02 Refair Oy

Refair Oy on vuonna 1993 perustettu kylmä- ja ilmastointitekniikan maahantuoja ja tukkuliike. Perheyhtiö on kansainvälisesti tunnettu laatutoimittaja, joka tarjoaa asiakkailleen niin teknisesti kuin kaupallisestikin korkeatasoista osaamista. Refair valitsee välittämänsä komponentit niin, että ne ovat nykyaikaisia, luontoystävällisiä ja energiataloudellisia. 

Noutovaraston automatisointi UGV:n ja RFID:n avulla 

Syksyllä 2019 aloitettiin tutkimalla mobiilirobotiikkaa ja hankittiin MiR100 robotti. Yhteistyö Refairin kanssa aloitettiin toisena hankkeen projektina. Yritys oli kiinnostunut kaikesta uudesta ja heillä oli toiveissa tehostaa toimintaansa 24/7 noutovarastolla. Projektin tavoitteeksi määrittyi suunnitella ja toteuttaa ratkaisu ympärivuorokautinen noutovaraston Refair Oy:lle. Noutovaraston automatisoinnissa oli tarkoitus hyödyntää robotiikkaa, esimerkiksi UGV-robotteja, sekä RFID-teknologiaa. Varaston tulisi olla miehittämätön, turvallinen, asiakkaille helppokäyttöinen ja toteutettavissa. Tavoitteena on myös skaalata ratkaisu yrityksen suurempiin varastoihin ja mahdollisesti kehittää konseptista tuote. 

 Digital Twin -mallin eli digitaalisen kaksosen avulla simuloitiin noutovaraston toimintaa ja testattiin eri vaihtoehtoja. Opiskelijat aloittivat projektin ideoimalla ja luomalla mahdollisimman monia erilaisia konsepteja noutovaraston toiminnalle. Ideoista tehtiin virtuaalimallit, joista valittiin ja personoitiin Refairin tarpeisiin paras vaihtoehto. Näistä teknologioista suunnitellaan ja simuloidaan toimiva ekosysteemi kohteeseen. Konseptien suunnittelussa hyödynnettiin Visual Components nimistä 3D-simulaatio ohjelmistoa. 

Todettiin varaston täysautomatisoinnin vaativan liikaa resursseja, joten päätettiin suunnitella puoliautomaattinen ratkaisu. Päädyttiin ratkaisuun, jossa hyllyjen täyttö tapahtuisi henkilökunnan toimesta, mutta tuotteiden 24/7 palvelu toimisi robotiikalla. Etätunnistus teknologiaksi valittiin RFID sen erinomaisten ominaisuuksien vuoksi.  

3 askeleen avulla demo 

Opiskelijaryhmä ideoi neljä konseptia, jotka päätettiin esitellä yritykselle. Konsepteissa hyödynnettiin teollisuusrobotin, UGV:n ja kobotin automatiikkaa ja niiden erilaisia yhdistelmiä. Suunnittelussa huomioitiin henkilökunnan ja asiakkaan vaatimukset sekä turvallisuus. Teknologiaratkaisuksi valikoitui UGV. MiR- robottiin suunniteltiin kiinnitin, jonka avulla se tarttuisi hyllyyn, jossa noudettavat tuotteet olisivat ja RFID järjestelmän avulla tuotteiden liikkeet tunnistettaisiin sekä yhdistettäisiin tieto myös ERP-järjestelmään. 

Mekanismista suunniteltiin ensin 3D-malli ja sen jälkeen simulaatio. Projektiassistentti jatkoi konseptin kehitystä fyysiseksi protoksi. Kiinnitysmekanismista tehtiin demosovellus koulun tiloissa. Oppilasryhmän työn jälkeen projektiassistentti jatkoi konseptin kehittämistä fyysiseksi protoksi.  

Toteutettiin mobiilirobotin päälle mekanismi, jolla hyllyyn kiinnittyminen ja sen kuljettaminen onnistui. Mekanismi koostui lineaariaskelmoottorista, Arduino Uno-mikrokontrollerista ja askelmoottorinohjauskortista. Tämä kokonaisuus liitettiin MiR-mobiilirobotin I/O-korttiin, jonka kautta nostimen ohjaus toimi. Mobiilirobotti liitettiin yrityksen ERP-järjestelmään ja tästä liitynnästä yritykselle saatiin tehtyä demo sekä selvitettyä liityntämahdollisuudet. Luotiin ohjelmistomoduuli, joka kommunikoi MiR:in ja ERP-järjestelmän välillä. 

Protoa testattiin Refairin noutovarastolla Pitäjänmäessä, jonne yritys oli uudelleen järjestellyt tilan RFID tunnistusta varten. Mobiilirobottia testattiin varastohyllyjen välissä ja tutkittiin voisiko robotti kulkea itse hyllyjen välissä hakemassa ja viemässä tavaroita ja inventoimassa niitä. Testin perusteella yritys pystyi arvioimaan ratkaisun soveltuvuutta heidän käyttöönsä. 

Refair sai konkreettisia tuloksia  

Projektin osalta saatiin suunniteltua toimiva konsepti asiakkaan tiloihin. Sovellus täyttää asiakkaan asettamat kriteerit, jotka olivat 24/7-toimivuus, monistettavuus sekä automaation ja robotiikan hyödyntäminen projektissa. Projektissa saatiin kartoitettua vaatimuksia konseptin konkreettiselle rakentamiselle sekä tehtyä demo, jossa MiR-robotti kiinnittyy suunnitellun kiinnittimen avulla hyllyyn. Demon avulla saatiin todettua, että suunniteltu konsepti on toteuttamiskelpoinen. Yritys oli tyytyväinen esiteltyyn RFID ratkaisuun sekä esiteltyyn hyllyn ja nostimen yhdistelmään. 

Varaston nykyinen layout ja ahtaat välit eivät suoraan mahdollista tätä ratkaisua, vaan se vaatisi koko hyllyjärjestelmän uusimisen sekä myös koulutusta ja osaamista yritykseen. Demon avulla yritykselle tehtiin myös investointilaskelma takaisinmaksuajasta. Yritys sai hankekokemuksen kautta uutta osaamista RFID- teknologiasta ja mobiilirobotiikasta ja pystyy pohtimaan vaihtoehtoja sen mukaan mikä olisi konkreettisesti mahdollista.