Стелажно съхранение – Системи за съхранение и стелажи – Автоматизирани системи за съхранение и извличане

Нуждаете ли се от експертна подкрепа при внедряването на вашите изисквания? Имате ли въпроси относно „Умна фабрика“, „Умна логистика“ или дигитализация?

Намерете съвети и решения тук 👈🏻

Автоматизирането на складовете и веригите за доставки е ключов елемент от оптимизацията на складовете. Ние можем да ви помогнем с това.

Намерете съвети и решения тук 👈🏻

Електронната търговия има специфични изисквания, а конкуренцията непрекъснато се засилва. Не е случайно, че електронната търговия се смята за движеща сила зад пазарните промени. Нашата сила се крие в дигиталната ни експертиза, която ни позволява да предоставяме иновативни решения и внедрявания.

Свържете се с нас 👈🏻

Автоматизираните системи за съхранение и извличане (AS/RS) са предназначени за автоматизирано съхранение и извличане на части и изделия в производството, дистрибуцията, търговията на дребно, едро и институционални условия. Разработени през 60-те години на миналия век, те първоначално са се фокусирали върху обработката на тежки палетни товари, но с технологичния напредък товарите, които могат да управляват, са станали по-малки. Тези системи са компютърно управлявани и поддържат инвентар на съхраняваните артикули. Артикулите се извличат чрез уточняване на вида и количеството на артикула. ​​Компютърът определя мястото за извличане в складовата зона и планира процеса на извличане. Той насочва съответната AS/RS към местоположението на артикула и инструктира системата да постави артикула на определеното място за извличане. Система от конвейери и/или автоматично управляеми превозни средства (AGV) понякога е интегрирана с AS/RS. Те преместват товари във и извън складовата зона и ги транспортират до производственото ниво или товарните рампи. За съхранение на артикули палетът или тавата се поставят на входна станция за системата, информацията за инвентара се въвежда в компютърен терминал и машината за съхранение и извличане премества товара до складовата зона, определя подходящо място за артикула и съхранява товара. Когато артикулите се съхраняват на или се изваждат от рафтовете, компютърът актуализира съответно инвентара си.

Предимствата на машината за съхранение и извличане включват намален труд за транспортиране на артикули до и от склада, намалени нива на запасите, по-точно проследяване на запасите и спестяване на място. Артикулите често се съхраняват по-плътно, отколкото в системи, където артикулите се съхраняват и извличат ръчно.

В склада артикулите могат да се поставят на тарелки или да се окачват на пръти, прикрепени към вериги/задвижвания за движение нагоре и надолу. Машина за съхранение и извличане (SRM) е част от оборудването за бързо съхранение и извличане на материали. SRM се използват за вертикално или хоризонтално преместване на товари и могат да се движат и странично, за да поставят предметите на правилното място за съхранение.

Тенденцията към производство „точно навреме“ често изисква наличието на производствени ресурси на ниво подпалет, а машината за съхранение и извличане е много по-бърз начин за организиране на съхранението на по-малки артикули до производствените линии.

Американският институт за обработка на материали (MHIA), нестопанската търговска асоциация в света на обработката на материали, и нейните членове са разделили AS/RS на два основни сегмента:

• Фиксирана пътека (с ограничена пътека) и
• Въртележки/ Асансьор

И двете технологии позволяват автоматизирано съхранение и извличане на части и артикули, но използват различни технологии. Всяка технология има своите предимства и недостатъци. Системите с фиксирани пътеки са характерни за по-големи системи, докато каруселите и вертикалните повдигащи модули се използват поотделно или в групи, но в малки до средни приложения.

Машина за съхранение и извличане с фиксирана пътека се предлага в две основни версии:

• едномачтови или
• двумачтов

Повечето системи се опират на релса и тавана, като в горната част се насочват от направляващи релси или канали, за да се осигури прецизно вертикално подравняване; някои обаче са окачени на тавана. Совалките, които съставляват системата, се движат между фиксирани стелажи за съхранение, за да съхраняват или изваждат заявен товар (от една книга в библиотечна система до палет със стоки с тегло от няколко тона в складова система). Цялата единица се движи хоризонтално в рамките на пътека, докато совалките могат да се повдигат до необходимата височина, за да достигнат товара, и да се разгъват и прибират, за да съхраняват или изваждат товари, разположени на няколко позиции дълбоко в стелажа. Полуавтоматизирана система може да се постигне чрез използване само на специализирани совалки в рамките на съществуваща стелажна система.

