Книга «ИНДУСТРИЯ 4.0: Умные технологии – ключевой элемент в промышленной конкуренции». Часть 11. Логистика 4.0

Автор: Евгений Липкин, генеральный директор «Остек-СМТ»

Одним из ключевых факторов, влияющих на эффективность работы производственного предприятия, является эффективно организованная логистическая деятельность. От того, насколько успешно организовано управление транспортировкой и хранением грузов на различных этапах создания продукта и его доставки до потребителей, зависит не только эффективность, но иногда и сам факт выживания компании в конкурентной среде.

Лично сталкивался с ситуациями, когда из-за отсутствия комплектации останавливались предприятия и срывались ответственные заказы. Были случаи, когда ошибки при перевозке товаров, требующих особого обращения, приводили к проблемам в последующем их использовании.

Развитие логистики строится на трёх основных приоритетах:

  • повышение скорости;
  • обеспечение качества транспортировки и хранения;
  • снижение затрат.

Сразу вспоминается известная шутка: «Быстро, дешёво, качественно. Выбери любые два». Действительно, в приоритетах имеется некоторое противопоставление, но задача современной логистики – предоставить оптимальные варианты с учётом приоритетов конкретного клиента и ситуации.

В последнее время к указанным приоритетам добавилась экологичность, выражающаяся, в частности, в снижении объёмов выбросов в окружающую среду. Мне бы хотелось сфокусироваться на первых трёх приоритетах.

С развитием цифровых технологий развитие логистики приобрело новый импульс. Изменения, которые наблюдаются в этой сфере, стремительно меняют облик отрасли и заставляют компании адаптироваться к изменениям, чтобы извлечь из них экономический эффект.

По аналогии с концепцией Индустрия 4.0 современная концепция развития логистики с использованием цифровых технологий получила название «Логистика 4.0». В этой части рассмотрим, как новая логистическая концепция влияет на производственные компании в разрезе обозначенных приоритетов.

Повышение скорости

Влияние повышения скорости логистических операций на производственную деятельность можно в сильно упрощённом виде представить схемой.


Сокращение цикла создания продукта за счёт повышения времени транспортировки

В данной схеме не учтено возможное наличие складских запасов, но она в любом случае отражает влияние скорости логистических операций на длину цикла создания продукта и его доставки до конечного клиента. Если же мы говорим о складских запасах, тогда мы в большинстве случаев подразумеваем замороженные средства предприятия. Разумеется, объём складских запасов (читаем «замороженных средств») находится в прямой зависимости со сроками поставок. В идеальном случае, когда мы говорим про модель «точно в срок», когда поставщик доставляет товар точно в момент, когда в нём возникает потребность, складские остатки можно свести к минимуму.

Конечно, есть масса факторов, которые необходимо учитывать. Это и упреждающее планирование закупок, и условия взаиморасчётов с поставщиками, и ещё много чего. Но сути это не меняет. Скорость осуществления транспортных операций существенно влияет на цикл создания продукции.

Если бы мы говорили о ситуации, когда предприятие производит всего один тип продукции с относительно точным прогнозом продаж, то влияние скорости логистических операций на работу такого бизнеса имело бы существенное значение только применительно к товарам с ограниченным сроком жизни (продукты питания, бетон и т.д.). Много производств с большой номенклатурой изделий или вариантов их исполнения, для которых важно обеспечить короткие сроки доставки товаров до клиента. Для них важна высокая скорость логистических операций. Это может быть, что называется, вопросом жизни и смерти.

При прочих равных параметрах более высокая скорость логистических операций может дать бизнесу следующие преимущества:

  • сокращение сроков вывода на рынок новых моделей товаров;
  • получение конкурентных преимуществ за счёт более короткого срока поставок;
  • минимизация складских запасов;
  • уменьшение количества региональных складов и сокращение затрат на их содержание;
  • более высокая точность планирования закупок за счёт более короткого горизонта планирования.

Однако несмотря на явные выгоды высокой скорости доставки грузов, существуют факторы, которые могут негативно влиять на развитие в этом направлении.

