Rozwój technologii okiennych, rosnąca liczba wariantów produktowych oraz coraz większy udział zamówień konfigurowanych pod potrzeby klientów zwiększają wymagania wobec logistyki wewnętrznej. W zakładach produkujących stolarkę z PCW i aluminium szczególnego znaczenia nabiera sprawny magazyn profili i płynne dostarczanie materiału do kolejnych etapów produkcji. Jeżeli przepływ nie nadąża za pracą maszyn, magazyn może stać się jednym z wąskich gardeł całego procesu.
Automatyczny magazyn profili, niezależnie od wielkości zakładu, coraz częściej staje się istotnym elementem strategii firm, które dążą do optymalizacji kosztów, zwiększenia powtarzalności procesów oraz przejścia na model logistyczny just-in-time. Jakie kryteria należy więc uwzględnić przy projektowaniu lub modernizacji magazynu profili?
Skala i konstrukcja magazynu profili
Automatyczny magazyn profili nie musi oznaczać inwestycji w rozbudowany obiekt o bardzo dużej pojemności. Dostępne rozwiązania pozwalają dobrać skalę zarówno do potrzeb mniejszych zakładów, wymagających kilkudziesięciu miejsc magazynowych, jak i średnich fabryk czy dużych kompleksów produkcyjnych, w których liczba miejsc paletowych liczona jest w tysiącach.
Jednym z podstawowych etapów projektowania jest analiza dostępnej przestrzeni oraz rodzaju składowanego materiału. Poszczególne systemy różnią się bowiem konstrukcją i sposobem pracy. Przykładem rozwiązania przeznaczonego do zakładów dysponujących ograniczoną powierzchnią jest system MATT Box firmy Fehr Group. Na obszarze 7 × 9 m, przy wysokości hali do 8 m, pozwala on uzyskać 65 miejsc składowania. Wersja MATT Box Twin wykorzystuje układ dwóch wież, co pozwala zwiększyć pojemność magazynu przy minimalnej powierzchni zabudowy.
W zakładach, w których większe znaczenie ma szybkość wydawania materiału, stosowane są z kolei rozwiązania takie jak MATT 97 czy magazyny komorowe typu Honeycomb. Przy projektowaniu systemu trzeba również uwzględnić sposób składowania profili. Magazyny automatyczne mogą obsługiwać zarówno standardowe kosze transportowe dostarczane przez producentów profili, jak i systemowe kasety wykorzystywane m.in. do składowania bardziej wrażliwych profili aluminiowych.
Magazyn profili z perspektywą rozwoju
Na etapie analizy potrzeb logistycznych stosunkowo łatwo określić bieżące zapotrzebowanie zakładu na materiał. Większym wyzwaniem jest oszacowanie, jak w perspektywie 5–10 lat zmienią się skala produkcji i struktura asortymentu. Automatyczne systemy magazynowe należą bowiem do infrastruktury o długim cyklu istnienia i mogą funkcjonować przez wiele lat.
Brak odpowiedniej elastyczności już na etapie projektowania może w przyszłości ograniczyć możliwości rozwoju. Nieprzemyślana konstrukcja magazynu zamknie firmę w sztywnych ramach pod względem wydajności, uniemożliwiając rozbudowę o dodatkowe korytarze między regałami czy kolejne urządzenia transportowe. Dlatego wybór konkretnej architektury powinien być poprzedzony symulacją procesów, uwzględniającą prognozowany wzrost wolumenu produkcji oraz planowaną integrację z nowymi liniami obróbczymi.
Magazyn profili jako bufor procesu
Automatyczny magazyn profili nie funkcjonuje w oderwaniu od pozostałych etapów produkcji. Pełni rolę węzła łączącego procesy technologiczne, a jego zadaniem jest zapewnienie płynnego przepływu materiału i ograniczenie gromadzenia półproduktów w hali.
W przypadku profili z PCW szczególne znaczenie ma powiązanie procesu okleinowania z cięciem. Magazyn profili PCW może pełnić funkcję bufora dla okleinowanych elementów i dostarczać je do centrów tnących w partiach odpowiadających bieżącemu zapotrzebowaniu produkcji.
Przy profilach aluminiowych przepływ materiału obejmuje więcej etapów. Surowe elementy trafiają do lakierni, następnie wracają do dalszych operacji, w tym łączenia z przekładkami termicznymi i obróbki mechanicznej. Magazyn profili aluminiowych powinien więc umożliwiać sprawne przekazywanie materiału pomiędzy kolejnymi procesami, bez tworzenia przestojów i kolizji podczas transportu.
Istotny jest również sposób zasilania magazynu. Jednym z możliwych rozwiązań jest załadunek kaset od zewnątrz hali. Dzięki temu materiał może trafiać bezpośrednio z transportu do automatycznej stacji załadunkowej, bez przewożenia go przez całą przestrzeń produkcyjną i angażowania wózków widłowych. Następnie system kieruje kasety na odpowiednie miejsca magazynowe.
Znaczenie ma także sposób przechowywania profili. Składowanie ich w zamkniętej instalacji, w kontrolowanej temperaturze, sprzyja stabilizacji materiału. Jest to istotne zwłaszcza tam, gdzie dopuszczalne są niewielkie tolerancje wymiarowe i wysoka powtarzalność obróbki. Dostarczenie do centrów obróbczych profili o ustabilizowanej temperaturze może ułatwiać utrzymanie parametrów oraz jakości połączeń zgrzewanych.