Друга технология за машини за съхранение и извличане е така наречената шатъл технология. При тази технология хоризонталното движение се постига от независими шатъли, всеки от които работи на различно ниво в стелажа, докато повдигач на фиксирана позиция в стелажа е отговорен за вертикалното движение. Чрез използването на две отделни машини за тези две оси, шатъл технологията е в състояние да постигне по-висока производителност от конвенционалните машини за съхранение и извличане.

Машините за складиране и извличане поемат товари от определени станции или ги прехвърлят към останалата част от поддържащата транспортна система, където входящите и изходящите товари се позиционират прецизно за правилно боравене.

Освен това съществуват различни видове автоматизирани системи за съхранение и извличане, които са известни като

• Машина за съхранение и извличане на единични товари, машина за съхранение и извличане на средни товари
• Мини кран за товарене, вертикална буферна система / модули
• Модул за вертикално повдигане (VLM)
• Вертикална въртележка, автоматизирана система за съхранение на въртележка или подемник патерностер
• Хоризонтална въртележка

Тези системи се наричат ​​системи „pick-to-light“. Те се използват или като самостоятелни устройства, или в интегрирани работни станции, известни като „pods“ или системи. Тези устройства обикновено са интегрирани с различни видове системи „pick-to-light“ и използват или микропроцесорен контролер за основна работа, или софтуер за управление на инвентара.

Тези системи са идеални за увеличаване на оползотворяването на пространството с до 90%, производителността с 90%, точността до 99,9%+ и производителността до 750 линии на час/на оператор или повече, в зависимост от конфигурацията на системата.

С навлизането на масовото производство в индустрията, изискванията към вътрешния поток на материали и следователно към технологията за съхранение също се увеличиха. Необходимостта от съхранение на все повече материали в по-малко пространство доведе до разработването на системи за блоково съхранение през 50-те години на миналия век. Тези системи за блоково съхранение се обслужваха от подреждащи кранове, които изискваха значително по-малко пространство за пътеките и можеха да достигнат височини, невъзможни за използване с мотокари или ричтраци.

Първите автоматизирани системи за съхранение и извличане (AS/RS) са разработени през 60-те години на миналия век. За разлика от стагерните кранове, те са били ориентирани към коридорите и следователно не са изисквали портал за преминаване през целия склад. Това не само е увеличило капацитета за съхранение чрез подобрено използване на пространството, но и производителността, тъй като вече е бил наличен отделен AS/RS за всеки коридор. Първоначално AS/RS са работили като малки портални кранове по тавана на склада и са се насочвали по пода. Технологията обаче скоро се е изместила към прилагане на сила не през стелажите или тавана на склада, а през пода на склада, тъй като това е било механично много по-лесно за управление. Еднорелсовите, монтирани на пода AS/RS вече са могли да постигат все по-високи скорости на движение.

Докато преди това стакерните кранове са се управлявали ръчно от водач, развитието на информационните технологии през 80-те години на миналия век позволи широкомащабната автоматизация на стакерните кранове.

Това доведе до силен растеж в индустрията от 90-те години на миналия век нататък. В следващите години разработването на софтуер (LSR (компютър за управление на склад) и LVR (компютър за управление на склад), вижте високостелажен склад) придоби все по-голямо значение. Механично, подреждащите кранове бяха предизвикани от постоянно нарастващи изисквания за производителност, но основната концепция остава непроменена и до днес.

Машината за складиране и извличане не е комбинация от мотокар и повдигащо устройство, а по-скоро, поради горните и долните си водачи, типично повдигащо устройство, което се движи само по посока на движение (ос X), а повдигащата каретка - по посока на повдигане (ос Y). Машината за складиране и извличане никога не работи самостоятелно, а винаги в комбинация с устройство за обработка на товар, което манипулира директно товара или товароносачите (в посока Z).