Я бы выделил две группы факторов.

Внешние (на что предприятие практически не может влиять):

  • низкое качество транспортной инфраструктуры (в частности, плохие дороги, низкая транспортная доступность отдельных городов и т.д.);
  • законодательные требования к режиму работы и отдыха водителей транспортных средств;
  • удалённое расположение поставщиков;
  • необходимость таможенного оформления грузов и т.д.

Внутренние (на что предприятие может влиять):

  • слабо развитое планирование и прогнозирование потребности в комплектации и материалах;
  • не налаженное взаимодействие между участниками цепочки поставок;
  • несогласованное взаимодействие между подразделениями предприятия и т.д.

Для того чтобы обеспечить более высокую скорость осуществления транспортных перевозок в глобальном масштабе, сегодня реализуется масса инициатив, направленных на выработку новых инструментов оптимизации логистических потоков. В частности, развивается концепция синхромодальности, направленная на сокращение до минимума времени промежуточного хранения грузов между этапами мультимодальных перевозок, в которых задействовано несколько видов транспорта. Но на ход процесса выработки таких инструментов отдельное предприятие или небольшая группа предприятий имеет ограниченное влияние.

А вот интеграция информационных систем, о которой уже было сказано ранее (в части, посвящённой горизонтальной и вертикальной интеграции), в рамках цепочки создания продукта вполне под силу. Объединение нескольких организаций в единую систему планирования и управления закупками и поставками даёт возможность синхронизировать поставки комплектации или продукции с текущими потребностями. Тем самым сокращается объём складского хранения и сроки ожидания поставки. Кстати, вопрос скорости транспортировки актуален и применительно к взаимодействию отдельных подразделений одного предприятия между собой.

Для оптимизации скорости осуществления операций внутри предприятия уже сегодня широко используются автоматизированные складские системы, конвейеры и роботы, в том числе транспортные (о них чуть позже). Использование автоматизированных систем в зависимости от применения позволяет получить следующие выгоды:

  • сокращение времени на подготовку комплектов на центральном и локальных складах предприятия;
  • сокращение времени транспортировки объектов между операциями и подразделениями предприятия;
  • синхронизация транспортных операций с работой технологического оборудования и, как следствие, сокращение простоев.

Кроме того, для предприятий, использующих свой автотранспорт, актуально применение систем мониторинга и управления парком автомобилей. Данные системы позволяют оптимизировать маршруты перевозок. Кроме того, они позволяют отслеживать соблюдение водителями заданных маршрутов, сроков доставки, режима работы/отдыха и других параметров, влияющих на скорость доставки и соблюдение законодательства.

Несмотря на комплекс проблем и сложностей на пути обеспечения высокой скорости поставок товаров, все конкуренты, работающие на одной территории, находятся в приблизительно равных условия и сталкиваются с аналогичными ограничениями. Если компания может предложить своим клиентам более короткий срок поставки продукции или поставку по мере необходимости, то эта компания может потеснить конкурентов.

Умные лотки для компонентов

Британская компания Apex Industrial Technologies, Ltd., специализирующаяся на решениях по выдаче товаров и управлению цепочкой поставок, предлагает своим клиентам в промышленном сегменте умные лотки для комплектации. Решение называется ACTYLUS™ Smart Bins (англ. – умные корзины/лотки), и оно направлено на то, чтобы минимизировать простои, связанные с отсутствием комплектации на рабочих местах.

По виду оно напоминает обычную стойку с лотками для комплектации, но отличается тем, что под каждым лотком находятся весы, которые позволяют отслеживать остаток деталей в лотке. Благодаря тому, что для каждого лотка пользователь определяет, какой тип компонентов должен в нем находиться, и он знает, сколько весит один компонент, с помощью информации о массе содержимого лотка можно оценить количество элементов, которые в нем находятся.


