Robotihüpe? Mitmetasandilise süstlasüsteemi ja kombineeritud kärupõhimõtte tehnoloogiline paremus

Kas AutoStore, Exotec ja teised on jõudnud oma piirini? Kaasaegsete hoiustussüsteemide varjatud kitsaskoht

Kuubikukujulise hoiustamise elegantne illusioon: millest automatiseeritud ladudes sageli vaikitakse

Intralogistika on tohutu surve all: krooniline oskustööliste puudus, plahvatuslikult kasvavad ruumikulud ja e-kaubanduse kiired kiirusenõuded sunnivad ettevõtteid paratamatult automatiseerima. Segane laosüsteemide turg tekitab aga ohtliku ja ennekõike kalli investeerimislõksu. Muljetavaldava ruumitiheduse ja robotite abil toimuva populaarsuse – näiteks praegu kõikjal levinud kuubikuteks muutunud ladustamislahenduste või futuristlike 3D-süstikute – ahvatletuna investeerivad paljud ettevõtted suuri summasid süsteemiarhitektuuridesse, millel on juba oma pudelikael sisse ehitatud.

Olgu selleks äärmuslik sõltuvus ABC-artiklistruktuurist, koormakandjate vähene paindlikkus või vertikaalne tõste kui pidev ja rikkeohtlik pudelikael: peaaegu kõik levinud süsteemid jõuavad teatud punktis oma piirini, piirini, mida ei ole võimalik ületada isegi suurima eelarvega. Need, kes keskenduvad ainult madalaimale hinnale laopinna kohta, kaotavad lõpuks oma strateegilise taiplikkuse. See artikkel heidab valgust valdkonna mugavatele illusioonidele ja paljastab, miks paljud otsustajad on aastaid valele hobusele toetunud. Siit saate teada, miks arhitektuurilise lahtisidumise põhimõte kujutab endast tõelist paradigma muutust ja miks mitmetasandiline shuttle-süsteem kombineeritud lükandkäru põhimõttega moodustab lähiaastakümnetel vaieldamatult kõige kindlama, rikkekindlama ja kasumlikuma aluse tehisintellektil põhinevale logistikale.

See sobib hästi kokku:

• Mitmetasandilised süstlasüsteemid kombineeritud kärupõhimõttel: kuidas lahtisidunud süstlasüsteemid kiirendavad e-kaubandust

Lahtisidumise põhimõte kui arhitektuuriline paradigma muutus

Kuidas käru lõikab läbi intralogistika Gordiuse sõlme

Mitmetasandilise süstikute süsteemi ja selle kärupõhimõtte paremuse mõistmiseks tuleb kõigepealt üksikasjalikult mõista selle tööpõhimõtet. Selles süsteemis ei liigu kompaktsed süstikute sõidukid mitte ainult ühe taseme piires, vaid teenindavad samaaegselt mitut riiulitasandit. Üks mitmetasandiline süstik saab tavaliselt teenindada korraga kahte kuni kuut taset, kusjuures näiteks viie samaaegselt teenindatava konteineritaseme jaoks on vaja ainult ühte riiulistruktuuri integreeritud juhtrööpa. Mitme sellise mitmetasandilise süstiku vertikaalse üksteise peale virnastades saab varustada mis tahes kõrgusega väikedetailide ladusid, suurendades oluliselt läbilaskevõimet võrreldes tavapärase ladustamis- ja väljastusmasinaga.

Peamine arhitektuuriline erinevus võrreldes kõigi teiste süsteemikategooriatega seisneb kombineeritud käru põhimõttes. Käru, tuntud ka kui ümberlaadimisvagun või jaotuskäru, tegeleb transpordivahendi või laadimisüksuste horisontaalse transpordiga mööda vahekäiku erinevatele laokanalitele. Seejärel siseneb transpordivahend ise automaatselt vastavasse kanalisse kaupade ladustamiseks või väljastamiseks. Vertikaalsed konveierid ühendavad erinevaid tasandeid, kusjuures oluliseks uuenduseks on transpordivahendi ja lifti liikumise lahtisidumine puhvervööndite kaudu. Need puhvervööndid igal põhitasandil tagavad, et transpordivahend ja lift saavad töötada iseseisvalt, lahutades nende liikumise tõhusalt. Praktikas tähendab see seda, et samal ajal kui transpordivahend veel kaupu ladustab, saab lift juba järgmise laadimisüksuse paigutada ja vastupidi, transpordivahend ei pea lifti ootama, kuni kaupu ajutiselt ladustatakse.