Обикновено за всеки коридор се инсталира складово-извличаща машина (SRM). Промяната на коридора би изисквала значително по-сложен дизайн и значително би увеличила времето за достъп до мястото за съхранение; въпреки това тези машини се произвеждат (обикновено наричани SRM с „крива движение“). Ако съхранението и извличането са разделени от всяка страна, двойки SRM за всеки коридор също имат смисъл. Изборът на решение се определя не само от желаното време за работа, но и от полезния товар, височината на сградите, стратегиите за съхранение и др.

шаси

Еднорелсовото шаси свързва двете ходови колела с мачтата или рамата. Ходовите колела се водят по релси, а в случай на криволинейни шасита (RBG) са монтирани на въртящи се лагери. В зависимост от вида на релсата (горещовалцувани профили като U-образни профили, I-образни профили и железопътни релси) и натоварването на колелата, в единични или двойни колесни корпуси се използват стоманени, пластмасови или Vulkollan колела (стоманена главина с лят еластомерен протектор). В зависимост от изискванията за мощност, едното или двете колела се задвижват.

мачта

Мачтата (колоната) свързва шасито с горната рамка. В зависимост от приложението са възможни едно- или двумачтови версии (рамкови модули). Подемната каретка се насочва по мачтата. Мачтата съдържа и други компоненти, като например повдигателен механизъм с въжено или верижно задвижване, главния шкаф за управление, платформи и стълби за достъп с лични предпазни средства (ЛПС), както и захранвания към главния шкаф за управление и повдигащата каретка чрез токопроводящи релси или кабелни вериги.

Подемна каретка

Подемната каретка превозва предимно товара, който ще се транспортира, и е оборудвана с устройства за повдигане и сваляне на товара, така нареченото устройство за обработка на товара.

Автоматизираните стакери обикновено имат авариен контролен панел (за отстраняване на неизправности) на повдигащата се каретка. Ръчните стакери често имат кабина с различни нива на оборудване (лични предпазни средства, седалка, рафтове, компютър, скенер, пожарогасител и др.). Проектирането на евакуационния път също е важно съображение.

Повдигащото движение се осъществява чрез въжена, ремъчна или верижна предавка. За да се гарантира, че повдигащото движение се спира автоматично в случай на механично блокиране на повдигащата каретка, в окачванията са монтирани предпазни прекъсвачи, които откриват хлабаво въже или претоварване. Подемната каретка е оборудвана с устройства за предотвратяване на падания в случай на скъсване на въже или верига. Това предпазно устройство е особено важно, ако хора могат да се возят в автоматично управляваното превозно средство (AGV).

Траверс на главата

Горната греда съдържа горната количка и, ако е приложимо, свързва двете мачти. Горната количка се състои от водещи ролки, които се движат в релса върху стелажния вилка (горната свързваща конструкция на стелажните редове). За едномачтови агрегати, които не могат да преминават през завои, горната греда може дори да се пропусне.

Главната греда е особено важна, когато в релсова система са разположени няколко извити RBG (релсови превозни средства). В този случай трябва да се предотвратят сблъсъци. Устройствата против сблъсък са интегрирани в главната греда, която служи и като буфер.

Изисквания за задвижване и захранване

Днес задвижващите и повдигащите механизми са предимно електродвигатели с регулиране на скоростта, с непрекъснато увеличаваща се производителност на задвижването, за да се намали времето за достъп и да се увеличи ефективността на системата. Хидравличните задвижвания се използват рядко поради високия риск от замърсяване, особено за транспортираните стоки.

Ръчно управление

При ръчно управление всички оси на движение се контролират от оператора, който се движи по превозното средство, с помощта на джойстик или бутони. При този тип управление, по време на нормална работа трябва да има логически и електрически блокировки, за да се предотврати евентуално движение. Поради постоянно нарастващото ниво на автоматизация, ръчно управляваните подреждащи кранове вече не играят съществена роля. Въпреки това, ръчно управляваните машини все още се използват, особено за комплектоване на поръчки.