Умные лотки ACTYLUS на производстве. Фото: Apex Industrial Technologies

Система сбора и анализа данных об остатках компонентов на всех рабочих местах интегрируется с ERP-системой предприятия, содержащей информацию о складских остатках. В случае снижения остатка по отдельным видам деталей или компонентов ниже порогового уровня система позволяет автоматически отправить запрос поставщику или на внутренний склад предприятия.

Фактически обеспечивается отслеживание в режиме реального времени информации об остатках и темпах расходования компонентов с детализацией до каждого рабочего места. Это позволяет автоматизировать процесс планирования и организации доставки товаров «точно в срок».

Влияние аддитивных технологий на скорость поставки продукции

Отдельно хочется отметить влияние аддитивных технологий на процессы логистики.

Когда-то люди писали письма на бумаге, а их отправка осуществлялась традиционной почтой. Хотя иногда привлекались и нетрадиционные методы, например почтовые голуби. Но речь не об этом. После массового распространения электронной почты суть процесса доставки текстовых сообщений кардинально изменилась. Теперь этот процесс занимает секунды, в крайнем случае минуты, но никак не дни и не недели. Фактически передаётся только цифровая информация.

Аддитивные технологии несут в себе такой же потенциал изменения процесса производства и доставки продукции клиенту, как разработка электронной переписки по отношению к традиционному бумажному письму.

В случае если производитель и клиент расположены на удалённом расстоянии друг от друга, для доставки продукции сегодня необходимо обеспечить физическое перемещение груза, что требует времени. Развитие аддитивных технологий позволяет принципиальным образом сократить время получения клиентами необходимой им продукции.

Наиболее перспективным в среднесрочной перспективе выглядит формат мобильных или стационарных минифабрик, оснащённых необходимым оборудованием для трёхмерной печати, сканирования и постобработки изделий. Такие минифабрики могут быть расположены в непосредственной близости от потенциальных клиентов. Аддитивные технологии, о чём уже говорилось в соответствующей части этой книги, предполагают существенно меньшее количество задействованного оборудования и меньшие инвестиции, что делает данную концепцию жизнеспособной и перспективной.

Принцип работы таких минифабрик может предполагать создание всего изделия в одном месте или использование высокотехнологичной типовой заготовки, требующей более сложного производственного процесса, и изготовление на месте только элементов, учитывающих потребности конкретного клиента. Например, это могут быть мобильные телефоны с индивидуальным дизайном корпуса, для которых вся типовая электронная начинка имеется на складе, а корпус изготавливается с учётом предпочтений клиента к цвету, материалу и дизайну.

Обеспечение качества транспортировки и хранения

Для широкой группы товаров ключевым вопросом транспортировки и хранения является обеспечение определенных требований по защите от ударов, углу наклона, температуре, влажности, давлению и другим параметрам.

Для того чтобы отслеживать соблюдение требований к перевозке и хранению, традиционно применялись и применяются различные неэлектронные датчики. У таких датчиков есть два больших недостатка: низкая точность и отсутствие детальной информации о том, в какой момент и сколько раз происходили нарушения требований к транспортировке и хранению груза.

Развитие цифровых технологий привело к появлению принципиально новых решений, которые позволяют детально отслеживать процесс транспортировки и хранения грузов.

Современные возможности позволили разработать электронные датчики с относительно низкой стоимостью, что позволяет их использовать применительно к отдельным упаковкам и единицам транспортируемого или хранимого товара. Такие датчики могут быть помещены в/на упаковку с товаром и могут отслеживать и фиксировать измеряемые параметры.

В зависимости от задачи эти датчики могут либо сохранять информацию об истории транспортировки и хранения груза, либо осуществлять мониторинг и оповещать об отклонениях по беспроводному каналу передачи данных, либо и то, и другое. Вариант с мониторингом даёт возможность своевременно вмешаться, не допустив повреждения груза. Это актуально, например, при нарушении температурного режима перевозки, когда своевременная реакция позволяет исключить вред чувствительной к климату продукции.

