Quasi tutti gli articoli sui veicoli a guida automatica contano i robot. Il nostro ne ha uno. Un solo BITO LEO locative circola nel nostro stabilimento di Hennweiler, e il numero di veicoli è il dato meno interessante dell'intero progetto. A fare la differenza è quanti punti quel singolo veicolo può servire.
Questo articolo racconta che cosa fa davvero un AGV in una fabbrica di elettronica, da cosa dipende la sua convenienza e un effetto che non avevamo previsto.
Il problema di trasporto che non compare in nessun preventivo
Una linea SMT è vorace in un modo che non appare in nessun ciclo di lavorazione. Consuma bobine di componenti e caricatori, e produce pannelli finiti, contenitori vuoti e materiale di imballaggio che deve andare da qualche parte. Nulla di tutto questo è a valore aggiunto, e tutto questo sono i passi di qualcuno attraverso il reparto.
Il nostro flusso di materiali comincia all'accettazione merci, che funge anche da controllo in uscita, e da lì si dirama verso le macchine e le postazioni di imballaggio. Nella rilevazione fatta da BITO nel nostro stabilimento prima del progetto, i collaboratori percorrevano diversi chilometri per turno solo per alimentare le macchine.
La distanza è il costo evidente. Non è quello caro. Quello caro è ciò che le persone fanno per evitare di camminare:
- Ogni viaggio è un'interruzione. Chi lascia la macchina per andare a prendere materiale non sta facendo funzionare la macchina.
- Poiché camminare costa, si raggruppa. Nessuno fa sei viaggi quando ne basta uno grande.
- Raggruppare significa buffer più grandi a bordo linea, perché la consegna successiva è più lontana nel tempo.
- Buffer più grandi significano scaffalature, e le scaffalature significano superficie.
Tenete a mente questa catena. Da lì nasce il risultato interessante.
Un veicolo, molte stazioni
In un sistema come LEO locative l'unità di capacità non è il veicolo. È la stazione di trasferimento.
Il trasportatore segue un percorso fisso -- nel nostro caso un anello che gira attorno all'intera azienda, così da passare praticamente ovunque serva materiale. Le stazioni sono disposte lungo quell'anello. Ognuna è un telaio montato a scaffale che consegna un contenitore al veicolo o lo preleva da esso con un meccanismo di trascinamento a molla, in modo del tutto meccanico e senza elettronica nel trasferimento stesso. Esistono come stazioni singole e come stazioni doppie, che depositano e prelevano nello stesso passaggio.
In questa distinzione sta tutta l'economia del progetto. Aggiungere una destinazione significa aggiungere una stazione, cioè un telaio e una staffa. Aggiungere portata significa aggiungere un veicolo, cioè una macchina. Molti stabilimenti che concludono "gli AGV per noi sono troppo cari" hanno preventivato una flotta quando servivano un veicolo e un numero generoso di stazioni.
Anche il percorso ad anello aiuta. Un veicolo che fa la spola punto a punto passa gran parte della sua vita vuoto o in attesa. Un veicolo che gira in circolo è sempre già in viaggio verso la stazione successiva, e qualsiasi stazione dell'anello può affidargli qualcosa. Il secondo veicolo serve quando completare un giro richiede più tempo dell'intervallo con cui il materiale viene richiesto, non prima.
L'effetto che non avevamo previsto: meno scaffalature
Questa è la parte che ci ha sorpreso.
Ogni stazione di trasferimento contiene un contenitore. Moltiplicatelo per il numero di stazioni lungo l'anello e otterrete un numero considerevole di posizioni di buffer attive, ciascuna esattamente dove il materiale viene realmente usato.
Quelle posizioni hanno sostituito stoccaggio statico. Oggi ci serve sensibilmente meno superficie a scaffale di prima, perché il buffer si è spostato dalla scaffalatura di magazzino alle stazioni stesse.
Tornate alla catena del primo paragrafo e il senso è chiaro. Le scaffalature esistono perché il materiale deve aspettare da qualche parte, lontano da dove serve. Quando il trasporto diventa economico e continuo, il materiale può aspettare alla macchina invece che in un rack, nella piccola quantità che la macchina consumerà davvero. L'AGV non ha soltanto eliminato percorsi a piedi. Ha eliminato la ragione d'essere di una parte del magazzino.
Funziona solo se siete generosi con le stazioni. Dimensionatene poche e vi terrete tutte le scaffalature che avevate, con in più un robot. Contate le stazioni prima di preventivare il veicolo.
