“To zależy…” czyli o wdrażaniu magazynów automatycznych.
Autor Artykułu: Zbigniew Gawęda
Liczby, tabele przestawne i diagramy
Jeśli już przebrnęliśmy przez czyszczenie danych i łatanie dziurawej masterdaty, możemy z powodzeniem zająć się analizą. Oczywiście, w krótkim artykule nie można podjąć się tematu, który wymaga kilku lat doświadczenia, dlatego pozwolę sobie tylko zwrócić uwagę na kilka aspektów. Nie ważne czy analizę prowadzi wyspecjalizowany doradca logistyczny, czy też robimy to samodzielnie, warto poświecić nieco czasu na przygotowanie się w szerszym kontekście.
Warto odwiedzić duże targi automatyki magazynowej. Zazwyczaj jest to najlepsza okazja aby zobaczyć jak szerokie są możliwości i jak duże jest zróżnicowanie rozwiązań automatyki magazynowej. Warto poznać potencjalnych dostawców, producentów i dystrybutorów. Największe targi to oczywiście Logimat w Stuttgarcie, i poniekąd to miejsce konieczne do zobaczenia.
Jakiekolwiek rozwiązanie nas interesuje, warto odbyć kilka wizyt referencyjnych. Pozwalają one dostrzec z jakimi problemami trzeba będzie się zmierzyć
i jak radzili sobie z nimi inni. Warto zapytać o dostępność serwisu i części zamiennych. Jeśli to możliwe, wizyta referencyjna jest niezwykle wartościowa dla kadry zarządzającej magazynem. Kilkuosobowa grupa jest w stanie dostrzec znacznie więcej, zwłaszcza jeśli w trakcie i po spotkaniu jest czas omówić wynotowane spostrzeżenia.
Rozmawiając z dostawcami, swoim zespołem czy podczas wizyt referencyjnych, warto mieć ze sobą diagramy przepływów wraz z zakładanymi wydajnościami pracowników, diagramy zmiany stanu dla komunikacji systemów IT. To zawsze pozwala na lepsze wzajemne zrozumienie.
Zawsze warto podejść wariantowo do kilku alternatywnych technologii. Większość odpadnie na etapie analizy funkcjonalnej lub wyceny budżetowej, ale nawet odrzucone koncepcje mogą wnosić ciekawe pomysły lub uwypuklać pewne potrzeby lub problemy do rozwiązania. Analiza sama w sobie powinna być wariantowa. Zmianie mogą ulec przepływ ilości zamówień lub objętość składowania, ale jednocześnie nie mniej istotne są zmiany struktury pomiędzy produktami o różnej wielkości, pomiędzy zamówieniami B2B i B2C, ale również ilość sztuk na linię i linii na zamówienie. Nasza najlepsza prognoza będzie pewnie nietrafiona, ale scenariusze graniczne mogą pozwolić na zabezpieczenie nieznanych dziś ryzyk. Oczywiście czy to wystarczy? To zależy…
Świadomy użytkownik
Każdy automatyczny system będzie w trakcie uruchomienia przejęty przez zespół magazynierów i menadżerów magazynu. Rozwiązanie będzie służyło w ich pracy i pod ich opieką. Już na bardzo wczesnym etapie projektu należy wyjść właśnie od pracy z zespołami użytkowników systemu. Jeśli zależy nam na sukcesie, automatyczny magazyn powinien być w znacznej mierze zaprojektowany i przystosowany przez jego późniejszych użytkowników. Oczywiście wymaga to pewnego poziomu dojrzałości i wiedzy ale trudno sobie wyobrazić organizację, w której brak jest osób z poczuciem odpowiedzialności i szczególnym poczuciem „własności”, które w języku angielskim określamy jako „ownership”. Taki zespół będzie szczególnie istotny już w trakcie zbierania danych. Jeśli analizujemy dane magazynowe i konfrontujemy je z menadżerami, zazwyczaj ich wiedza obejmuje ogólny poziom znajomości procesów oraz definicje KPI. Szczebel niżej wśród magazynierów i koordynatorów, kierowników łatwiej dowiedzieć się o realnych problemach do rozwiązania i tym jak w praktyce funkcjonuje proces. Kierownik, który przebył w swojej karierze drogę od magazyniera do kierownika będzie zapewne nieocenionym wsparciem. Jest czymś innym diagram procesu, a czymś innym drobne usprawnienia które pozwalają, że proces jest efektywny. Zazwyczaj dobrze jest skonfrontować własne wyobrażenia właśnie z koordynatorami i brygadzistami. Prosty przykład: w magazynie z papierowymi zleceniami kompletacja odbywała się ona order-by-order… prawie. Magazynierzy sortowali listy w sposób pozwalający na kompletację w trybie multi-order-picking. Niby oczywiste, ale pamiętam własne zaskoczenie.
