# Tuotannon sisälogistiikan simulointi - Savonia-AMK

> Tässä artikkelissa tutkitaan mobiilirobottien soveltuvuutta tuotannon sisälogistiikkaan simulaation avulla.

## Johdanto
Kun tuotantoon ollaan hankkimassa mobiilirobottia, kartoitustyössä tulee huomioida, mahtuuko robotti liikkumaan tuotantotilassa, riittävätkö käytävien leveydet, mihin työt voidaan jättää odottamaan ja miten materiaalivirta vaikuttaa tuotannon läpimenoon. Tätä voidaan selvittää simuloimalla ennen investointipäätöksiä.

Tässä artikkelissa esitellään tiivistetysti tehtyä sisälogistiikkaan liittyvää, todelliseen yritystapaukseen liittyvää, simulaatioprojektia, jossa tutkittiin simulaatiomallien avulla mobiilirobottien toimivuutta yrityksen tuotannossa.

## Tutkimuksen kohteet
Tutkittavia asioita oli ahtaiden käytävien vaikutus mobiilirobotiikkaan ja sen valintaan sekä oikealla tuotantodatalla tehdyt simulaatioajot mobiilirobotin käyttöasteen selvittämiseksi. Lisäksi simulaatiomalleissa tutkittiin mobiilirobottien noutopisteiden määrän vaikutusta tuotannon läpimenoon.

## Lähtötiedot ja simulaatiomallit
Projektin tavoitteiden täyttämiseksi tarvittavia lähtötietoja oli tuotannon layout ja tuotantodata. Simulaatiomallien rakentamiseen saatiin yrityksen tehtaan 2d-layout, jonka pohjalta tehtiin 3d-simulaatiomallit kahdelle simulaatio-ohjelmistolle.

Simulointeihin saatiin tuotantodataa 4 viikon ajalta. Saadut datat olivat kone- ja viikkokohtaisesti excel-tiedostoissa. Yhteensä lähtödata excel-tiedostoja oli 26 kpl. Simulointimalleja varten näistä tehtiin yhteenveto excel, jossa lähtödata jaettiin viikkokohtaisiin välilehtiin.

Tässä projektissa tehtiin simulaatiomallit kahdella eri simulaatio-ohjelmistolla:
*   **FlexSim:** Visuaalisesti pelkistellympi simulaatiomalli, jolla pääsi nopeasti tutkimaan järjestelmän toimintaa. Mahdollisti nopeamman läpiajettavan simuloinnin ilman näytöllä näkyvää visuaalista simulointia.
*   **Visual Components:** Realistisempi simulaatiomalli, jossa oli mahdollista tutkia mobiilirobottien toimintaa ahtailla käytävillä. Mahdollisti erilaisten mobiilirobottien testauksen ja logistiikan noutopisteiden tutkimisen.

## Mobiilirobottien soveltuvuus ja standardit
Simulaation tavoitteena ei ollut valita mobiilirobottia, vaan hakea rajoja mobiilirobotin valintaan liittyen. Mobiilirobottien soveltuvuuden selvitys aloitettiin standardin SFS-ISO 3691-4 mukaisesti, joka määrittelee kuljettamattoman trukin turvallisuusvaatimukset. Standardin mukaan mobiilirobotin sivujen turvaetäisyys on oltava vähintään 500 mm. Yrityksen layoutin mukaan käytävät ovat minimissään 2500 mm leveitä, jolloin standardin mukainen maksimileveys on 1500 mm.

Simulaatioissa testattiin haarukkavaunu-tyyppisiä ja kuljetusalustan alle meneviä mobiilirobotteja. Haarukkavaunu-tyyppisten robottien heikkous on iso tilan tarve käytäville ja käännöksiin, minkä vuoksi simuloinneissa päädyttiin käyttämään kuljetusalustan alle menevää mobiilirobottia.

## Tulokset
*   **Käyttöaste:** Mobiilirobotin käyttöaste jäi maltilliseksi (n. 7–11 %). Yksi robotti riittäisi tuotannon käyttöön pitkällä aikavälillä tarkasteltuna.
*   **Ohjelmistoeroavaisuudet:** FlexSim-simulaatiossa käyttöaste muodostui 10 %-yksikköä suuremmaksi kuin Visual Components -simulaatiossa, ja matkaa kertyi lähes tuplasti. Tämä johtui FlexSimin tavasta tehdä turhia lenkkejä reiteillä.
*   **Noutopisteet:** Tutkimuksessa selvitettiin noutopisteiden määrän vaikutusta. Parhaaksi ratkaisuksi osoittautui kaikkien 7 noutopisteen rajoitukseton käyttö, jolloin noutopisteet eivät muodostuneet pullonkaulaksi.

## Johtopäätökset
Tapaus osoittaa, että simulointi auttaa tekemään näkyväksi asioita, joita on vaikea arvioida pelkän layout-kuvan tai yksittäisten tunnuslukujen perusteella. Simulointi on käyttökelpoinen työkalu erityisesti silloin, kun automaatioinvestointia suunnitellaan olemassa olevaan tuotantoympäristöön.

## Lisätiedot ja aineistot
*   **Tekninen toimintamalli (Theseus):** [https://www.theseus.fi/handle/10024/928378](https://www.theseus.fi/handle/10024/928378)
*   **Simulaatiomallit ja lähtötiedot:** [Google Drive -linkki](https://drive.google.com/drive/folders/1rstdH9EO_uCSy_un6eh6T2lD3_7OEihB?usp=sharing) (sisältää katselumallit Visual Components Experience -ohjelmistolle).