Éra inovací v automatizaci skladů a logistiky

05.03.2020

Warehouse Management System WMS Warehouse Execution Systeme WES Skladova logistika

Požadavky na zásobování a distribuci se prudce mění, čemuž odpovídá i rychlý vývoj inteligentních řídících systémů. Nové technologie z inventáře Průmyslu 4.0, založené na Internetu věcí (IoT), Internetu služeb (IoS), virtualizace a nástrojích umělé inteligence (AI), v současnosti již umožňují při skladovacích a logistických procesech posun o další generaci pro splnění komplexních nároků omni-kanálové distribuce. Systémy WES (Warehouse Execution System) jsou součástí této generační změny.

Prudký rozmach internetové ekonomiky (e-Commerce/e-Business) radikálně mění podobu trhu i celého dodavatelského řetězce. Spotřebitelská zkušenost s rychlostí internetových služeb vytváří tlak na kvalitu spotřebitelských služeb spojených s prodejem zboží, což způsobuje smršťování dodacích lhůt a zrychlující se tok materiálu v rámci logistických procesů.

Distribuční sklady jsou mnohdy průkopníky v automatizaci, nejenom díky silné tendenci optimalizace provozních nákladů, ale také vzhledem na relativně vysokou opakovatelnost zde probíhajících činností. Robotizace skladových procesů zaváděním automatických třídiček, baliček nebo paletizérů přispívala ke zvyšování produktivity a optimalizaci využívání prostorových kapacit skladů.

Nové technologie z inventáře Průmyslu 4.0, založené na Internetu věcí (IoT), Internetu služeb (IoS), virtualizaci a nástrojích umělé inteligence (AI), již v současnosti umožňují při skladovacích a logistických procesech posun o další generaci vpřed. Přináší totiž novou formu digitalizace, která vede k překlenutí fyzického a virtuálního prostředí, tedy k vzájemnému přepojení zařízení a mechanismů s řídícími softwary a lidskými zdroji.

Distribuční a skladovací firmy a provozy jsou díky tomu schopny transformovat dosavadní procesy a poskytované služby. Na druhou stranu rozšiřují portfolio svých služeb o kompletizaci zboží, označování zboží, přebalování nebo kontrolu kvality zboží. To přetváří stávající překladiště a odkladiště zboží na moderní autonomní jednotky dodavatelských řetězců s adekvátními způsobilostmi pro reverzní toky, zpětnou manipulaci a také pro naplnění požadavků na omni-kanálovou distribuci.

V ne tak dávné minulosti byly v procesech vychystávání využívány WCS (Warehouse Control System) spolu s WMS (Warehouse Management System) systémy. Zatímco WMS systémy se zabývaly plánováním, řízením skladových zásob, lidských zdrojů a lokací zboží v skladech, WCS systémy pokrývaly oblast pohybu zboží technologiemi po skladě v reálném čase.

Za tímto účelem se WCS systémy integrují na automatizační vrstvu a jednotlivá zařízení, jakými jsou dopravníkové pásy, třídičky, karusely nebo automatické zakládací systémy. WMS systémy se zase připojují na administrativní vrstvu na úrovni podnikového ERP systému a disponují funkcemi především pro evidování skladových pohybů, sledování zásob v reálném čase a optimální vytěžování materiálových a lidských zdrojů.

Moderní Smart Industry systémy již v současnosti přibírají vlastnosti a funkce obou uvedených systémů k vytvoření ještě větší propustnosti a zvýšení agility skladovacích a zásobovacích procesů. Sklady obchodně-distribučních společností a distribuční centra potřebují nyní řídit nejenom zařízení, lidi a zboží, nýbrž také celý proces a jeho jednotlivé úkoly od příjmu materiálu až po expedici, v některých případech včetně poslední míle. Proto se již obracejí na řídící distribuční systémy nové generace, tzv. WES systémy (Warehouse Execution System).

řízení zásobování skladu objednávek logistika warehouse execution system

Warehouse Execution System (WES): Integrace WMS a WCS systémů.

 

Generační evoluce v řízení zásobování

WES systémy lze vnímat jako obdobu MES (Manufacturing Execution System) systémů orientovanou na logistické procesy. Jsou také přirozeným evolučním stupněm vývoje informační infrastruktury podniku a příkladem hybridizace nových technologií, jelikož WES systémy jsou v podstatě crossoverem mezi WMS a WCS systémy.

Z pohledu digitální transformace představují logickou snahu o vertikální a horizontální integraci procesů. Tato konvergence řídících a datových vrstev podniku a intenzivnější propojení jednotlivých funkcí, generuje synergii a větší optimalizaci procesů, jaké by bylo možné dosáhnout WMS a WCS systémy samostatně.