Już po opracowaniu wstępnych layoutów, warto przejść przez klasyczne metody prototypowania aby dopracować ergonomię rozwiązań. Zazwyczaj wzrost wydajności dostrzegamy w „dużej automatyce”, tymczasem realny wzrost wydajności wymaga pracy nad ergonomią. Zawsze warto wykonać model 1:1 dla stanowiska kompletacji, stanowiska pakowania itp… choćby po to, aby każdy z pracowników miał możliwość zapoznania się z przyszłym stanowiskiem pracy. Jeśli prototypy są wykonane przez nasz zespół, sprawdzone przez pracowników, możemy założyć że będą one nie tyle wolne od wad, co że ilość tych wad zostanie znacznie ograniczona. To doskonała możliwość by zaangażować cały zespół. Na etapie prototypowania zdobywamy wiedzę, ale także pozwalamy zadać wszystkie ważne pytania aby nasza załoga nie obawiała się zmian. Co bardzo ważne, każdy może wnieść do projektu swój wkład i zobaczyć jak pomysły stają się rzeczywistością.
Prototypowanie często zaskakuje. Na jednej z wizyt referencyjnych oglądałem stanowiska kompletacyjne z blatem na wysokości 1090mm. To normatywna wysokość blatu w Europie ale pracująca przy nich magazynierka pochodziła ze Wschodniej Azji, dlatego też stała na dwóch paletach, próbując nie potknąć się o szczeliny między deskami. Jakkolwiek wysokości będą normatywne, musimy uwzględnić, że na stanowisku będą pracowały np. głównie kobiety, i że norma z Północnej Europy nie odpowiada wzrostowi przeciętnego Polaka lub Polki. Przesunięcie przenośnika na wysokości 1400mm o 50mm bliżej, pozwala by osoba o 100mm niższa bez problemu mogła do niego sięgnąć. Zasięg ramienia to około połowa naszego wzrostu (oczywiście w ogromnym uproszczeniu).
Oczywiście wszystkie te prototypy i próby zajmą mnóstwo czasu, ale w chwili uruchomienia nowego rozwiązania, mamy większe szanse usłyszeć od pracowników, że to „nasz system” i to „nasze pomysły”. W przeciwnym wypadku wdrożeniowiec dowie się, że to jego system i nie sam sobie to rozwiąże.Tu nie chodzi o jakąś magiczną formułę angażowania załogi. Taka praca wymaga otwartości i szczerości pomiędzy projektantem, kadrą menadżerską i pracownikami.
Podobieństwa i różnice, i dedykowane oprogramowanie
Najbardziej popularne rozwiązanie w branży e-commerce to z całą pewnością Autostore. Wystarczy pojechać do Stutgartu na targi Logimat (uwaga! 25-27.04.2023) i spróbować policzyć, ile firm w Europie jest dystrybutorem tego rozwiązania. Absolutnie to najgorętszy produkt w automatyce magazynowej. Pół roku po wdrożeniu mogę poopowiadać o zaletach rozwiązania z całkowitą pewnością swojej opinii. W Morele.net system dostarczony przez Element Logic świetnie się sprawdza. Specyfiką pracy Morele.net są częste dostawy małych partii towaru oraz ekstremalnie szybka rotacja. Patrząc nieco z góry na takie przepływy, można by zaryzykować twierdzenie, ze Autostore działa tutaj jak sorter na 40.000 zrzutek i możliwością buforowania przez kilka dni.