Полуавтоматично управление

С този тип управление определени последователности от движения са автоматизирани. Така нареченият цикъл на вилиците, например, е много полезен: операторът се придвижва до съответното отделение и стартира следващия цикъл с натискане на бутон

Разгъване на телескопичната вилица → Повдигане на телескопичната вилица → Прибиране на телескопичната вилица

Автоматично управление

При автоматично управление всички движения на подреждащия кран се управляват и наблюдават автономно от самия кран. Движението се координира чрез данни за поръчките от системата за управление на склада. Предаването на данни между функционалните единици може да се осъществява например чрез кабели, инфрачервени (светлинови връзки) или радио.

Ръчното преместване на всяка RBG е възможно чрез аварийна контролна станция, която позволява връзката със системата за управление на склада да бъде преодоляна.

Цената на автоматизирана система за съхранение и извличане (AS/RS) зависи силно от степента на автоматизация, размерите, количеството и спецификациите за производителност. По-малка автоматизирана AS/RS струва около 100 000 евро, докато AS/RS като тази в горния пример изисква инвестиция от около 300 000 евро.

Ефективната автоматизирана система за съхранение и извличане предлага няколко предимства за управление на веригата за доставки:

• Ефективната система за съхранение и извличане помага на компаниите да намалят разходите, като минимизират количеството ненужни части и продукти в склада и подобряват организацията на складовото съдържание. Автоматизираните процеси също така създават повече място за съхранение чрез съхранение с висока плътност, по-тесни коридори и други мерки.
• Автоматизацията намалява разходите за труд, като същевременно намалява нуждите от персонал и повишава безопасността.
• Моделиране и управление на логическото представяне на физическите складови съоръжения (напр. рафтове и др.). Например, ако определени продукти се продават често заедно или са по-популярни от други, тези продукти могат да бъдат групирани или поставени близо до зоната за доставка, за да се ускори процесът на комплектоване, опаковане и доставка до клиентите.
• Осигуряване на безпроблемна интеграция с обработката на поръчки и управлението на логистиката за вземане, опаковане и изпращане на продукти от фабриката.
• Проследяване къде се съхраняват продуктите, от кои доставчици идват и колко дълго се съхраняват. Чрез анализ на тези данни компаниите могат да контролират нивата на запасите и да увеличат максимално използването на складовото пространство. Освен това, компаниите са по-добре подготвени за пазарното търсене и предлагане, особено по време на пиковите сезони. Отчетите, генерирани от AS/RS система, също така позволяват на компаниите да събират ценни данни, които могат да бъдат моделирани и анализирани.

Хоризонталният карусел е поредица от контейнери, които се въртят по овална релса. Всеки контейнер има отделения, които са регулируеми и могат да бъдат конфигурирани за различни стандартни и персонализирани приложения. Операторът просто въвежда номера на контейнера, номера на частта или позицията на клетката и каруселът се завърта по най-краткия път. За изпълнение на поръчките се използват множество хоризонтални карусели, интегрирани с технология за вземане на поръчки и софтуер за управление на склада (варуселен модул).

Количеството на поръчката се изпраща към модула. Избира се група поръчки, за да се създаде партида. Операторът просто следва светлините, избира карусели и поставя артикулите в партидна станция зад тях. Всеки карусел е предварително позициониран и се върти, докато артикулите се комплектуват. Използвайки принципа „продукт към човек“, операторът не е необходимо да напуска позицията си, за да подготви поръчката.

След като партидата е завършена, се подава нова партида и процесът се повтаря. Хоризонталните карусели могат да спестят до 75% от площта на пода, да увеличат производителността с две трети, да постигнат точност от 99,9%+ и да постигнат производителност до 750 линии на час на оператор.

Хоризонталните каруселни системи обикновено превъзхождат роботизираните системи на част от цената. Хоризонталните каруселни системи са най-рентабилната машина за съхранение и извличане на стоки.

Роботизирани системи за подаване/извеждане могат да се използват и за хоризонтални карусели. Роботизираният модул се позиционира отпред или отзад на до три хоризонтални карусела на нивото на пода. Роботът взема контейнера, необходим за поръчката, и често го пълни едновременно, за да увеличи производителността. След това контейнерът(ите) се прехвърлят към конвейерна лента, която ги транспортира до работно място за вземане или пълнене. Могат да се обработват до осем транзакции в минута на модул. Контейнери с размери до 91 x 91 x 91 см могат да се използват в една система.