Case study: modernizacja magazynu profili w Abakus Okna
Przykładem zastosowania opisanych wcześniej zasad jest modernizacja systemu logistycznego w zakładzie Abakus Okna w Choroszczy. Firma, produkująca rocznie ponad 500 tys. jednostek okiennych na powierzchni 40 tys. m², stanęła przed problemem ograniczonej przepustowości dotychczasowego systemu. Automatyczny magazyn, funkcjonujący od siedmiu lat, wraz ze wzrostem skali produkcji przestał odpowiadać bieżącym potrzebom.
Diagnoza problemu i wyzwania
Głównym ograniczeniem była pojedyncza układnica, która nie nadążała z obsługą w czasie rzeczywistym rosnącej liczby zleceń. Aby zapewnić ciągłość produkcji w ciągu dnia, fabryka musiała pracować w trybie reaktywnym – cała nocna zmiana poświęcona była na ręczne pakietowanie i przewożenie profili na zapas. Dodatkowym ograniczeniem było usytuowanie magazynu w centralnej części hali, co stworzyło barierę uniemożliwiającą rozbudowę zakładu.
Modernizacja zamiast budowy magazynu od podstaw
Zamiast budowy nowego magazynu od podstaw firma zdecydowała się, we współpracy z firmą Fehr, na modernizację. Zachowano stalową konstrukcję regałów o pojemności około 1000 miejsc magazynowych, natomiast wymieniono kluczowe elementy mechaniczne, automatykę oraz sterowanie.
System wyposażono w dwie układnice o większej wydajności. Wymieniono również układ sterowania PLC, instalację elektryczną oraz oprogramowanie WMS/WCS. Wykorzystano rozwiązanie pozwalające na transport palet z profilami na podeście znajdującym się na wysokości 2,5 m nad obszarem roboczym. Pozwoliło to połączyć magazyn z nową halą bez zajmowania dodatkowej powierzchni przeznaczonej na maszyny. W projekcie uwzględniono także możliwość załadunku materiału od zewnątrz budynku, co ogranicza konieczność transportowania profili przez halę produkcyjną. Całość prac demontażowych, montażowych i programistycznych przeprowadzono w ciągu sześciu tygodni, wykorzystując zimową przerwę technologiczną.
Efekty modernizacji magazynu profili
Przejście na model logistyki just-in-time przyniosło zmiany zarówno w wydajności systemu, jak i organizacji pracy. Liczbę zmian ograniczono z trzech do dwóch, rezygnując z nocnego przygotowywania profili na zapas. Część pracowników mogła zostać przesunięta do zadań o wyższej wartości dodanej.
Po uruchomieniu zmodernizowanego systemu wydajność procesów logistycznych wzrosła dwukrotnie. Po pełnej kalibracji oprogramowania jego docelowa przepustowość ma, według założeń, sięgnąć 300 proc. początkowego poziomu.
Zmienił się również sposób zasilania produkcji. Profile są kierowane do centrów tnących w momencie, gdy maszyny są gotowe do realizacji kolejnego zadania, co pozwoliło ograniczyć zapasy buforowe gromadzone przy stanowiskach.
Jak zaplanować magazyn profili?
Decyzja o wdrożeniu lub modernizacji automatycznego magazynu profili wpływa na sposób funkcjonowania zakładu przez wiele lat. Dlatego inwestycja powinna być poprzedzona dokładną analizą przepływu materiałów, dostępnej przestrzeni oraz planów rozwoju produkcji.
Planując magazyn profili i jego automatyzację, warto pamiętać o kilku kluczowych zasadach:
- technologię należy dobrać do specyfiki materiału oraz przestrzeni w hali, uwzględniając również rozwiązania przeznaczone dla małych i średnich powierzchni;
- wydajność systemu warto zaplanować z myślą o rozwoju zakładu w perspektywie 5–10 lat;
- istotna jest otwartość oprogramowania oraz możliwość jego integracji z robotami i centrami obróbczymi w modelu przemysłu 4.0;
- warto rozważyć retrofit istniejącej infrastruktury regałowej – w wielu przypadkach wymiana automatyki i oprogramowania może przynieść szybszy i wyższy zwrot z inwestycji niż budowa nowego magazynu od podstaw.
Magazyn profili to nie tylko regały i automatyka
Równie istotny jak wybór technologii jest dobór partnera wdrożeniowego. Projekty z zakresu logistyki wewnętrznej wymagają ścisłej współpracy z zespołem, który potrafi analizować funkcjonowanie zakładu jako całości.
W przypadku firmy Fehr zakres współpracy nie ogranicza się do dostawy regałów i urządzeń transportowych, ale obejmuje również wsparcie inżynieryjne na kolejnych etapach inwestycji. Obejmuje ono m.in. trójwymiarowe symulacje przepływu materiału, dobór automatyki, integrację z systemami ERP/WMS, wdrożenie oraz opiekę serwisową. Doświadczenie partnera może mieć istotne znaczenie przy ograniczaniu ryzyka wystąpienia problemów technicznych oraz planowaniu dalszej rozbudowy systemu.