See arhitektuur kõrvaldab kõige olulisema süsteemi puuduse, mis mõjutab mingil moel praktiliselt kõiki konkureerivaid tehnoloogiaid: keskse liidese jõudlust piirava kitsaskoha. Näiteks SSI Schaefer rakendab seda põhimõtet nimede Navette ja Schaefer Lift and Run all. Navette saavutab kiiruse kuni 2,5 meetrit sekundis kiirendusega 1,8 meetrit sekundis ruudus ning seda saab virnastada kuni 24 meetri kõrgusele süsteemile. Schaeferi kaubaaluste Lift and Run süsteem ulatub isegi kuni 45 meetri kõrguseni temperatuurivahemikus -28 kuni +35 kraadi Celsiuse järgi. Jõudlus on umbes 500 topelttsüklit vahekäigu kohta, mille tulemuseks on suurepärane hinna ja kvaliteedi suhe tänu riiulisüsteemi, masina enda ja ladustamisstrateegiate hallatavale keerukusele.

Sisseehitatud kitsaskoht: miks kuubisalvestussüsteemid oma arhitektuuri tõttu ebaõnnestuvad

Kuubiprintsiip kui elegantne illusioon, millel on kallis varjukülg

Kuubikujulised hoiustamissüsteemid, nagu näiteks AutoStore, järgivad pealtnäha lihtsat lähenemisviisi: prügikastid virnastatakse alumiiniumvõres üksteise peale ja kõrvale ilma vahedeta ning robotid liiguvad üle võre, tõstes prügikaste kaabli- ja haaratsmehhanismide abil välja. Üle maailma paigaldatud enam kui 1600 süsteemi ja dokumenteeritud süsteemide käideldavus on 99,7 protsenti, mis teeb AutoStore'ist kahtlemata uue turustandardi. Ladustamistihedus on muljetavaldav: hoiustamismahtu saab käsitsi laoga võrreldes suurendada kuni neli korda ning modulaarne disain võimaldab suhteliselt lihtsat laiendamist täiendavate robotite, portide või prügikastide abil.

Selle elegantse pinna taga peitub aga loomupärane disainiviga, mis muudab kuubikukujulise ladustamise kontseptsiooni strateegiliseks riskiks nõudlikes logistikakeskkondades. Esimene ja kõige tõsisem puudus on selle äärmine sõltuvus tootestruktuuri ABC-jaotusest. Kuna konteinerid on üksteise peale virnastatud, peavad robotid esmalt liigutama konteinereid peal, et pääseda ligi alumisele laole. Praktikas tähendab see, et ainult umbes kümme protsenti ladustatud sortimendist on otseselt ligipääsetav. Seetõttu on täpne ABC-klassifikatsioon oluline. Kui nõudluse mustrid järsult muutuvad, näiteks hooajaliste kõikumiste, ootamatute turusuundumuste või uute toodete turuletoomise tõttu, langeb süsteemi jõudlus märkimisväärselt, kuna ootamatult toimub tohutu hulk ümberlaadimisoperatsioone, mis vähendab dramaatiliselt läbilaskevõimet.

Kärupõhimõttel põhineval mitmetasandilisel shuttle-süsteemil seda probleemi lihtsalt pole. Iga konteiner ja iga kaubaalus on käru ja shuttle'i kaudu otse ligipääsetav, olenemata selle asukohast riiulil. Puudub virnastamisest sõltuvus, ümberladustamine ja ABC-tundlikkus. Olenemata sellest, kas nõudluse struktuur muutub kvartali jooksul täielikult või muutub varem tundmatu toode ootamatult bestselleriks, reageerib mitmetasandiline shuttle-süsteem identse jõudlusega.

Kuup-ladustamise teine ​​süsteemne puudus on seotud selle füüsiliste piirangutega. Kaupade konteineri mõõtmed on tavaliselt 600 x 400 millimeetrit ja maksimaalne kandevõime AutoStore'i puhul 35 kilogrammi. Süsteemi kogukõrgus on piiratud umbes 5,4–6,3 meetriga. See on eranditult väikeste osade ladustamissüsteem; kaubaaluste käitlemine on oma konstruktsiooni tõttu loomupäraselt võimatu. Seevastu mitmetasandilised shuttle-süsteemid saavutavad väikeste osade puhul kuni 24 meetri kõrguse ja kaubaaluste käitlemisel kuni 45 meetri kõrguse virnastamiskõrguse, avades vertikaalse ruumi kasutamise põhimõtteliselt uue dimensiooni.

Kolmas puudus puudutab läbilaskevõimet. AutoStore'i roboti komplekteerimisjõudlus on vaid umbes 25 ladustamis- või väljavõtmisoperatsiooni tunnis kiirusega 3,1 meetrit sekundis. Keskmise läbilaskevõime saavutamiseks 2000 ladustamis- või väljavõtmisoperatsiooni tunnis on seega vaja kuni 120 robotit, mis muudab süsteemi äärmiselt kalliks. Seevastu mitmetasandiline shuttle-süsteem saavutab läbilaskevõime 500 topelttsüklit vahekäigu kohta hallatava arvu sõidukitega ja seda jõudlust saab lineaarselt skaleerida, lisades rohkem shuttle-süsteeme.

