Automatisation des entrepôts dans l'industrie automobile

Contexte et défis

Une entreprise automobile a eu l'occasion rêvée de repartir à zéro dans un nouvel entrepôt après une acquisition. Elle a décidé de saisir cette opportunité non seulement pour laisser derrière elle les défis de ses opérations actuelles, mais aussi pour planifier l'avenir et automatiser dans la mesure du possible. Les prévisions pour les années à venir étaient bonnes et allaient très probablement mettre les opérations actuelles sous pression, car la plupart des processus étaient très manuels et exigeaient beaucoup de main-d'œuvre. Voici quelques-uns des principaux défis opérationnels :

• Trafic et congestion : Il n'y avait pas de distinction claire en termes de flux, ce qui signifie que le trafic des chariots élévateurs, le trafic humain et les flux de cueillette et de transport se croisaient de manière aléatoire, entraînant des situations dangereuses et des inefficacités résultant de la congestion.

• Faible visibilité des stocks : Il n'existait pas d'emplacement d'inventaire scannable et les emplacements n'étaient pas systématiquement justifiés. Les produits avaient un emplacement principal, privilégié, mais étaient également stockés dans d'autres emplacements aériens/de secours. De ce fait, les opérateurs se retrouvaient à chercher des produits dans l'entrepôt.

• Transport : Un système de train interne servait d'interface entre la production et l'entrepôt. Les trains transportaient les différents produits finis et matières premières en suivant les itinéraires qui leur étaient assignés et en prenant ou en déposant les marchandises. En raison du déséquilibre des itinéraires et de la taille de ces trains, on les trouvait souvent en train d'attendre qu'une allée se libère.

• Prélèvement : Les cartes Kanban sont fréquemment prélevées sur la chaîne de production, ce qui permet de signaler les besoins en produits. Ce produit est ensuite prélevé dans l'entrepôt, idéalement à partir de son emplacement principal. Comme le réapprovisionnement n'était pas effectué de manière cohérente, les produits finissaient par être en rupture de stock et les principes FIFO ne pouvaient pas toujours être respectés.

• Envois sortants : La création d'expéditions sortantes était considérée comme très laborieuse et posait également des problèmes d'ergonomie. Tout en construisant les palettes demandées par le client, en respectant les exigences du client en matière d'étiquetage, de palettisation et de quantités commandées, les opérateurs se retrouvaient à attendre et à chercher le (bon) produit ou à construire des palettes sur la base d'une connaissance tribale.

• Contamination : En raison des différents flux de transport, le carton et les déchets circulent dans l'entrepôt. Toutes les matières premières et tous les produits finis passeraient également par la zone de déchets de l'entrepôt, ce qui pourrait entraîner une contamination, avec des risques considérables pour la qualité de la production.

Le fonctionnement de l'entrepôt existant était très manuel et pouvait présenter des risques pour la productivité s'il était reproduit dans la nouvelle installation plus grande avec une demande accrue. L'objectif d'Establish était de déterminer comment ces processus pouvaient être améliorés tout en créant une conception d'entrepôt qui permette la croissance.

L'évaluation et l'analyse

Establish a évalué les processus de stockage et d'exécution afin d'identifier les lacunes et les défis de l'opération. Parallèlement, les données de l'entrepôt ont été recueillies, analysées et profilées afin de comprendre les volumes opérationnels et d'identifier les possibilités d'amélioration. Après l'analyse, les observations suivantes ont été faites :

• Jusqu'à 80 % du temps des conducteurs de train peut être considéré comme sans valeur ajoutée.

• Du côté des matières premières, seuls 34 articles nécessitent (plus) d'une palette entière, tandis que 189 articles ne devraient pas nécessiter plus d'une demi-palette.

• En ce qui concerne les produits finis, 21% des produits sont commandés par quantité de 1 boîte, tandis que 70% des commandes portent sur moins de 10 boîtes.

• Les prévisions font état d'une croissance de 39 % au cours des deux prochaines années.

Les recommandations

Pour des raisons de temps et de ressources, un ordre de priorité a été établi, ce qui a donné lieu à différentes phases d'amélioration et d'automatisation. La phase 1 vise à rendre le nouvel entrepôt opérationnel et efficace, principalement en optimisant le trafic et les flux. La phase 2 laisse la possibilité d'une automatisation plus poussée grâce au système ASRS et au palettiseur, tandis que la phase 3 peut être considérée comme le début d'un parcours d'amélioration continue, y compris un éventuel système de gestion d'entrepôt.