Logika składowania wielu pojemników w słupkach, sprawdza się tu doskonale. Towary szybko-rotujące znajdują się na powierzchni. Na spód opadają wyłącznie „zalegacze”. Taka egzotyczna struktura oznacza także bardzo krótki cykl życia produktu i zawsze pojawia się pytanie czy to produkt „A” czy też „C”. I odpowiedź będzie logistyczna: „to zależy”. Zazwyczaj sprawdzamy czy owe 20% SKU generują 80% wydań, ale co zrobić z produktem, który dziś się pojawia, jutro wyjedzie i nie pojawi się już nigdy? W analizie Pareto lub ABC to nasz produkt to „C”. Tymczasem jest to absolutnie szybka rotacja. Rozwiązanie tego problemu symulowaliśmy na modelu matematyczny. Dziś także i praktyka pokazuje, że Autostore doskonale radzi sobie z taką strukturą produktów i przepływów.
Na tym etapie, system AS nie różnił się od typowych, wdrożonych w innych lokalizacjach. Ze względu na wymagania Morele.net, założono jednak, że wiele SKU musi być składowanych w jednym pojemniku i że przekładki wewnątrz pojemnika są niemożliwe do zastosowania. W tym celu konieczne było dostosowanie sterowania systemem na poziomie MFC przez dedykowane rozwiązanie. Rozwiązanie takie przygotował litewski dostawca systemu WMS do Morele – Equinox, znany też z produkcji sorterów. O ile standaryzacja jest ogromną przewagą systemu AS, to dedykowane sterowanie było w tym przypadku „najwyższą pozycją w analizie ryzyk”. Dzięki wsparciu Elemnt Logic przy analizie de facto konkurencyjnego oprogramowania, w 2 tygodnie po rozruchu, system był w pełni funkcjonalny i w pełni wykorzystywany produkcyjnie. O ile montaż AS, przenośników i wszystkich wymaganych instalacji rozpoczął się 4 lipca 2022 roku, to już 20 sierpnia system był przekazany do prób… w pierwszych dniach września system był już w pełni zatowarowany i w pełni wykorzystywany w produkcji.
Autostore będzie się zawsze kojarzył z robotami jeżdżącymi górą, wielowarstwowym składowaniem oraz szybką rotacją i małymi produktami. Tyle, że taka logika pracy może odnaleźć się w zupełnie innym przemyśle przy zupełnie innych produktach.
System Autostore Morele.net wdrożony wraz z Element Logic
Nieco inny Autostore...
Ponieważ każdy pewnie widział Autostore, wyobraźmy sobie dla odmiany bardzo długi system, dosłownie pojedynczy rząd, na którym jeździ kilka robotów. Całości nadamy ma większą skalę. Powiedzmy 100-200m długości i szerokość kilkunastu metrów. Jeśli zwiększymy wagę produktów do 20… ton… mamy układ wielu suwnic na jednym podtorzu. Poniżej będą składowane w stogach kręgi stali.
Z Morele.net w Sosnowcu trafiamy do Stalowego Centrum Serwisowego DarStal w Myszkowie, niecałe 50km na północ. Przykład nie jest przypadkowy. Logika zarządzania systemu MFC (material flow controler) układem suwnic jest bardzo bliska systemowi Autostore. W istocie, wydajności magazynów automatycznych wylicza się według tej samej normy FEM 9.821, bez względu na to czy mamy do czynienia z systemem shuttle, układnica czy suwnicami. Logika składowania kręgów w stogach w pewnej mierze zbliżona jest do wielopoziomowego składowania. Wzory, wyliczenia i prawidłowości działania takich systemów są bardzo podobne. Oczywiście zachowując proporcje skali i wydajności.