Lõpuks tekitab tundlikkus põranda ebatasasuste suhtes märkimisväärse praktilise probleemi. Kuna AutoStore'i prügikastid seisavad otse põrandal, võib see kaasa tuua kulukaid põranda renoveerimistöid pruunväljakute projektides, st olemasolevate hoonete renoveerimisel. Mitmetasandiline shuttle-süsteem, mille juhtsiinid on integreeritud riiulistruktuuri, on suures osas sõltumatu põranda kvaliteedist ja sobib seetõttu oluliselt paremini olemasolevatele hoonetele.

Cube'i segmendi väljakutsujad ei lahenda põhiprobleeme

Mitme AutoStore'i patendi kehtivusaja lõppedes on ettevõtted nagu Jungheinrich (PowerCube), GridStore (suurema kõrgusega 10,8 meetrit ja suurema konteineri kaaluga 50 kilogrammi), Attabotics ja Intellistore välja töötanud oma kuubikukujulised hoiustamisvariandid. Kuigi need lahendavad AutoStore'i kontseptsiooni mõned nõrkused, näiteks PowerCube'i sõltuvuse põranda tasandamisest (mis võimaldab robotitel liikuda võre all ja hoida konteinereid paigal), jääb kõigis kuubikukujulise hoiustamisvariantides alles virnastamissõltuvuse ja sellega seotud ABC-tundlikkuse põhiprobleem. See on arhitektuuriga seotud piirang, mida ei saa ületada järkjärguliste täiustuste, vaid ainult põhimõtteliselt erineva süsteemikontseptsiooni abil.

Kuubikutega hoiustamissüsteemide puhul on täiendavaks ja sageli alahinnatud riskiteguriks tuleohutus. Tihedalt virnastatud plastmahutid kujutavad endast tulekaitse seisukohast erilisi väljakutseid. Briti veebisupermarketite kett Ocado, mis haldab oma kuubikutega hoiustamise kontseptsiooni, koges kahte tõsist tulekahju Andoveris 2019. aastal ja Erithis 2021. aastal. Süsteemides, kus robotid töötavad võrgust allpool, näiteks PowerCube, on tulekahju tuvastamine ja kustutamine oluliselt keerulisem, kuna tulekahju allikas võib olla sprinkleritest liiga kaugel. Mitmetasandilised shuttle-süsteemid oma avatud metallriiulite struktuuriga pakuvad sprinklersüsteemidele ja teistele tulekustutussüsteemidele oluliselt paremat ligipääsu.

1D Shuttle: Miks poolautomaatika tekitab terveid probleeme

Ühemõõtmeline tupiktee

1D shuttle kujutab endast sisenemispunkti shuttle-tehnoloogiasse ja liigub ainult mööda ühte horisontaaltelge, nimelt laokanali sügavuses. Kõigi muude toimingute, eriti kanalite ja tasemete vahelise ümberpaigutamise puhul tugineb see kahveltõstukitele või virnastajakraanadele. Seega on see poolautomaatne süsteem, mis tähistab üleminekut käsitsi ladustamise ja täisautomaatika vahel.

1D-süstiku peamine nõrkus võrreldes mitmetasandilise käru põhimõttel toimiva süstikuga seisneb selle põhimõttelises sõltuvuses välistest transpordivahenditest. Kuigi mitmetasandiline süstiksüsteem töötab integreeritud käru abil täiesti autonoomselt, teostades kõik horisontaalsed liikumised, kanalitele juurdepääsud ja taseme muutused ilma inimese sekkumiseta, vajab 1D-süstik iga kanalivälise toimingu jaoks kahveltõstukit või virnastajat. See tähendab mitte ainult pidevat personalivajadust, vaid ka süsteemset sõltuvust käsitsi transpordivahendite kättesaadavusest ja tõhususest.

Teine oluline puudus on toote paindlikkuse puudumine. Kuna iga kanal mahutab tavaliselt ainult ühte eset ja juurdepääs toimub järjestikuliselt vastavalt LIFO põhimõttele, sobib 1D shuttle ainult reservladustamiseks, puhverladustamiseks või sügavkülmladustamiseks väikese arvu ja suure mahuga esemete puhul. Kanalid on täidetud ühe tootega esemetega, mis viib ebaefektiivse ruumikasutuseni suure SKU-de mitmekesisuse korral. Seevastu mitmetasandiline shuttle koos lükandkärudega pakub otsest juurdepääsu igale üksikule hoiukohale, olenemata kanali sügavusest, võimaldades seeläbi kaootilist ladustamist maksimaalse hoiuruumi efektiivsusega.

