Automatisering is zeker geen onbekende van vervaardiging. De toepassing van de productielijn door Henry Ford transformeerde de auto-industrie. Sindsdien is het tempo van de acceptatie alleen maar toegenomen, waarbij de automatisering aanvankelijk eenvoudige, repetitieve taken op zich nam en zich verbreedde tot meer complexe uitdagingen. Vandaag de dag bevat bijna elke fabriek een fascinerende mix van geautomatiseerde machines die bijna alles maken en verpakken wat we in ons dagelijks leven gebruiken, aanraken of verbruiken.

De meeste automatisering in productiefaciliteiten richten zich op de vervaardiging en verpakking van producten. Voorbeelden van automatiseringstechnologie zijn robotica voor het verven, lassen, machinaal bewerken en assembleren van produkten, en harde automatisering voor het vullen, etiketteren en verpakken van consumptiegoederen zoals voedsel en dranken.

Recente trends tonen aan dat bedrijven hun productie dichter bij hun klanten brengen, hetzij om de kwaliteit te bewaken, de klantenservice te verbeteren, of om de transportkosten te drukken. Sommigen doen aan reshoring (het terughalen van productie van buiten onze grenzen). Andere trends op het gebied van consolidaties, fusies en overnames zorgen voor een bijna constante verandering in de wijze waarop producten van fabricage tot consument worden gedistribueerd. Intussen neemt de vraag naar arbeidskrachten toe naarmate de economie groeit en de pool van beschikbare arbeidskrachten krimpt.

Automatisering is een voor de hand liggend antwoord; de vraag is alleen, waar en hoe? 

Naarmate de toeleveringsketens complexer worden, kijken sommigen naar het "Internet der dingen" voor oplossingen. Hieruit volgt dat interne processen meer connectiviteit vereisen, waarbij slimme apparaten en processen worden gebruikt om de efficiëntie te verbeteren. Gesynchroniseerde workflows en voorspellende analyses worden noodzakelijk, niet alleen voor de productieplanning, maar ook voor het onderhoud. Informatiestromen en big data zijn noodzakelijk om de basis te leggen voor toekomstige automatisering.

Software is het begin van de laatste kilometer van de automatisering, maar wat is er nog meer nodig om een operatie verder te verbeteren? Welke functionele gebieden moeten worden overwogen?

Een grote inspanning en planning zijn nodig om te garanderen dat upstream toeleveringsketens gezond zijn. Ze moeten niet alleen tijdige bezorging verzorgen, maar minstens zo belangrijk, kwaliteitsmaterialen. Verstoringen van binnenkomende toeleverinsketens kunnen activiteiten snel tot stilstand brengen.

Zelfs als uw inkomende toeleveringsketen in goede staat is, hebt u dan al nagedacht over hoe u het materiaal beheert zodra het aankomt? Hier volgen enkele te overwegen vragen:

• Worden mijn materialen bij binnenkomst adequaat behandeld?
• Beschik ik over een goed proces om de kwaliteit en nauwkeurigheid van de materialen en producten te controleren?
• Heb ik een goede controle over mijn beschikbare voorraad grondstoffen?
• Sla ik materialen efficient op, gebruikmakend van software om ruimte, diensten en mankracht te beheren?
• Hoe zou ik de ontvangst en opslag van grondstoffen kunnen automatiseren?

Nadat de inkomende kant van het magazijn op orde is, is het volgende gebied dat voor verbetering in aanmerking komt de verplaatsing van materiaal naar de productie. Aan de hand van de volgende vragen kan worden vastgesteld of het materiaal effectief naar de productie stroomt.

• Wachten mijn arbeiders op materiaal dat in hun werkcellen aankomt?
• Ontvangen de werkcellen het juiste materiaal?
• Is er te veel voorraad bij de werkcellen?
• Is het materiaal bij de werkcellen correct voor het huidige productieschema?
• Kan ik sets effectiever samenstellen door te automatiseren?

Materiaalstromen moeten nauwkeurig, tijdig en in veel gevallen dynamisch zijn. Niet nauwkeurig materiaal, verkeerd materiaal, rommelige werkruimtes met te veel van het juiste materiaal voor het huidige werk vertragen allemaal de productie.

Het verplaatsen van werk-in-proces (WIP) materiaal van werkcel naar werkcel kan ook de productie beïnvloeden. Wanneer de bewerkingen in een productie-eenheid niet gesynchroniseerd zijn, kan het materiaal ongelijkmatig door het proces stromen. Onvoldoende materiaal vertraagt de productie, terwijl te veel WIP-materiaal een opeenhoping veroorzaakt en voor opstoppingen zorgt. Betere planning en WIP-buffers kunnen de materiaalstroom verbeteren. 

Tot slot kan het verplaatsen van voltooide goederen aan het einde van het proces een bottleneck vormen in een bedrijfsactiviteit. Hier volgen enkele te overwegen vragen:

• Heb ik genoeg dokruimte om mijn eindproducten te behandelen?
• Hoe kan ik snel een trailer draaien in een dok?
• Heb ik een gesloten circuit tussen vervaardiging en distributie - ofwel een magazijn of DC in bedrijfsbezit of een 3PL?
• Moet ik voltooide goederen inventariseren op de productielocatie? Hoeveel? Tegen welk tarief?