Rozvinutějším WMS systémům se již částečně daří obsáhnout komplexnější a agilnější řízení materiálového toku, čímž se přiblížily konceptu WES systémů. Díky úzké integraci s podnikovým ERP systémem disponují WMS systémy funkčností řízení objednávek, řízení zásob a monitoringu toku materiálu, včetně realizace a evidence přijmu, naskladňování, vychystávání a výdeje zboží.

Na druhou stranu vyhraněně evidenční způsob zpracování skladových operací umožňuje WMS systémům jen statické řízení práce a vytěžování zdrojů. V této oblasti dosahují právě WES systémy, díky svému procesnímu vnímání reality a orientací na zpracování události a reakce na ně, výrazně vyšší úrovně dynamiky řízení a optimalizace využití zdrojů.

Některé modulární WMS systémy disponují také možností řízení expedice a integrace na systémy řízení přepravy (TMS). V případě WES systému je již integrace na TMS systémy nedílnou součástí, jelikož jde o konvergenci řízení na horizontální úrovni.

Distribuční společnosti může toto řešení zajistit schopnost operativně pracovat s přijatými odběratelskými objednávkami, třídit je a sortovat podle aktuální potřeby vytěžování dostupných zdrojů, eliminovat tak jakékoliv prostoje a plnit na maximum požadavek na expedici vzhledem na schválené dodací lhůty.

K tomu, aby WES systém dokázal uřídit strojové, materiálové a lidské zdroje dynamicky a v reálném čase a tím zabezpečit funkčnost WMS a WCS systémů s přidanou hodnotou, je nejčastěji utvořen jako kyber-fyzikální systémy s decentralizovanou a distribuovanou architekturou. Ze své podstaty je tím pádem konstruován na technologiích, jako jsou Internet věcí, Internet služeb, digitální dvojče a multiagentní systémy s prvky umělé inteligence.

Nejde přitom pouze o nějakou teorii nebo vizi budoucnosti. Podle principů WES systémů už digitalizovala společnost ANASOFT například procesy obchodně-distribuční společnosti potravinářského zboží pro segment HoReCa. Implementovala zde komplexní řídící systém pro řízení a monitorování výrobních technologií, vychystávání a kompletizace objednávek až po jejich dodání koncovým odběratelům. Systém byl integrován nejen s řídícími PLC, ERP systémem, objednávkovým systémem e-shopu, ale i s ECM systémem pro správu dokumentů.

Kromě řízení naskladňování a vychystávacího supermarketu, dynamické distribuce objednávek a efektivního plánování výroby, systém autonomně řídí vychystávání objednávek (řízení zařízení, operátorů logistiky a skladu, zboží) a využívání manipulačního materiálu (přepravky různých velkostí, přepravky pro mražené zboží), kompletizaci objednávek a jejich následnou expedici k odběratelům.

Zásadním přínosem systému je jednak schopnost monitorovat celý výrobní proces a jednotlivé technologie (automatické dopravníky, váhy, skenery), ale také odbourání potřeby papírových průvodek napříč celým výrobním a distribučním procesem. Ve skladu tak dochází k efektivnímu řízení zásob, vychystávání a expedování zboží i v případech velmi různorodých objednávek.

řízení zásobování objednávek skladu skladová logistika warehouse execution system

Dynamizace řízení procesů

Vzhledem na dynamické řízení může řídící systém flexibilně měnit nejen pořadí objednávek, ale také výrobních příkazů. Ve výrobních podnicích se horizontální řetězec rozšiřuje o MES/MOM systémy, což je model, který se blíží komplexnímu řízení dodavatelských řetězců. Tato horizontální integrace ale zahrnuje i další řídící systémy pro kontrolu kvality nebo údržby.

V praxi konkrétního výrobního podniku to znamená, že když se materiál nebo zboží zpožďuje na vstupu (materiál přicházející z externího prostředí), WES systém tuto informaci z TMS systému zpracuje, následně operativně a preventivně mění priority zadání pro vyskladnění dalšího materiálu ze skladu a zároveň zasílá požadavek na změnu pořadí výrobních objednávek do MES systému.

Tento koncept řídícího systému, vystavěného na principu vertikální a horizontální integrace, představuje modulární Smart Industry systém, ve kterém dochází k synchronizaci řízení výroby (výrobních jednotek) a zásobování (operátoři logistiky), a tím celého toku materiálu a produktů (vstupní materiály, polotovary, hotový produkt na expedici).