Pideva töö korral esineb ühemõõtmelisel süstikul ka ebastabiilset rikete mustrit. Kuna tavaliselt on kasutusel vaid mõned süstiksõidukid, võib ühe seadme rike ajutiselt halvata kahjustatud piirkonna tegevuse täielikult. Kõige sagedasemad rikete allikad on defektsed akud ja kaubaaluste koorma kinnitamise probleemid. Seevastu mitmetasandiline süstiksüsteem oma arvukate identsete, iseseisvalt töötavate sõidukitega pakub loomupärast redundantsust: kui üks süstik rikki läheb, võtavad ülejäänud seadmed selle ülesanded üle ja defektse sõiduki saab töö jätkudes välja vahetada.

2D shuttle: kui liftist saab Achilleuse kanna probleem

Horisontaalne vabadus vertikaalse kitsaskohaga

2D-süstik laiendab 1D-süstiku liikumisvabadust, lisades teise mõõtme, mis võimaldab külgmist navigatsiooni erinevate kanalite või samal tasandil asuvate positsioonide vahel. Konteinerite valdkonnas on need tasapinnal liikuvad sõidukid, mis töötavad ühel riiulitasandil ja mida transporditakse tasandite vahel vertikaalsete tõstukite abil. Skaleeritavus on tähelepanuväärne: rohkemate süstikute lisamine suurendab süsteemi jõudlust ilma täiendavaid vahekäike vajamata.

Kuid just siin ilmneb arhitektuuriline nõrkus, mis muudab kahemõõtmelise süstiku struktuurilt halvemaks kui mitmetasandilise süstiku oma kärupõhimõttega: vertikaalne lift on jõudlust piirav pudelikael ja potentsiaalne üksik rikkekoht. Tasapinnalistes süstikusüsteemides tagavad vertikaalsed konveierid laadimisüksuste vertikaalse transpordi tasemete vahel; seega käsitleb süsteem horisontaalset ja vertikaalset transporti eraldi. Probleem on selles, et olenemata sellest, kui palju süstikuid horisontaalselt töötab ja kui suur on teoreetiline läbilaskevõime igal tasandil, on süstikusüsteemide läbilaskevõime piiratud vertikaalsete liftide arvu ja jõudlusega. Liftist saab pudelikael, millest peavad läbi minema kõik vertikaalsed materjalivood:.

Süsteemides, kus vahekäigu kohta on ainult üks sifoon, võib selle rike põhjustada vastava vahekäigu täieliku sulgemise. Isegi kui teise sifooni paigaldamine seda riski vähendab, jääb sifoon kogu süsteemi kõige haavatavamaks kohaks: see on kõiki tasandeid ühendav keskne element ja selle jõudluse halvenemine vähendab ebaproportsionaalselt üldist tootlikkust.

Mitmetasandiline süstikute süsteem oma kärupõhimõttel lahendab selle probleemi arhitektuurilise lahtisidumise abil. Süstiku ja lifti vahelised puhvervööndid tagavad, et mõlemad süsteemikomponendid töötavad asünkroonselt ja sõltumatult. Lift ei pea süstikut ootama ja vastupidi. See lahtisidumise tõttu maksimeeritakse mõlema komponendi kasutamist ja kõrvaldatakse järjestikused kitsaskohad. Lisaks saab lifte igal ajal moderniseerida, mis võimaldab läbilaskevõimet järk-järgult suurendada ilma süsteemimuudatusteta. Praktikas tähendab see seda, et kui läbilaskevõime nõuded suurenevad, paigaldatakse lihtsalt täiendav lift ilma olemasolevat riiuli- või süstikute infrastruktuuri muutmata.

Mitmetasandilise süstiku teine ​​süsteemne eelis kahemõõtmelise süstiku ees seisneb selle liikumise efektiivsuses. Kuna üks mitmetasandiline süstik teenindab samaaegselt mitut tasandit, väheneb vajalike sõidukite koguarv märkimisväärselt. Erinevalt tasapinnalisest kahemõõtmelisest süstikust, mis nõuab iga taseme kohta vähemalt ühte spetsiaalset sõidukit, katab mitmetasandiline süstik tavaliselt ühe sõidukiga kaks kuni kuus tasandit. See mitte ainult ei vähenda investeerimiskulusid, vaid vähendab ka sõidukite juhtimise ja hooldusnõuete keerukust.

LTW pakub oma klientidele mitte üksikuid komponente, vaid integreeritud terviklahendusi. Konsultatsioon, planeerimine, mehaanilised ja elektrotehnilised komponendid, juhtimis- ja automatiseerimistehnoloogia, aga ka tarkvara ja teenindus – kõik on võrgustatud ja täpselt koordineeritud.

Võtmekomponentide oma tootmine on eriti soodne. See võimaldab optimaalset kontrolli kvaliteedi, tarneahelate ja liideste üle.

LTW tähistab usaldusväärsust, läbipaistvust ja koostööd partnerluses. Lojaalsus ja ausus on ettevõtte filosoofias kindlalt juurdunud – käepigistusel on siin endiselt tähendus.