Phase 1

a. Mettre à jour la méthodologie de préparation des commandes en utilisant des préparateurs de commandes

Tout d'abord, il a été proposé de séparer les activités de prélèvement et de transport, afin d'éviter le trafic inutile dans les allées et de réduire le temps sans valeur ajoutée. En outre, l'utilisation proposée de préparateurs de commandes - permettant de prélever des boîtes à n'importe quel niveau de l'entrepôt - devrait permettre d'accroître l'efficacité de la préparation des commandes et d'atténuer les problèmes de FIFO et de réapprovisionnement. En outre, les préparateurs de commandes prélèveront sur des casiers (un par ligne de production) pour regrouper les articles et les livraisons. Ces casiers seront ensuite laissés dans une zone de dépôt/ramassage.

b. Concevoir un agencement avec un flux optimal, en tirant parti des robots mobiles autonomes (AMR)  

L'entrepôt a été conçu pour accueillir des rayonnages à palettes, des stations de reconditionnement et d'expédition, ainsi que des zones de traitement des entrées et des sorties près des quais. La séparation de la préparation des commandes et du transport vers la production permet de réduire les intersections, le trafic et les encombrements. Les gains d'efficacité les plus importants proviennent de la mise en œuvre de robots mobiles autonomes (AMR). Ces robots seront chargés du transport depuis et vers l'entrepôt, autour des rayonnages contenant les matières premières et les produits finis, en optimisant constamment l'acheminement et l'efficacité du transport.

c. Sécurité et contamination, flux de trafic spécifiques et gestionnaires d'intersections.

En attribuant des boucles spécifiques à des moyens de transport dédiés, le nombre d'intersections a été réduit et les scénarios dangereux et inefficaces ont été évités autant que possible. Pour le petit nombre d'intersections restantes, la technologie de gestion des intersections devrait permettre de les gérer de manière efficace et sûre. Les robots AMR tiendront également compte des exigences supplémentaires en matière de sécurité et de vitesse dans les zones où l'on peut s'attendre à un trafic humain et/ou de chariots élévateurs. 

Phase 2

a. Analyse de rentabilité de l'ASRS

Une fois que les opérations dans l'entrepôt sont opérationnelles, il convient d'envisager un autre degré d'automatisation. Étant donné qu'à l'entrée comme à la sortie, de nombreux articles entrent et sortent de l'entrepôt au niveau des boîtes, l'idée d'un stockage des boîtes au sein d'un ASRS (système de stockage et de récupération automatique) peut faire passer l'efficacité à un niveau supérieur. Cela résoudrait également le problème de la visibilité et de la disponibilité des produits sans avoir recours à un WMS, puisque le système saura toujours où chaque boîte est stockée. Si ce degré d'automatisation permet de réduire encore le travail manuel et d'accroître l'efficacité, il a aussi un coût, à la fois en termes de risque et de coût de mise en œuvre, puisqu'il doit aussi s'intégrer harmonieusement au reste des opérations.

b. Analyse de rentabilité du palettiseur automatisé

La palettisation des expéditions sortantes peut être considérée comme l'une des activités les plus exigeantes en termes de main-d'œuvre, d'ergonomie et de temps dans l'entrepôt. En complément de la solution de stockage ASRS, un palettiseur intégré pourrait optimiser cette partie de la chaîne de valeur. Un bras robotisé peut construire les palettes de manière simple, efficace et ergonomique, en tenant compte des exigences du client.

c. Limites du système et possibilités d'amélioration

Il a été établi que le système actuel ne permettait pas de scanner les emplacements des stocks ou d'autres fonctionnalités du système susceptibles d'atténuer certains des problèmes clés mis en évidence ci-dessus, de sorte que les stocks à rotation lente étaient toujours classés par ordre alphabétique à court terme. L'étude d'un nouveau WMS était une recommandation à long terme. Il était important d'achever le déménagement et de permettre à l'entreprise de s'installer avant de procéder à des changements radicaux du système. La mise en œuvre d'un nouveau système de gestion des stocks permettrait un stockage flexible, un classement logique, une meilleure visibilité des stocks et d'autres fonctionnalités de gestion des stocks qui n'existaient pas dans le système actuel.

Les résultats

Toutes les exigences en matière de stockage et d'exploitation ont pu être satisfaites au cours de la phase 1, tout en facilitant l'extension des opérations ou la transition vers une solution automatisée au cours de la phase 2. Le temps sans valeur ajoutée pourrait être réduit de 60 % grâce à la séparation de la préparation des commandes et du transport et à l'utilisation d'un équipement de manutention modernisé pour la préparation des commandes. Une automatisation plus poussée, telle que les AMR, réduirait encore les temps morts, le travail manuel et les erreurs de préparation des commandes.