Tootmislogistika automatiseerimine AGV robotite rakendamise teel ettevõtte MS Balti Trafo näitel

Käesoleva lõputöö eesmärgiks oli pakkuda ettevõttele MS Balti Trafo praktilisi juhiseid AGV robotite integreerimiseks tootmislogistika protsessi, mille tulemusena saab ettevõte vähendada tööjõuressursi raiskamist ning seeläbi kasutada enda kvalifitseeritud tööjõudu rohkem väärtust lisava töö teostamisel. Eesmärgi üheks olulisemaks punktiks oli ettevõtte protsesside jaoks sobiliku AGV roboti ostusoovituse tegemine. Eesmärgi saavutamiseks teostas töö autor mitmeid uuringuid, analüüsis tulemusi ning tulemuste põhjal andis oma hinnangu ja esitas selle põhjal enda ettepaneku. Uuringu läbiviimiseks kasutas autor avatud allikaid ning tugines ettevõtte protsessidest tulenevatele sisemistele andmetele, toetus varasemale töökogemusele tootmisjuhina ja praegusele töökogemusele selles ettevõttes protsessiinsenerina. Kõige selle põhjal suutis töö autor anda kaalutletud ja põhjaliku ettepaneku roboti soetamiseks. Esimese sammuna asus töö autor välja selgitama ettevõtte MS Balti Trafo vajadusi seoses tootmisligistika automatiseerimisega AGV robotite juurutamise teel. Sel eesmärgil korraldas autor informatiivse koosoleku ettevõtte juhtkonnale, mille raames tutvustas AGV robotite kasutamise võimalusi ning erinevate robotite sobivust ettevõtte spetsiifiliste protsesside ja töökeskkonnaga. Koosoleku jaoks valmistas autor ette põhjalikud juhendmaterjalid, mis kirjeldavad üksikasjalikult AGV robotite olemust, nende ülesehitust, erinevaid robotite variatsioone ning nendega kaasnevaid süsteeme. See materjal aitas tõsta juhtkonna teadmiste taset ning valmistada neid ette teadlike otsuste tegemiseks. Koosolekul juhtis töö autor arutelu, esitades olulised küsimused ja juhtides tähelepanu ettevõtte spetsiifilistele nõudmistele nagu ruumilised piirangud, töötajate ohutus ja tootmisprotsessides kasutatava kauba laad. Koosoleku käigus analüüsiti erinevaid robotitüüpe, nende manööverdusvõimet ja integreeritavust olemasolevate süsteemidega. Lõpuks valisid koosoleku osalejad konsensuse teel protsessi jaoks sobilikuks robotiks Mir 250 platvormroboti, mis paistis silma oma kompaktsuse, paindlikkuse ja võimega toime tulla ettevõtte logistika- ja tootmisnõuetega. Autor jäädvustas koosolekul tehtud otsused ja valmistas ette järgmised sammud roboti integreerimiseks ettevõtte tootmislogistika protsessi. See teostatud koosolek näitas, kuidas töö autor viis läbi süstemaatilise uurimis- ja otsustusprotsessi, tagades, et juhtkonna valikud põhineksid kindlatel teadmistel ja ettevõtte tegelikel vajadustel. Järgmiseks kaardistas töö autor põhjalikult ettevõtte tootmislogistika protsessi, et mõista kauba liigutamiseks kuluvat tööjõu ressurssi, tuvastada kasutatavaid liikumisteid, transporditava kauba tüüpi, liikumise sagedust, kauba mahtusid ja kaalu. Eesmärgiks oli saada sügavam ülevaade praegustest tootmislogistika protsessist ning tuvastada potentsiaalsed takistused AGV robotite integreerimisel. Tootmislogistika protsessi kaardistamiseks dokumenteeris töö autor kõik tootmislogistika protsessi sammud, alates tootmistellimuse loomisest kuni selle täitmiseni. Autor kirjeldas detailselt igat etappi, mis andis tervikliku pildi kauba liikumisest kogu ettevõttes. Seejärel koostas autor protsessi voodiagrammi, mis aitas mõista kauba liikumist samm sammult ja nende etappide omavahelist sõltuvust. Voodiagrammi eesmärk oli lihtsustada protsesside mõistmist ja tuvastada protsessis olevad pudelikaelad. Andmete kogumiseks lõi töö autor struktureeritud tabeli, mida täitsid ettevõtte osakondade töötajad viie järjestikuse päeva jooksul. Tabelisse kanti andmed kauba liikumise kohta, sealhulgas transportimiseks kulunud aeg, kauba kaal, transpordiviisid ja kaasas olnud tootmislehed. See süstemaatiline andmekogumine võimaldas koguda täpset informatsiooni protsessi efektiivsuse ja kauba liikumise kohta. Pärast andmete kogumist analüüsis töö autor saadud informatsiooni, kasutades Exceli pöördtabeli funktsiooni. See analüüs tuvastas logistilised pudelikaelad, keskmised kauba liikumise ajad, kauba kaalud, tööjõuressursi kulu ja enamkasutatavad transpordiviisid. Analüüsist saadud teave aitas AGV robotite efektiivse marsruudi ja tööaja kavandamisel, aitas hinnata millistes osakondade ja kaupade