Sellega seotud:

• LTW lahendused

3D-süstik: tehnoloogiline geniaalsus koos operatiivse riskiprofiiliga

Kui autonoomsed robotid jõuavad oma süsteemsete piirideni

3D-süstik, mille tuntuim näide on Exoteci Skypodi süsteem, kujutab endast kahtlemata tehnoloogilist kvanthüpet. Robotid liiguvad kõigis kolmes ruumimõõtmes, liiguvad vabalt maapinnal, ronivad patenteeritud hammasrööbassüsteemide abil vertikaalselt mööda riiuliraame üles ja pääsevad ligi konteineritele kuni 14 meetri kõrgusel. Ladustamis- ja väljastusmasina, konteinerite käitlemistehnoloogia ja kauba inimeseni tarnimise integreerimine ühte sõidukisse välistab statsionaarsed konveieri eeltsoonid ja jõudlust piiravad süstiktõstukid. Skypodi robotid saavutavad kiiruse kuni neli meetrit sekundis ja suudavad iga roboti kohta läbida umbes 22–30 topelttsüklit tunnis.

Vaatamata muljetavaldavatele jõudlusnäitajatele on 3D-süstiku kontseptsioonil libiseva kelgu põhimõttel mitmetasandilise süstikuga võrreldes mitmeid olulisi puudusi, mida ei saa kaine majandusliku analüüsi puhul ignoreerida.

Esimene ja kõige ilmsem puudus on sõiduki kohta liiga kõrge hind. 35 000–40 000 eurot Skypodi roboti kohta on need autonoomsed seadmed kogu süsteemi peamine kuluallikas. Mitmetasandilise süstiksüsteemi läbilaskevõime saavutamiseks, kus vaid mõned sõidukid töötavad samaaegselt mitmel tasandil, vajab 3D-süsteem suurt hulka selliseid kalleid roboteid. Investeeringute arvutused kalduvad mitmetasandilise süstiku kasuks, eriti suurte rajatiste puhul, kuna selle sõidukikulud teenindatava taseme kohta on oluliselt madalamad.

Teine puudus puudutab süsteemi küpsust ja tarnijast sõltuvust. Skypodi süsteemi esitleti esmakordselt 2019. aastal Saksamaal LogiMATil ja esimesed süsteemid võeti kasutusele umbes kuus kuni seitse aastat tagasi. Võrreldes mitmetasandiliste shuttle-süsteemidega, mida on aastakümneid kasutatud väga erinevates konfiguratsioonides ja mille tehnoloogiat pakuvad arvukad tootjad, on Exoteci lahendus suhteliselt uus süsteem, millel on piiratud rakenduskogemus. Igaüks, kes Skypodi rakendab, seotakse Exoteci ja selle integraatoritega ning Saksamaa turul on praegu saadaval vaid mõned partnerid. See tarnijast sõltuvus kujutab endast strateegilist riski, mis kaalub oluliselt pikaajalise investeerimisotsuse puhul, mis hõlmab 10–20 aastat.

Kolmas puudus on põranda kvaliteedile esitatavad ranged nõuded. Skypodi süsteem talub maksimaalselt kuue millimeetri kallet 1,5 meetri pikkusel lõigul, vuugi laiust kuni neli millimeetrit ja serva nihet kuni kaks millimeetrit. Need nõuded võivad olemasolevates hoonetes kaasa tuua märkimisväärseid renoveerimiskulusid. Mitmetasandilised shuttle-süsteemid, mille rööpad on integreeritud riiulikonstruktsiooni, on põranda kvaliteedist suuresti sõltumatud.

Neljas puudus puudutab fikseeritud konteineriformaate. Exotec pakub konteinereid põhisuurusega 650 x 450 millimeetrit kõrgusklassides 220, 320 ja 420 millimeetrit. See piirang piirab sortimendi planeerimist. Mitmetasandilised shuttle-süsteemid, nagu SSI Schäferi Navette, pakuvad laiemat valikut koormakandevõimalusi, sealhulgas kandikuid, pappkaste ja erinevaid konteineriformaate, mis võimaldab paindlikumat kohandamist erinevate tootestruktuuridega.

Exotec garanteerib süsteemi 98-protsendilise käideldavuse kümne aasta jooksul, mis on madalam kui AutoStore'i 99,7 protsenti. Kolmemõõtmeliselt liikuvate robotite suurem mehaaniline keerukus on siin määravaks teguriks. Mitmetasandilised shuttle-süsteemid saavutavad võrreldava või kõrgema käideldavuse määra tänu oma modulaarsele arhitektuurile, millel on iseseisvalt hooldatavad üksikud komponendid ja võimalus lülitada välja üksikud hooldustasemed, samal ajal kui ülejäänud süsteem jääb töökorras.

Sellega seotud:

• Kuubisalvestussüsteemide ja 1D-, 2D-, 3D- ja 4D-süstikutehnoloogia arhitektuur – varjatud kulud ja süsteemirikked

4D buss: täielik mobiilsus kui kululõks

Miks neljamõõtmeline vabadus ei tähenda automaatselt neljamõõtmelist kasu

Mõiste 4D shuttle kirjeldab shuttle süsteeme, mis saavad liikuda neljas suunas: edasi, tagasi, vasakule ja paremale. Täiendatuna vertikaalse liikumisega liftide abil, loob see efektiivselt kolmemõõtmelise ruumikatte. Tootjad nagu Mecalux, myFABER ja Eurofork pakuvad kommertsrakendusi, samas kui Hiina tootjad nagu Nanjing 4D Intelligent Storage Equipment sisenevad rahvusvahelisele turule konkurentsivõimeliste hinnamudelitega. Tehnilised kirjeldused on loodud raskete kaubaaluste käitlemiseks: nimikoormused 1500–2000 kilogrammi, liikumiskiirus 1,2 meetrit sekundis koorma all ja positsioneerimistäpsus pluss/miinus üks millimeeter.

Võrreldes käru põhimõttel toimiva mitmetasandilise süstikuga on 4D-süstikul konstruktsioonilised puudused, mis seavad kahtluse alla selle operatiivse paremuse. Põhiprobleem seisneb üksiku sõiduki keerukuses. 4D-süstik peab mehaaniliselt juhtima nelja liikumissuunda, mis muudab konstruktsiooni oluliselt keerukamaks ja seetõttu hooldusmahukamaks ning rikkeohtlikumaks kui lihtsalt kanalis liikuv ja käru abil õigesse asendisse transporditav süstik. Mitmetasandilise süsteemi kergete süstiksõidukite kompaktsus ja madal energiatarve on teravas vastuolus raskemate ja energiamahukamate 4D-sõidukitega, mille kaal on 342–420 kilogrammi.

Teine puudus on 4D-süstiku sõltuvus liftidest tasemete muutmisel. Nii nagu 2D-süstiku puhul, tekitab see vertikaalse konveieri liideses potentsiaalse pudelikaela. Mitmetasandiline süstiksüsteem lahendab selle probleemi integreeritud mitmetasandilise töö ja puhvervööndite kaudu lahtisidumise abil. Selle asemel, et raske 4D-süstik peaks tasemete muutmiseks lifti sisenema, teenindab mitmetasandiline süstik otse mitut taset ja tänu puhvervöönditega lahtisidunud liftidele saab saavutada oluliselt suurema läbilaskevõime paigaldatud vertikaalse konveieri kohta.

Mitmetasandiline shuttle-süsteem pakub oma kaubaaluste konfiguratsioonis (näiteks Schaefer Lift and Run) kombinatsiooni lükkekärust ja painduvast orbiterkanaliga sõidukist, mis sobib eriti hästi joogitööstuses kasutamiseks. Eraldi kaubaaluste konveieri tasemed ladustamiseks ja väljastamiseks võimaldavad kaubavoogude paralleelsust, mis pole saavutatav 4D shuttle'iga, mis peab järjestikku vahetama ladustamise ja väljastamise vahel.

Üldine majanduslik arvutus: miks odavaim parkimiskoha hind ei tähenda tingimata odavaimat tellimuse hinda

Investeerimiskulud, tegevuskulud ja omamise kogukulud

Ladustamissüsteemi investeerimisotsust ei tohiks taandada soetuskulude võrdlemisele laopinna kohta. Otsustavaks teguriks on kogu süsteemi eluea jooksul tekkiv omamise kogukulu, mis on tavaliselt 15–20 aastat. Siin näitab mitmetasandiline kärupõhimõttega süstasüsteem oma majanduslikku paremust mitmes aspektis.

Energiatõhusus on võtmetegur. Kompaktsed ja kerged süstiksõidukid vajavad horisontaalseks liikumiseks oluliselt vähem energiat kui täielik ladustamis- ja väljastusmasin. Süstiksüsteemid on tavaliselt ladustamis- ja väljastustsükli kohta energiatõhusamad, kuna need eraldavad horisontaalse ja vertikaalse liikumise: kerge süstik liigub horisontaalselt väikese massiga, samas kui vertikaalse liikumisega tegeleb eraldi, energiasäästlik tõstuk. Kaasaegsed süsteemid taaskasutavad pidurdusenergiat ja teevad selle kättesaadavaks edasisteks transporditoiminguteks.

Skaleeritavus ilma süsteemi häireteta on veel üks majanduslik eelis. Kuigi kuubikutega hoiustussüsteemide jõudluse suurendamine nõuab täiendavate kallite robotite kasutamist ning iga täiendav robot 3D-süstikusüsteemides maksab 35 000–40 000 eurot, saab mitmetasandilist shuttle-süsteemi skaleerida kolme sõltumatu hoova abil: täiendavad shuttle-id horisontaalse läbilaskevõime suurendamiseks, täiendavad tõstukid vertikaalse mahutavuse suurendamiseks ja täiendavad riiulimoodulid suurema ladustamismahu saavutamiseks. See kolmeharuline skaleerimismeetod võimaldab nõudluspõhist ja järkjärgulist investeerimisstrateegiat, mis minimeerib üleinvesteerimise riski.

Süsteeme eristavad oluliselt ka hoolduskulud. Kuigi süstiksüsteemid vajavad hooldust iga üksiku süstiku ja tõstuki jaoks, võimaldavad mitmetasandilise süstiksüsteemi standardiseeritud ja suhteliselt lihtsad sõidukid neid töö ajal kiiresti välja vahetada. Kuubikukujulised hoiusüsteemid vajavad võrgurobotite hooldust võrgul endal, mis kujutab endast märkimisväärset logistilist väljakutset süsteemidele, kus on üle saja roboti. 3D-süstikusüsteemide, näiteks Exoteci puhul, on mehaaniliselt keerukate kolmemõõtmeliste robotite hooldus nõudlikum ja sõltub suuresti spetsialiseerunud tootjapersonalist.

Mitmetasandilise shuttle-tehnoloogia tootjaülene kättesaadavus vähendab oluliselt ka tarnijate riski. Kuigi kuubikud ja 3D-shuttle-süsteemid on seotud konkreetsete tootjatega, pakuvad arvukad tuntud intralogistikaettevõtted, nagu SSI Schäfer, Dematic, Klinkhammer, SMB International ja teised, mitmetasandilisi shuttle-süsteeme, mis põhinevad käru põhimõttel. See tarnijate mitmekesisus tagab varuosade pikaajalise kättesaadavuse, võimaldab konkurentsivõimelist hooldusturgu ning kaitseb tehnoloogilise ja kaubandusliku sõltuvuse eest ühest tootjast.

Süsteemi kättesaadavus ja vastupidavus: miks lahtisidumine tähendab ellujäämiskindlustust

Viie minuti paigalseisu hind

Tänapäeva logistikas toob isegi viieminutiline süsteemi seisak kaasa märkimisväärseid kulusid. Erinevad laotehnoloogiad erinevad mitte ainult oma absoluutse käideldavuse väärtuste, vaid ka põhimõtteliselt selle poolest, kuidas nad häiretega toime tulevad. Mitmetasandiline süstikute süsteem oma kärupõhimõttega pakub arhitektuuriliselt suurepärast vastupidavust riketele.

Põhimõtet saab kirjeldada kolme koondamise kihina. Esimene kiht on sõidukite koondamine: kuna vahekäigus töötab samaaegselt mitu transporti, kompenseerib süsteem automaatselt üksikute sõidukite rikke. Ülejäänud transportijad võtavad üle rikkis sõiduki ülesanded ja defektse sõiduki saab töö ajal välja vahetada ilma kogu süsteemi välja lülitamata. Teine kiht on liftide koondamine: transporti ja lifti lahtisidumine puhverjaamade kaudu tagab, et lifti rike ei too kaasa kahjustatud vahekäigu kohest seiskamist, kuna puhvrid võimaldavad transportidel ajutiselt tööd jätkata. Lisaks saab lifte igal ajal moderniseerida. Kolmas kiht on tasemete koondamine: üksikuid hooldustasandeid saab välja lülitada, samal ajal kui ülejäänud süsteem jääb tööle.

Võrdluseks, kuigi kuubikud on roboti tasandil redundantsed, kuna rikkis robotid asendatakse teistega, kannatavad nad võrgusõltuvuse süsteemse nõrkuse all. Kui võrgu ala on blokeeritud näiteks kukkunud konteineri või kinni jäänud roboti tõttu, tuleb kasutusele võtta spetsiaalsed päästerobotid, näiteks Bin-ResQ. 2D-süstiku puhul on tõstuk kõige haavatavam koht: tõstuki rike võib ebaproportsionaalselt vähendada kogu süsteemi jõudlust või süsteemides, kus on ainult üks tõstuk vahekäigu kohta, põhjustada kahjustatud vahekäigu täieliku seiskumise. Kuigi üksikuid roboteid saab Exoteci 3D-süstikule lisada või eemaldada süsteemi katkestamata, viib kolmemõõtmeliselt töötavate sõidukite suurem mehaaniline keerukus statistiliselt suurema üksikute rikete tõenäosuseni. Garanteeritud süsteemi käideldavus 98 protsenti kümne aasta jooksul on oluliselt madalam kui tõestatud mitmetasandiliste süstikusüsteemidega saavutatavad väärtused.