Казано по-просто, хоризонталните карусели често се използват като „въртящи се рафтове“. С проста команда „донеси“ артикулите се довеждат до оператора, елиминирайки иначе загубеното пространство.

Приложения на AS/RS: Повечето приложения на технологията за машини за съхранение и извличане (SRM) са свързани с процесите на складиране и дистрибуция. SRM обаче може да се използва и за съхранение на суровини и незавършено производство.

Могат да се разграничат три области на приложение на машините за съхранение и извличане:

• Съхранение и обработка на генерални товари,
• комплектуване на поръчки и
• Складиране на стоки в процес на изпълнение.

Системите за съхранение и извличане на единични товари са представени от стакерни кранове и стакерни кранове с дълбоки пътеки. Този тип приложения обикновено се срещат в складирането на готова продукция в дистрибуторски център и рядко в производството. Системите с дълбоки пътеки се използват в хранително-вкусовата промишленост. Както е описано по-горе, комплектоването на поръчки включва извличане на материали в по-малки количества от пълния единичен товар. За тази втора област на приложение се използват системи за мини товар, системи с човек на борда и системи за извличане на артикули.

По-ново приложение на технологията за автоматизирано съхранение е складът за незавършено производство (WIP). Макар че минимизирането на количеството незавършено производство е желателно, то е неизбежно и трябва да се управлява ефективно. Автоматизираните системи за съхранение, независимо дали са автоматизирани системи за съхранение и извличане или каруселни системи, осигуряват ефикасен начин за съхранение на материали между етапите на обработка, особено при партидно и цехово производство. При производството с голям обем, незавършеното производство често се транспортира между етапите на обработка с помощта на конвейерни системи, които изпълняват както функции за съхранение, така и за транспортиране.

Незавършено производство / Стоки в процес на производство – Текуща наличност

В бизнес администрацията, незавършеното производство (WIP) се отнася до количеството материални запаси, обвързани в различните етапи на текущото производство чрез освободени поръчки. Това включва материали в процес на обработка, както и такива в опашки или буфери. Терминът „Ware-in-Arbeit“ (стоки в процес), заимстван от английския термин „work in process“, също се утвърждава все повече в немския език.

Ключова задача на планирането и контрола на производството (PPC) е да поддържа запасите от незавършено производство възможно най-ниски. Запасите от незавършено производство обвързват ликвидност, капитал и пространство, често причиняват допълнителен транспорт и, освен ако не са незабавно в употреба, обикновено се считат за загуба (muda). Поради връзката между запасите от незавършено производство и времето за изпълнение (закон на Литъл), запасите от незавършено производство също ограничават гъвкавостта.

Еквивалентът на текущите запаси са текущите активи.

VLM-ите могат да бъдат построени доста високи, за да се поберат в наличното пространство в съоръжението. Няколко единици могат да бъдат поставени в „гондоли“, което позволява на оператора да изважда артикули от една единица, докато останалите се движат. Вариациите включват ширина, височина, товароносимост, скорост и система за управление.

VLM е автоматизиран вертикален повдигащ модул, управляван от платка. Инвентарът във VLM се съхранява на предни и задни позиции на тави или релси. Когато бъде заявена тава, или чрез въвеждане на номер на тава във вградения контролен панел, или чрез заявка на част чрез софтуера, екстрактор се придвижва вертикално между двете колони с тави, изважда заявената тава от позицията ѝ и я довежда до точка за достъп. След това операторът взема или зарежда инвентара, а тавата се връща на позицията си след потвърждение.

Системите VLM се продават в множество конфигурации, подходящи за употреба в различни индустрии, логистика и офис среда. Системите VLM могат да бъдат персонализирани, за да използват напълно наличната височина на съоръжението, дори на няколко етажа. С възможността за създаване на множество точки за достъп на различни нива, системата VLM предлага иновативно решение за съхранение и извличане. Бързото движение на устройството за извличане, комбинирано със софтуер за управление на инвентара, може драстично да увеличи ефективността на извличане. Това се постига чрез едновременно извличане и съхранение на тави в множество устройства. За разлика от големите подреждащи кранове, които изискват цялостен ремонт на склада или производствената линия, модулите за вертикално повдигане са модулни и могат лесно да бъдат интегрирани в съществуващи системи или да бъдат внедрени постепенно на фази.