Productiesnelheid en omvang van het afgewerkte of WIP-product zullen van invloed zijn op uw benadering van automatisering. Zo zal de productie van honderden kleine elektronische apparaten per uur zeker andere oplossingen vergen dan de productie van een dozijn front-end laders per dag

Terugkomend op een eerder thema van software als de basis van de operatie: Een geavanceerde ERP, MES, en soms WMS/WES oplossingen kunnen helpen om de operaties vlotter te laten verlopen - niet alleen vanuit een materiaalstroomperspectief, maar ook vanuit de arbeidsmanagementkant. Verscheidene mechatronische oplossingen kunnen de werking verbeteren en het probleem van het tekort aan arbeidskrachten verhelpen. Bedenk dat een nauwkeurige, grondige gegevensanalyse nodig zal zijn om een volledig inzicht te krijgen in de materiaal- en gegevensstroom van de huidige operatie. Dit zal u in staat stellen de juiste technologie te beoordelen en toe te passen.

Voorafgaande ontvangstberichten helpen bij het plannen en opslaan van binnenkomend materiaal. Het plannen van opslag op pallet-, kist-, bak-, of gesegmenteerde-bakniveau kan ruimte besparen in uw magazijn, mits correct toegepast. Inspectie van binnenkomend materiaal en decanteren van materiaal in maateenheden met de juiste afmetingen bespaart ook ruimte. Artikelen met ongebruikelijke vormen moeten wellicht in speciale rekken of opstellingen worden opgeslagen; pallets, kisten en bakken kunnen echter in geautomatiseerde opslag- en opzoeksystemen worden opgeslagen. Deze systemen kunnen variëren:

• Diepegang- of enkeldiepe opslag voor pallets
• Kisten of bakken in shuttlesystemen voor hogesnelheidsverplaatsers 
• Miniladingssytemen voor mediumverplaatsers
• Carrousels of zelfs rekken voor langzamere verplaatsers

Kittingoperaties maken gewoonlijk gebruik van verschillende stuklijsten om specifieke onderdelen te verzamelen voor subassemblage- of eindassemblageprocessen. Soms worden de kits verzonden als bestellingen van vervangingsonderdelen voor onderhoud. Maar afgezien van de incidentele behoefte aan een aantal functies met toegevoegde waarde, verschilt kitting niet veel van orderverwerking in een distributiecentrum. Bijgevolg kan automatisering worden toegepast met behulp van Pick-to-Light, Pick-to-Voice, Goods-to-Person stations en zone-routing met behulp van transportbanden en sortering. Dezelfde technologie voor de opslag van afzonderlijke SKU-artikelen kan ook afgewerkte kits opslaan die naar de productie of rechtstreeks naar een eindgebruiker gaan. 

De snelheid en de omvang van het materiaal dat in en door de productie stroomt, bepalen welke automatiseringstechnologie het best geschikt is om het kitten te ondersteunen:

• AGV's (Automatisch Geleide Voertuigen) werken het best voor pallets en het hanteren van grotere voorwerpen. De stroom kan zeer dynamisch zijn als AGV's werkorders en opdrachten krijgen op basis van hun locatie en de meest efficiënte reisroute.
• Automatische trekkers die een kar of een reeks karren trekken, zijn het meest doeltreffend bij het afwerken van "milk runs" wanneer de verplaatsing plaatsvindt van punt naar punt in een productieomgeving.
• AGC's (Automated Guided Carts) kunnen materialen verplaatsen voor Kanban-operaties en lijnleveringen voor kleinere items zoals bakken en kratten.
• Bovenloop-transport en monorails kunnen ook doeltreffende strategieën zijn voor materiaaltransport. Deze oplossingen bieden echter niet de flexibiliteit of schaalbaarheid van de meer mobiele opties.
• Pick-to-Light technologie kan de snelheid en nauwkeurigheid van het orderverzamelen van onderdelen of kits langs de lijn verbeteren.

Pallets, tubs, bakken en trays met materiaal kunnen in buffers worden opgeslagen met behulp van geautomatiseerde opslag- en opvraagtechnologie (AS/RS). Veel processen gebruiken miniloadsystemen om materiaal vast te houden en gelijkmatig te verdelen over werkcellen en verschillende processen. Deze technologie kan direct tussen twee operaties worden geplaatst of centraal worden geplaatst om meerdere WIP-operaties te bedienen. 

Verschillende oplossingen zijn beschikbaar voor eind-van-productielijnen.

• AGV's, pallettransportbanden en monorails kunnen worden gebruikt voor het vervoer van pallets met eindproducten. Each-technologie biedt voordelen op basis van snelheid, duur van het transport en functie. AGV's zijn ideaal voor lange trajecten, blokstapelen van pallets en kunnen zelfs worden gebruikt voor het laden van aanhangwagens. Conveyors zijn zeer geschikt voor kortere trajecten, gekoppeld aan andere automatisering zoals ASRS en accumulatie van pallets aan het dok. Monorail werkt het best voor toepassingen met hogere snelheden en lange transportafstanden.
• Een AS/RS voor de voorraad afgewerkte producten - naast de productie of in een verafgelegen DC - kan de ontvangst en verzending beheren en zorgen voor een nauwkeurige, veilige en schadevrije behandeling van het product. AS/RS-technologie kan ook aanvullingen ondersteunen voor handmatig of geautomatiseerd orderverzamelen. Bijkomende voordelen omvatten betere benutting van ruimte en energiebesparing.
• Voor gesloten lussystemen waar trailers voortdurend van de productie naar een DC rijden, kan door het automatisch laden en lossen van trailers het aantal dokken en de arbeid om de dokken te ondersteunen worden verminderd. In sommige gevallen kunnen trailers in slechts vijf minuten worden geladen of gelost.

Automatisering van de laatste kilometers kan creatieve toepassingen van bestaande technologie of enige aanpassing van apparatuur en software vereisen. Mits correct toegepast kan automatisering echter de productie-activiteiten aanzienlijk verbeteren.