Также по мере ужесточения требований к условиям хранения развивается рынок складских систем, которые обладают расширенными возможностями поддержания специальных условий хранения. Более того, благодаря идентификации отдельных единиц продукции и упаковок реализована возможность автоматического отслеживания срока хранения отдельных единиц продукции.

Как это работает. Допустим, у нас есть упаковка с продукцией, которая имеет требования к температуре хранения и ограниченный срок хранения, который зависит от температуры. Например, 10 дней при +10°, 20 дней при +5° и 60 дней при 0°. Когда мы помещаем данную упаковку в систему хранения, обеспечивающую климатические условия, то считываем идентификатор в виде штрихкода или радиочастотной метки, тем самым фиксируя момент помещения товара в камеру. Система управления отслеживает данные о температуре хранения данной упаковки либо по показаниям о температуре по всему объёму, либо по показаниям с датчика, размещённого в данной упаковке. На основе данных о температуре хранения система оценивает приближение окончания допустимого срока хранения и в случае необходимости заблаговременно оповещает о необходимости использования товара.


Фото системы управления автоматическим складом с фиксацией температуры и влажности хранения

Использование датчиков для обеспечения и контроля качества транспортировки

Германская компания MyOmega предлагает комплексное решение для мониторинга автомобильной транспортировки грузов Transport Monitoring.

Решение представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из набора датчиков и программного обеспечения.

В процессе транспортировки система анализирует ряд показателей, влияющих на сохранность грузов и качество перевозки, в том числе:

  • ускорение, ориентация, переворот;
  • магнитное поле;
  • климатические параметры – температура, влажность, давление;
  • уровень освещённости;
  • поведение автомобиля, в том числе соблюдение маршрута и нарушение скоростного режима.

Если вдруг система выявила отклонение от рекомендуемых параметров перевозки для одного или нескольких грузов, то информация об этом незамедлительно передаётся на компьютеры ответственных сотрудников, что даёт возможность оперативно скорректировать ситуацию.

По результатам поездки автоматически формируется отчёт с детальной информацией о соблюдении режимов транспортировки и наличии потенциальных повреждений в отношении отдельных грузов.

Снижение затрат

Разумеется, нельзя забывать про логистические затраты. С учётом роста стоимости топлива, новых налогов, сборов и других факторов стоимость хранения и перевозки является заметной статьёй бюджета, которую нельзя игнорировать.

При условии повышения скорости перевозок и повышения качества транспортировки и хранения сложно ожидать, что стоимость будет снижаться. Однако для государств, ориентированных на развитие экспорта, и для бизнесов оптимизация затрат на логистику имеет большое значение с точки зрения конкуренции на региональном и международном рынках. Отдельное предприятие далеко не всегда может влиять на строительство объектов инфраструктуры, стоимость топлива, рыночную стоимость аренды складских площадей и налоговую политику государства – факторы, влияющие на стоимость логистических услуг. Поэтому сфокусируемся на том, что предприятие может организовать собственными силами.

Если говорить про автотранспортные перевозки, то можно выделить несколько основных направлений оптимизации затрат, которые реализуются с помощью современных цифровых технологий, главным образом систем мониторинга:

  • оптимизация маршрута доставки грузов с учётом оптимизации расхода топлива (это не одно и то же, что и оптимизация расстояния или времени в пути, необходимо учитывать изменение расхода топлива в зависимости от изменения массы груза);
  • отслеживание и оптимизация стиля вождения водителей с учётом уменьшения расхода топлива и оптимизации затрат на техническое обслуживание;
  • отслеживание нарушений скоростного режима в целях исключения штрафов и минимизации риска дорожно-транспортных происшествий;
  • отслеживание расхода топлива и выявление слива горючего;
  • отслеживание нецелевого использования автотранспорта, проще говоря, выявление «халтуры».

Современные системы мониторинга, о которых было сказано чуть выше, позволяют решать обозначенные задачи, так что при наличии большого парка автомобилей это может дать экономический эффект.