Често срещаните приложения включват: MRO (поддръжка, ремонт и експлоатация), комплектоване на поръчки, консолидиране, окомплектоване, обработка на части, буфериране, съхранение на инвентар, незавършена дейност, буферно съхранение и много други.

VLM-ите предлагат икономия на място, повишена производителност на труда и точност на бране, подобрена ергономичност на служителите и контролирани процеси.

Повечето VLM предлагат динамично съхранение на пространство, при което тавата се измерва всеки път, когато се връща в устройството, за да се оптимизира пространството; функциите за безопасност включват накланящ се рафт на тавата за по-добра ергономична достъпност и лазерни показалки, които показват точния артикул, който трябва да бъде изваден от всяка тава.

Комплекти

При комплектоването, всички материали за даден продукт се събират предварително, пакетират се в комплект и се подготвят за сглобяване на поточната линия.

Модули за вертикално повдигане на складове (VLSM)

Те са известни още като вертикално повдигащи автоматизирани системи за съхранение и извличане (VLS). Всички следващи видове машини за съхранение и извличане са изградени около хоризонтален коридор. Използва се същият принцип на централен коридор за достъп до товари, с разликата, че коридорът е вертикален. Вертикалните модули за съхранение с повдигане, някои с височина от 10 метра или повече, са способни да съхраняват големи количества инвентар, като същевременно спестяват ценно подово пространство във фабриката.

мотокар за общи товари

Палетният стакер обикновено е голяма, автоматизирана система, предназначена за обработка на отделни артикули, съхранявани на палети или в други стандартни контейнери. Системата се управлява от компютър, а машините за съхранение и извличане са автоматизирани и проектирани за обработка на отделните артикули.

RGB портален робот

Това е вид автоматизирана система за съхранение и извличане, използвана в складирането и логистиката. Те се използват често в гумарската индустрия за подреждане на гуми. Повечето от тези системи са с ширина 15-18 метра и средна дължина 60-90 метра. Тези системи използват крайни ефектори, известни още като инструменти за край на рамо, за да поемат и поставят стековете гуми от конвейерни ленти.

Системи за наблюдение на човек на борда

Системата за събиране с човек на борда може да предложи значителни икономии на място в сравнение с ръчните операции или операциите с мотокар, но тя не е истинска система за съхранение и извличане (SRM), тъй като процесът все още е ръчен. Височината на системата за съхранение не е ограничена от обсега на комисионера, тъй като комисионерът се вози на платформата, докато се мести вертикално или хоризонтално до различните места за съхранение. Рафтовете или шкафовете за съхранение могат да бъдат подредени толкова високо, колкото позволяват товароносимостта на пода, товароносимостта, изискванията за пропускателна способност и/или височината на тавана. SRM с човек на борда са най-скъпият вид оборудване за събиране, но са по-евтини от напълно автоматизирана система. SRM, базирани на пътеки, които могат да достигнат височина до 12 метра, струват приблизително 125 000 долара. Следователно, за да се оправдае инвестицията, трябва да се демонстрира достатъчна плътност на съхранение и/или подобрение на производителността в сравнение с събирането с колички и контейнери. Тъй като вертикалното движение е бавно в сравнение с хоризонталното движение, типичните скорости на събиране за системите с човек на борда варират от 40 до 250 реда на човекочас. Този широк диапазон се дължи на разнообразието от работни схеми за системите с човек на борда. Системите „човек на борда“ обикновено са подходящи за бавно движещи се предмети, където пространството е сравнително скъпо.

Високостелажен склад (HLR)

Повече информация тук:

• Високостелажен склад (HBW)

Автоматизиран склад за малки части (AS/RS)

Повече информация тук:

• Автоматизиран склад за малки части (AS/RS) – Автоматична система за мини товарене – Вертикална буферна система/модул

Свързано с това:

• Буферно съхранение: За електронна търговия, търговия на дребно и производство