Ve výrobním prostředí toto řešení umožňuje vznik zcela autonomního provozu, což opět můžeme demonstrovat na praktickém příkladu, kdy se společnosti ANASOFT povedlo vytvořit zcela autonomní provoz v podniku vyrábějícím kola pro automobilovou továrnu.

Výsledkem projektu bylo autonomní řízení a proces montáže kol podle (Just-in-Sequence a Just-in-Time) výrobního plánu. Smart Industry systém zde zabezpečuje optimalizaci výrobních a zásobovacích procesů zvýšením produktivity, redukcí prostojů výrobních zařízení, minimalizací chybovosti a scrapů.

Standardizací a optimalizací výrobních procesů se v provozu dosáhl fixní takt 22 sekund na vyhotovení jednoho kola. Řídící systém je přímo napojen na automatický (bezobslužný) sklad hotových výrobků s karteziánským robotickým zakladačem.

řízení zásobování skladu objednávky

Proces řízení objednávky (zdroj: Shutterstock)

Smart automatizace čtvrté průmyslové revoluce

Současná éra digitální transformace mění samotný koncept automatizace známý u třetí průmyslové revoluce (založené na využití PLC a robotizace), který se transformuje na inteligentní (smart) automatizaci. Impulzem pro to jsou už uvedené exponenciální technologie, jako Internet věcí (IoT) a služeb (IoS), virtualizace, digitální dvojčata a nástroje umělé či rozšířené inteligence (AI).

Právě evoluce v řízení zásobování a distribuce zboží, jejíž součástí jsou WES systémy, předznamenává vlastnosti, jež budou stěžejní pro podniky v blízké budoucnosti. World Economic Forum je shrnuje do tří kategorií: konektivita, inteligence a flexibilní automatizace.

(Inter)Konektivita v prostředí výrobních a logistických podniků znamená vzájemné přepojení strojů, lidí, materiálů, produktů, informačních a komunikačních technologií a systémů a v neposlední řadě i dat. Cílem je zrychlení informačního toku a tzv. demokratizace informací, kdy každý pracovník má k dispozici správné informace ve správný čas.

Vyspělé Smart Industry systémy již v současnosti nabízejí systémovou platformu, která umožňuje propojení a interoperabilitu (čili schopnost vzájemné výměny informací) různých zařízení, doplněnou o uživatelsky příjemnou a jednoduchou vizualizaci informací.

Podobnou revoluci, jakou způsobil internet ve výrobních a logistických podnicích, způsobí i umělá inteligence. Různé formy a typy strojové inteligence, které již v současnosti pronikají do výrobních a zásobovacích procesů (fundamentální součást smart automatizace), se budou nasazovat do rozhodovacích, plánovacích, řídících a kontrolních procesů.

Třetí nezbytná vlastnost, flexibilní automatizace, znamená kustomizovatelnou automatizaci, adaptabilní robotizaci a samostatnou rekonfigurovatelnost nástrojů a zařízení. Všechny tři klíčové vlastnosti spolu s vyspělými Smart Industry systémy posouvají inteligentní řízení procesů na další úroveň, autonomizaci.

Autonomizace se váže na technologie a řízení materiálového toku v dynamickém prostředí, přičemž WES systémy synchronizují činnost automatizovaných systémů a logistického personálu. Díky tomu přispívají ke zvýšení propustnosti a autonomizace automatickým reagováním a zjednodušením komunikace napříč skladem, které redukuje potřebu plánování a intervencí lidským personálem. 

Nasazování nových technologií v skladech

Prognóza nasazování nových technologií do skladů 2014-2025 (americký trh v milionech dolarech)      (zdroj: Grand View Research)

Článek byl původně publikován v časopise IT Systems 10/2019.

Smart Industry newsletter

Případové studie, novinky a zajímavosti z digitální revoluce v průmyslu přímo do vaší schránky.


Odesláním souhlasíte se zpracováním osobních údajů společností ANASOFT APR, spol. s r.o. za účelem zasílání newsletteru a informací souvisejících s našimi službami a produkty. Máte právo proti tomuto zpracování namítat na mailové adrese gdpr@anasoft.com nebo na korespondenční adrese společnosti. Víc informací: Ochrana osobních údajů.
 

MOHLO BY VÁS TAKÉ ZAJÍMAT

Evoluce skladů a budoucnost zásobování  Globální trendy v logistice průmyslu výrobě 2020Automatizace řízení skladů novou generací WMS systémů Warehouse Management Systeme Jak zvýšit produktivitu skladu banner