puhul robotiseerimisest maksimaalne kasu saadakse ning millist tüüpi robotit oleks mõistlik kasutada. Kolmandaks koostas töö autor tootmisettevõtte MS Balti Trafo põhjaliku asendiplaani, mis andis visuaalse ülevaate tootmishoone olulistest komponentidest, nagu osakonnad, liikumisteed, kauba laadimisalad, robotite laadmisjaamade asukohad ja robotite liikumistrajektoorid. Esimene samm oli robotite liikumisraja kavandamine. Autor määras asendiplaanil robotite liikumisraja ja suuna. Liikumisrada kavandati ühesuunalisena, arvestades olemasolevate käiguteede ja uste laiusega, robotite nõutava liikumisraja laiusega ning töötajate ohutusega. Järgnevalt tähistas autor asendiplaanil kauba transportimise tornriiulite asukohad. Tornriiulite asukohad valiti vastavalt hetkel kasutuses olevatele kauba ladustamisaladele. Viimase sammuna paigutas autor asendiplaanile robotite automaatsed laadimisjaamad. Laadimisjaamade joonestamisel võttis autor aluseks Mir 250 roboti laadimisjaama mõõtmed. Laadimisjaamade asukohad planeeriti tootmishoone kolmesse erinevasse paika, robotite liikumistrajektooride äärde. Viimase etapina asus töö autor valima sobivat robotit MS Balti Trafo tootmislogistika protsessi tarbeks, eesmärgiga automatiseerida ja tõhustada kauba liikumist ettevõttes. Valiku tegemisel otsis autor vastuseid töö algfaasis esitatud uurimisküsimustele, mis käsitlesid töökeskkonda, tööülesandeid, tööaega, transporditava kauba laadi, navigeerimistehnoloogiat, süsteemi integreeritavust ja jätkusuutlikkust. Need küsimused aitasid täpselt kindlaks määrata, millised robotite tehnilised ja funktsionaalsed omadused on ettevõtte jaoks esmatähtsad. Roboti valimise esimeseks sammuks oli ettevõtte juhtkonna poolt eelistatud Mir 250 platvormroboti sobivuse hindamine. Sobivuse hindamisel arvestas töö autor ettevõtte protsesside iseärasusi ja töökeskkonnast tulenevaid tehnilisi nõudeid. Robot pidi suutma transportida kaupa tornriiulite abil, mis tulenes juhtkonna koosoleku arutelu põhjal tehtud järeldustest. Sellele vaatamata otsustas töö autor otsida alternatiive, et valik ei oleks langetatud ainult ühe isendi põhjal. Teise kandidaadina valis töö autor Omron Automationi toodetud LD 250 roboti, mis vastas sarnastele kriteeriumidele kui Mir 250 robot. Töö autor koostas mõlema roboti võrdlustabeli, mis sisaldas tehnilist dokumentatsiooni ja spetsifikatsioone, et objektiivselt hinnata nende sobivust ettevõtte vajadustega. Võrdlustabeli põhjalik analüüs näitas, et kuigi Mir 250 robotil oli mitmeid eeliseid, osutus Omron LD 250 sobivamaks, arvestades selle pikemat eluiga, madalamat hinda, paremat vastupidavust, sobivust kitsamatesse töökeskkonna tingimustesse, ning sõidukoridori laiuse nõudeid. Lõpuks, võttes arvesse kõiki kogutud andmeid ja teostatud analüüse, soovitas töö autor ettevõttel MS Balti Trafo soetada Omron LD 250 platvormrobot koos tõstemooduli ja robotile sobiva tornriiuliga. See valik põhines töökeskkonna nõuetel, roboti elueal, hinnal ja tehniliste omaduste sobivusel ettevõtte protsessidest tulenevatest nõudmistest. Töö autor esitas oma soovituse põhjalikult, tuues välja kõik asjakohased põhjendused, mis toetasid Omron LD 250 roboti valikut. Kokkuvõtteks võib öelda, et töö autor suutis edukalt täita lõputöö eesmärgid, pakkudes ettevõttele MS Balti Trafo praktilisi juhiseid AGV robotite integreerimiseks tootmislogistika protsessi. Autor viis läbi mitmeid uuringuid ja analüüse, tuginedes nii avatud allikatele kui ka ettevõtte sisemistele andmetele, mille tulemusel jõudis töö autor teadliku ja põhjendatud soovituseni sobiliku AGV roboti soetamiseks. Autori metoodiline lähenemine ja süsteemne analüüs tagasid, et ettevõtte juhtkonna otsused põhinesid kindlatel teadmistel ja tegelikel vajadustel. Töö käigus selgitatud asjaolud ja tehtud ettepanekud aitavad ettevõttel vähendada tööjõuressursi raiskamist ja suunata kvalifitseeritud tööjõudu rohkem väärtust lisavatele ülesannetele, mis kokkuvõttes aitab kaasa ettevõtte efektiivsuse ja produktiivsuse suurendamisele.