Внутри предприятия компания также может оптимизировать затраты, связанные с транспортировкой между производственными участками и хранением. В основном это достигается путём автоматизации, о которой говорилось в разделе, посвящённом повышению скорости. Но бездумная автоматизация в данной области может привести вместо экономии к неоправданным затратам, поэтому необходимо чётко просчитывать экономический эффект.

Автоматизированные склады, о которых мы уже также говорили, как правило, позволяют более эффективно использовать объём и площадь. Что в конечном итоге тоже приводит к экономии площадей и, как следствие, снижению затрат.

Современная тенденция по развитию «зелёных» технологий, снижающих нагрузку на окружающую среду, также открывает определённые направления для экономии. Например, развитие рынка электромобилей в широком диапазоне применений позволяет оптимизировать затраты на топливо и обслуживание техники.

Мониторинг транспортных средств

Одна из ведущих мировых компаний по производству спецтехники Caterpillar Inc. предлагает своим заказчикам систему управления парком техники Cat® Product Link.

Product Link позволяет пользователям управлять широким диапазоном процессов, влияющих на эффективность использования дорогостоящего оборудования. А производитель получает возможность отслеживать параметры работы оборудования и своевременно предлагать заказчику техническое обслуживание для обеспечения непрерывной работы.

Система позволяет пользователю формировать детальные аналитические отчёты и получать текущую информацию о простоях, ошибках, проблемах, ходе выполнения работ и так далее.

Аппаратная часть системы, благодаря «открытым» интерфейсам, может быть установлена и на оборудование сторонних производителей, что позволяет управлять смешанным парком спецтехники. Обмен данными осуществляется с помощью спутниковых и сотовых сетей.

Система отслеживает положение машин с помощью данных GPS. Это позволяет в тандеме с другими функциями системы реализовать широкий диапазон аналитических возможностей:

  • отслеживание и учёт движений объекта;
  • определение рабочих площадок (геозон) для конкретной машины или групп машин и последующее отслеживание процесса обработки данного участка и несанкционированного выхода за его пределы;
  • получение точных координат машины при возникновении неисправности;
  • оптимальное распределение машин по участкам работ и отслеживание;
  • оптимизация маршрута перемещения топливозаправщика с учётом данных мониторинга расхода топлива.

Product Link позволяет эффективно планировать техническое обслуживание на основе данных мониторинга состояния оборудования и рабочего графика предприятия. В программном обеспечении реализована возможность прямого контакта с региональным представителем производителя.


Мониторинг параметров работы техники Caterpillar с помощью Product Link. Фото: Caterpillar, http://www.cat.com

Таким образом, система одновременно решает задачи повышения эффективности управления парком оборудования заказчика и помогает производителю повышать качество машин и оказываемых услуг по техническому обслуживанию.


Транспортные средства с автоматическим управлением

Тема транспорта с автоматическим управлением до недавнего времени была чем-то из разряда фантастики, описывающей далекое будущее. Я имею в виду не те случаи, когда пилот удалённо управляет системой, а системы, в управлении которыми человек не участвует. Но прогресс не стоит на месте.

Уже сегодня ведущие производители автомобилей реализовали возможности автоматического управления в серийных моделях. Современный автомобиль может в автоматическом режиме распознавать дорожную ситуацию, принимая решения, где притормозить, а где ускориться. Активные системы безопасности распознают угрозу столкновения с другим автомобилем или выбежавшим на дорогу пешеходом и позволяют предотвратить несчастный случай. Благодаря системе видеокамер, датчиков и радаров автомобиль может двигаться в нужной полосе с учётом разметки, отслеживать дорожные знаки и поддерживать разрешенный скоростной режим. А функции автоматической парковки позволяют многим людям сэкономить массу времени.

Большое количество проектов крупных международных компаний, направленных на разработку и внедрение систем с беспилотным и автоматическим управлением в коммерческих целях, подтверждают, что в ближайшие несколько лет мы столкнемся на улицах с автомобилями без водителей. Хотя водитель всё-таки пока может присутствовать по причине отсутствия законодательной базы, позволяющей его полностью исключить. В процессе он участвовать не будет, но присутствовать должен, как говорится, на всякий нестандартный случай.