Są też i różnice. W pierwszej kolejności składowanie w stogach wprowadza liczne ograniczenia. Kręgi muszą być zbliżone szerokością dla jednego stogu, aby ograniczyć szerokość pasów pomiędzy rzędami. Kręgi mają określoną nośność i nie każdy krąg na każdym można składować. Pomimo 20 ton masy jest to produkt wrażliwy. Kręgi muszą być stabilne w czasie składowania, co wprowadza dalsze ograniczenia. W efekcie, w przypadku kilkunastu parametrów do uwzględnienia, optymalne wypełnienie powierzchni jest mocno skomplikowane. Dodatkowo, ponieważ dla pobrania kręgu na którym składowane są jeszcze 2 poziomy musimy przemieścić 5 kręgów, czas kopania jest niezwykle długi i kluczem jest optymalizacja kopania i przemieszczania kręgów by zwiększyć wydajność całego systemu. Warto zauważyć, że w przypadku składowania w stogach, nie mamy do czynienia ze stałymi lokalizacjami oraz, że koordynaty tych lokalizacji ulegają zmianie lub konieczne jest uwzględnienie, że lokalizacja nie istnieje jeżeli kręgi na niższym poziomie nie zostały tam umieszczone. Takie skomplikowanie wymagało zastosowania dedykowanego systemu MFC wykonanego na potrzeby DarStal. Wdrożenie jest w pełni innowacyjne. Od pomysłu w 2018 roku do uruchomienia w 2022 zajął on blisko 4 lata przy czym kluczowy był czas na pozyskanie dofinansowania ze środków UE. Ponieważ podobne wdrożenia nie były realizowane wcześniej w Polsce, projekt miał swój komponent badawczy, w tym analizy statystyczne, symulacje pracy systemu, dobór wszystkich instrumentów pomiarowych itp.
W obydwu omówionych przypadkach kluczowe było dostosowanie oprogramowania do specyficzny potrzeb technologii lub procesów klienta. Procesy dające przewagi konkurencyjne lub wymagania technologiczne powodują, że o ile możemy mówić o dość uniwersalnych systemach WMS, to w przypadku systemów MFC będziemy mieli do czynienia z daleko idącą specjalizacją i konieczności dostosowania oprogramowania do potrzeb klienta. Potrzeby te są często ignorowane przez kadrę menadżerską (i mam tu na myśli na przykład siebie), ale dobrze pracując z zespołem wdrożeniowym można uniknąć późniejszych problemów. Sugestie pracowników na tym etapie pozwalają na ergonomię pracy z systemami ale przede wszystkim na wykorzystanie doświadczeń i już poukładanych procesów i rozwiązań.
Czy warto zawsze korzystać z dedykowanego oprogramowania? Wręcz przeciwnie. Nowe rozwiązania programistyczne wnoszą ogromne ryzyka do projektu. Jak długo to możliwe warto wykorzystać standard, który już gdzieś działa. Wyjątkiem są te procesy gdzie występuje konieczność wprowadzenia zmian, krytyczna dla klienta. W takich przypadkach warto skorzystać z partnera, który już ma za sobą takie doświadczenia lub przynajmniej sprawdzonego, zaufanego dostawcy.
Układ suwnic w Stalowym Centrum Serwisowym DarStal w Myszkowie
Continuous improvement
Projekt ma wprawdzie jakieś formalne ramy czasowe, ale nie kończy się wraz z wdrożeniem. Jeśli udało nam się zaangażować zespół podczas montażu i uruchomienia, możemy liczyć, na dalsze zmiany w postaci stałego poprawiania funkcjonalności, efektywności i ergonomii. Nie używając wielkich pojęć rodem z Lean Management, ważne są wszystkie usprawnienia jakie będą miały miejsce w pierwszych latach po uruchomieniu.
Jeśli poważnie zastanowić się co decyduje o sukcesie projektów automatyzacji magazynów, można chyba powoli odejść od logistycznego „to zależy”. Jeśli pominiemy przypadki nierzetelnych dostawców lub nagłe załamanie dostaw komponentów sterowania, możemy chyba skupić się wyłącznie na zespole pracowników magazynu z ich koordynatorami, brygadzistami i menadżerami, gdyż to oni są faktycznym źródłem sukcesu.