The objective of this thesis was to provide the company MS Balti Trafo with practical guidelines for integrating AGV robots into the production logistics process, which would enable the company to reduce the waste of labor resources and thereby use its qualified workforce more for value-adding activities. One of the key points of the objective was to make a purchasing recommendation for an AGV robot suitable for the company's processes. To achieve this goal, the author conducted several studies, analyzed the results, and based on these results, provided their assessment and made their proposal. For the study, the author used open sources and relied on internal data derived from the company's processes, supported by previous work experience as a production manager and current experience in this company as a process engineer. Based on all this, the author was able to make a well-considered and detailed proposal for the acquisition of the robot. As the first step, the author set out to determine the needs of the company MS Balti Trafo regarding the automation of production logistics through the implementation of AGV robots. For this purpose, the author organized an informative meeting for the company's management, during which they introduced the possibilities of using AGV robots and the suitability of various robots for the company's specific processes and work environment. For the meeting, the author prepared detailed guide materials that described in detail the nature of AGV robots, their structure, various robot variations, and the systems associated with them. This material helped to raise the knowledge level of the management and prepare them for making informed decisions. At the meeting, the author led the discussion, asking key questions and drawing attention to the company's specific requirements such as spatial constraints, employee safety, and the nature of goods used in the production processes. During the meeting, various types of robots, their maneuverability, and their integrability with existing systems were analyzed. Finally, the meeting participants selected the Mir 250 platform robot as the suitable robot for the process through consensus, notable for its compactness, flexibility, and capability to meet the company’s logistics and production requirements. The author documented the decisions made at the meeting and prepared the next steps for integrating the robot into the company's production logistics process. This conducted meeting demonstrated how the author carried out a systematic research and decision-making process, ensuring that the management's choices were based on solid knowledge and the actual needs of the company. Next, the author thoroughly mapped the company's internal logistics process to understand the labor resources required for moving goods, identify the paths used, types of goods transported, frequency of movement, volumes, and weight of the goods. The goal was to gain a deeper insight into the current production logistics process and to identify potential obstacles to integrating AGV robots. To map the production logistics process, the author documented every step of the production logistics process, from creating production orders to their fulfillment. The author described each stage in detail, which provided a comprehensive picture of goods movement throughout the company. Then, the author created a process flowchart, which helped understand the step-by-step movement of goods and the interdependence of these stages. The purpose of the flowchart was to simplify understanding of the processes and to identify bottlenecks in the process. For data collection, the author created a structured table that was filled out by company department employees over five consecutive days. The table contained data on the movement of goods, including the time spent on transportation, the weight of the goods, transportation methods, and accompanying production sheets. This systematic data collection enabled the collection of precise information about the efficiency of the process and the movement of goods. After collecting the data, the author analyzed the information using the pivot table function in Excel. This analysis identified logistical bottlenecks, average goods movement times, goods weights, labor resource costs, and most commonly used transportation methods. The information obtained from the analysis helped in planning efficient routes and work times for AGV robots, assessing which departments and types of goods would benefit most from robotization, and determining