Среди упомянутых проектов, в частности, проект Daimler по разработке грузовика Freightliner Inspiration Truck с автоматическим управлением, проект Rolls-Royse по разработке беспилотного корабля и проект DHL по доставке грузов с помощью дронов.


Кабина грузовика Freightliner Inspiration Truck. Система Highway Pilot помогает водителю управлять транспортным средством, в это время водитель может заняться другими делами. Фото: Daimler, http://media.daimler.com


Проект «беспилотного» судна Rolls-Royce с дистанционным управлением. Фото: Rolls-Royce plc

Применительно к коммерческому сегменту использование автоматического транспорта позволяет решить широкий круг вопросов, в частности:

  • исключение человеческого фактора в широком его проявлении;
  • обеспечение транспортировки в режиме 24/7 (для водителей существуют ограничения по времени нахождения за рулём);
  • снижение расхода топлива за счёт оптимизации режимов управления;
  • оптимизация маршрутов следования;
  • снижение затрат на персонал.

Активно развивается сегмент автоматического транспорта, применяемого во внутренней логистике предприятия. Роботизированные тележки (AGV или Automated Guided Vehicles, англ. – транспортное средство с автоматическим управлением) позволяют автоматизировать операции перемещения между производственными участками. Рынок полон предложений для различных применений: порты, производство, госпитали и т.д.


Использование AGV для перемещения грузов на производстве. Фото: AGVE Group

Так что уже пора задуматься над тем, как можно использовать возможности развития рынка автоматического транспорта для нужд вашего бизнеса.

Умная коробка переключения передач

Концерн ZF Friedrichshafen AG является мировым лидером по производству техники привода и подвески. Компания входит в число 15 крупнейших поставщиков автомобильной промышленности в мире (годовой оборот – 29 млрд 154 млн евро в 2015 г.).

Специально для коммерческого транспорта компания разработала автоматическую коробку переключения передач (АКПП) TraXon, которая работает в связке с программным обеспечением PreVision GPS, управляющим переключением передач и режимами работы АКПП.

Система с помощью системы датчиков, в том числе GPS, отслеживает участок дороги, по которому движется автомобиль, анализирует параметры движения, качество дорожного покрытия, вес груза и многие другие параметры.


Благодаря получению данных геопозиционирования АКПП TraXon адаптируется к условиям маршрута и повышает экономическую эффективность эксплуатации автомобильного транспорта и мобильных кранов. Фото: ZF Friedrichshafen AG, http://www.zf.com

На основе данных датчиков и информации о топографических условиях на данном участке дороги PreVision GPS определяет оптимальное передаточное число и даёт команду КПП на упреждающее переключение, что повышает производительность и снижает расход топлива.

Также система автоматически активирует движение накатом (нейтральное положение КПП), что также позволяет оптимизировать расход топлива. Фаза наката запускается с учётом таких параметров, как сопротивление качению и угол наклона, которые система отслеживает в режиме реального времени.


Книга «ИНДУСТРИЯ 4.0: Умные технологии – ключевой элемент в промышленной конкуренции»:

Часть 1. Предпосылки системных изменений

Часть 2. Технологическая основа новой промышленной революции

Часть 3. Дополненная и виртуальная реальность

Часть 4. Симуляция и основы применения аддитивных технологий

Часть 5. Аддитивные технологии: изготовление изделий, постобработка, контроль качества, временные сложности

Часть 6. Горизонтальная и вертикальная интеграция, промышленный Интернет вещей

Часть 7. Облачные технологии и информационная безопасность

Часть 8. Тотальная цифровизация

Часть 9. Развитие аналитических систем

Часть 10. Умные продуктово-сервисные системы

Часть 11. Логистика 4.0

Часть 12. Умное производственное оборудование

Часть 13. Умное производственное оборудование. Продолжение

Часть 14. Эффект от внедрения новых технологий

Часть 15. Преграды на пути прогресса

Часть 16. Умные технологии и люди



Поделиться: