäisiä prosesseja ja verkotetaan järjestelmiä tämän jälkeen asteittain lisää.
BITO tukee tätä tarjoamalla hyllyjärjestelmiä, laatikoita sekä digitaalisia ja automatisoituja ratkaisuja tuotantologistiikkaan.
Usein kysyttyä Smart Factorysta
Mitä Smart Factory tarkoittaa?
Smart Factory on digitaalisesti verkottunut tuotantoympäristö, jossa koneet, tuotteet, ihmiset ja logistiikkajärjestelmät vaihtavat tietoa keskenään. Näin prosesseja voidaan ohjata läpinäkyvämmin, joustavammin ja osittain automaattisesti.
Mitä eroa on Industrie 4.0 ja Smart Factorylla?
Industry 4.0 eli Teollisuus 4.0 kuvaa teollisen arvonluonnin digitaalista murrosta kokonaisuutena. Smart Factory on tämän verkottumisen konkreettinen toteutus tehtaan sisällä.
Mitä teknologioita Smart Factory tarvitsee?
Tyypillisiä teknologioita ovat anturiteknologia, IIoT, tekoäly, digitaaliset kaksoset, RFID, viivakoodit, Smart Label -älyetiketit, ERP-, MES- ja Warehouse Management -järjestelmät sekä automatisoidut varastointi- ja kuljetusjärjestelmät.
Mikä rooli sisälogistiikalla on?
Sisälogistiikan tehtävänä on varmistaa, että materiaalia toimitetaan ja kuljetetaan tarpeen mukaisesti varaston ja tuotannon välillä. Digitaaliset varastotiedot, älykkäät hyllyt ja automatisoidut kuljetusjärjestelmät yhdistävät tieto- ja materiaalivirran.
Voidaanko olemassa oleva tehdas muuttaa Smart Factoryksi?
Kyllä. Yritykset voivat digitalisoida tai automatisoida yksittäisiä prosesseja vaiheittain. Olemassa olevia hyllystöjä ja laitteistoja ei välttämättä tarvitse vaihtaa kokonaan.
Pick-by-Voice varastossa: Tehokkaampaa tilausten keräilyä ääniohjauksella
Kasvavat tilausmäärät, lyhyet toimitusajat ja ammattitaitoisen työvoiman puute lisäävät tilauskeräilyyn kohdistuvaa painetta. Pick-by-Voice tukee työntekijöitä ääniohjatuilla työohjeilla, vähentää virheitä ja parantaa varaston tehokkuutta. Tutustu prosessin toimintaan, sen tarjoamiin etuihin ja sovelluksiin, joihin se sopii erityisen hyvin.
Tekoälyn mahdollisuudet logistiikassa
Tekoälyä pidetään avainteknologiana, jolla on kauaskantoisia vaikutuksia kansantalouden ja kilpailukyvyn suhteen. Logistiikan alalta löytyy soveltamiskohteita mm. ennustavasta logistiikasta, älykkäistä varastoista ja robotiikasta.