which type of robot would be sensible to use. Thirdly, the author created a detailed layout plan for the manufacturing company MS Balti Trafo, which provided a visual overview of important components of the production building, such as departments, pathways, goods loading areas, robot charging station locations, and robot movement trajectories. The first step was planning the robot movement path. The author designated the robot movement path and direction on the layout plan. The movement path was designed to be one-way, taking into account the existing corridors and door widths, the required width of the robot movement path, and employee safety. Subsequently, the author marked the locations of the goods transport tower shelves on the layout plan. The locations of the tower shelves were chosen according to the currently used goods storage areas. As the final step, the author placed the robot automatic charging stations on the layout plan. When drawing the charging stations, the author based them on the dimensions of the Mir 250 robot charging station. The locations of the charging stations were planned at three different points in the production building, along the robot movement trajectories. In the final phase, the author set out to select a suitable robot for MS Balti Trafo's production logistics process, aiming to automate and enhance the movement of goods within the company. In making the selection, the author sought answers to research questions posed in the initial phase, which addressed the work environment, tasks, work hours, nature of the transported goods, navigation technology, system integration, and sustainability. These questions helped precisely determine which technical and functional features of the robots were crucial for the company. The first step in selecting the robot was to assess the suitability of the Mir 250 platform robot, preferred by the company's management. In evaluating suitability, the author considered the unique aspects of the company's processes and technical requirements arising from the work environment. The robot needed to be able to transport goods using tower shelves, based on conclusions drawn from the management meeting discussions. Nevertheless, the author decided to look for alternatives to ensure the choice was not based solely on one model. As a second candidate, the author selected the Omron Automation-produced LD 250 robot, which met similar criteria to the Mir 250 robot. The author compiled a comparison table for both robots, containing technical documentation and specifications, to objectively assess their suitability for the company’s needs. A thorough analysis of the comparison table showed that while the Mir 250 robot had several advantages, the Omron LD 250 was more suitable considering its longer lifespan, lower cost, better durability, suitability for narrower work environment conditions, and lane width requirements. Ultimately, considering all collected data and analyses performed, the author recommended that MS Balti Trafo acquire the Omron LD 250 platform robot along with a lifting module and a tower shelf suitable for the robot. This choice was based on work environment requirements, robot lifespan, price, and the technical features' compatibility with the demands arising from the company's processes. The author presented their recommendation comprehensively, highlighting all relevant justifications that supported the choice of the Omron LD 250 robot. In summary, it can be said that the author successfully fulfilled the objectives of the thesis by providing MS Balti Trafo with practical guidelines for integrating AGV robots into the production logistics process. The author conducted several studies and analyses, relying on both open sources and internal company data, which led to an informed and justified recommendation for acquiring a suitable AGV robot. The author's methodical approach and systematic analysis ensured that the company management's decisions were based on solid knowledge and actual needs. The facts clarified during the work and the proposals made will help the company reduce the wastage of labor resources and redirect qualified labor to more value-adding tasks, which ultimately contributes to enhancing the company's efficiency and productivity.