Autonomo per scelta progettuale
Il sistema naviga tramite marcatori posati a lato della corsia. Ogni marcatore riporta cinque codici Data Matrix identici; LEO ne legge uno ed esegue il comando corrispondente. Destinazioni e traffico agli incroci sono gestiti da un controllore decentralizzato, così più veicoli non si ostacolano nei punti stretti.
Ciò di cui il sistema non ha bisogno è una connessione informatica. Nessuna integrazione MES, nessuna interfaccia ERP, nessuna dipendenza dalla WLAN di stabilimento. E per installarlo non abbiamo modificato nulla dell'edificio: nessuna opera a pavimento, nessun fissaggio a soffitto, nessuna corsia rifatta. La messa in servizio è stata davvero semplice e il tracciato possiamo ampliarlo da soli, senza il fornitore in loco.
È un compromesso deliberato, e conviene dirlo chiaramente invece di venderlo come un vantaggio senza contropartite. Un livello di trasporto autonomo non registra le giacenze. LEO muove un contenitore; non sa e non registra che cosa contenga. Abbiamo deciso che il livello di trasporto non ha bisogno di saperlo. È proprio questa decisione ad aver reso il tutto un progetto di settimane e non di un anno. Se vi serve la registrazione automatica delle giacenze a ogni trasferimento, avete davanti un progetto nettamente più grande e più lento, e va pianificato come tale.
Il fornitore diventato cliente
C'è qui un dettaglio che ci piace probabilmente più del dovuto.
L'elettronica dei veicoli LEO è prodotta in Newmatik. BITO ha sede in Renania-Palatinato come noi, e le schede che governano i loro trasportatori escono dalle nostre linee.
Poi ne abbiamo comprato uno e l'abbiamo messo nel nostro reparto, dove oggi trasporta il materiale con cui si costruiscono proprio quelle schede. Usiamo LEO per costruire LEO. In un solo progetto siamo passati da fornitori di BITO a esserne anche clienti, il che riassume bene come funziona davvero l'industria in questa regione.
Conviene a un'azienda di medie dimensioni?
Un AGV di questo tipo si guadagna il posto quando il compito di trasporto è ripetitivo e la geografia stabile. Se manca una delle due cose, no.
| Funziona bene | Funziona male |
|---|---|
| Percorsi che si ripetono ogni turno | Un percorso diverso ogni giorno |
| Punti di prelievo e deposito fissi | Destinazioni decise di volta in volta |
| Molti carichi piccoli, fino a 35 kg per contenitore | Carichi pesanti, ingombranti o scomodi |
| Pavimento piano e pulito, layout stabile | Layout riorganizzato ogni pochi mesi |
| Distanze tali da spingere a raggruppare i viaggi | Tutto già raggiungibile in pochi passi |
Sei domande a cui rispondere prima che qualcuno vi quoti un veicolo:
- Riuscite a disegnare l'anello sulla vostra planimetria? Se non riuscite a disegnarlo, il progetto non è maturo. Il percorso è il progetto; il robot ne è la conseguenza.
- Quante stazioni, e dove esattamente? È questo il vero driver di costo e la vera misura di capacità.
- Che cosa c'è nei contenitori e quanto pesa? Il limite di portata è 35 kg. Abbondante per bobine, caricatori e schede assemblate, insufficiente per tutto il resto.
- Chi riempie e svuota i contenitori? Un AGV trasporta. Non preleva, non conta e non controlla. Se il vostro collo di bottiglia è il prelievo, questa è la macchina sbagliata.
- Che cosa succede quando si ferma? Il ripiego dev'essere una persona con un carrello, e la linea non deve accorgersene. Un sistema in cui un veicolo fermo blocca la produzione è progettato male.
- Il pavimento va già bene? Piano e pulito, con una convivenza sensata tra veicolo e traffico di carrelli elevatori.
Che cosa diremmo a chi comincia
Disegnate l'anello prima di scegliere il veicolo. Mettete a budget stazioni invece di robot. Aspettatevi l'effetto sul magazzino e progettatelo di proposito invece di scoprirlo. E cominciate con un veicolo solo: un sistema che potete ampliare da soli vale più di una flotta specificata prima di aver capito il vostro flusso dei materiali.
Il senso di automatizzare il trasporto interno non è che un robot faccia bella figura durante una visita in fabbrica. Il senso è che le persone che prima percorrevano diversi chilometri a turno oggi dedicano quel tempo alle macchine, e che una parte del magazzino si è rivelata superflua.
Foto e video: BITO-Lagertechnik, pubblicati con autorizzazione. Il LEO locative e le sue stazioni di trasferimento sono prodotti BITO; lo stabilimento mostrato è la nostra fabbrica di Hennweiler, in Germania. Il resoconto del progetto pubblicato da BITO è qui: Referenza BITO: Newmatik.