Koormakandjate paindlikkus ja mitmekülgsus: intralogistika universaalne relv

Väikestest osadest kaubaalusteni ühes süsteemiperes

Mitmetasandilise libiseva käru põhimõttel töötava süstikute süsteemi sageli alahinnatud strateegiline eelis seisneb selle mitmekülgsuses erinevate kaubaaluste klasside puhul. Kuigi kuubikud ja 3D-süstikud on spetsiaalsed lahendused väikeste osade ja konteinerite jaoks ning 1D- ja 4D-süstikud on spetsiaalsed kaubaaluste lahendused, on mitmetasandilised süstikute süsteemid olemas mõlema maailma variantides.

SSI Schaefer Shuttle'i tootesari illustreerib seda tootevalikut muljetavaldavalt: Navette käitleb väikeseid detaile kandikute, konteinerite ja kastidega, mille koormus on kuni neli korda 35 kilogrammi. Schaefer Tray System hõlmab kaubaaluste kihilist ladustamist kuni 200 kilogrammi kandiku kohta. Schaefer Lift and Run variant on mõeldud täisautomaatseks kaubaaluste ladustamiseks mitme sügavusega ladustamiseks. Kõik kolm süsteemi põhinevad samal mitmetasandilise käitlemise põhiprintsiibil, millel on lahti ühendatud lükandkelk ja vertikaalne konveier, mis võimaldab ühtset juhtimisarhitektuuri, jagatud varuosade parki ja järjepidevat töökontseptsiooni.

Ettevõtetele, mis vajavad nii väikeste osade kui ka kaubaaluste ladustamist, näiteks varuosade logistikas, toidukaubanduses või ravimite levitamisel, pakub see süsteemipere ainulaadset eelist integreeritud terviklahenduse näol. Kahe põhimõtteliselt erineva tehnoloogia, millel on erinevad juhtimissüsteemid, hooldusnõuded ja tarnijasuhted, asemel saab rakendada ühtset süsteemikontseptsiooni kõigis kaubaaluste klassides.

kriteerium	Kuubihoidla	1D süstik	2D süstik	3D-süstik	4D süstik	Mitmetasandiline transportimiseks mõeldud käru
koormakandja	Ainult konteinerid	Ainult kaubaalused	Konteinerid või kaubaalused	Ainult konteinerid	Ainult kaubaalused	Konteinerid, kandikud, kastid ja kaubaalused
Süsteemi maksimaalne kõrgus	umbes 6 m	Hoonest sõltuv	Kuni 26 meetrit	Kuni 14 meetrit	Hoonest sõltuv	Kuni 24 m (konteiner) / Kuni 45 m (kaubaalused)
Otsene juurdepääs igale artiklile	Ei (ainult umbes 10%)	Ei (LIFO)	Jah (tasemepõhine)	Jah	Piiratud (kanali sügavus)	Jah (käru abil)
Tõstuk kui pudelikael	Ei (tõstukit pole)	Ei (väline)	Jah (kriitiliselt)	Ei (robotisse integreeritud)	Jah (liftid)	Ei (lahti ühendatud puhverruumidega)
Toimivuse skaleerimine	Lisa robot	Piiratud	Lisa bussid	Lisa robot	Lisa bussid	Lisa bussid ja/või liftid
Sobib sügavkülmutamiseks	Piiratud	Jah	Jah	Piiratud (0–40 °C)	Jah (kuni -25°C)	Jah (kuni -28°C)
Tootja sõltuvus	Kõrge (AutoStore'i ökosüsteem)	Madal	Keskmine	Kõrge (Exotec)	Keskmine	Madal (paljud pakkujad)
ABC tundlikkus	Väga kõrge	Keskmine	Madal	Ei	Keskmine	Ei

Erinevad automatiseeritud ladustamissüsteemid erinevad põhikriteeriumide poolest. Koormakandjate osas on kuup-ladustus- ja 3D-süstikusüsteemid spetsialiseerunud konteineritele, samas kui 1D- ja 4D-süstikud liigutavad ainult kaubaaluseid. 2D-süstikud saavad hakkama mõlemaga, kuid mitmetasandiline süstik koos lükandkärudega pakub suurimat paindlikkust, kuna see sobib konteinerite, kandikute, kastide ja kaubaaluste jaoks.

Süsteemi maksimaalne kõrgus ulatub kuubikuladude puhul umbes 6 meetrist kuni hoonest olenevate kõrgusteni 1D ja 4D shuttle'ite puhul. Mitmetasandilised shuttle'id ulatuvad muljetavaldava kõrguseni kuni 24 meetrini konteinerite ja 45 meetrini kaubaaluste puhul, samas kui 2D shuttle'id võivad olla kuni 26 meetrit ja 3D shuttle'id kuni 14 meetrit kõrged.

Otsene juurdepääs igale kaubale on täielikult tagatud 2D-transportööride (tasapinnalised), 3D-transportööride ja mitmetasandiliste transportööride (liugkärude abil) abil. Seevastu kuubikladusüsteemid pakuvad otsest juurdepääsu vaid umbes 10%-le kaubadest ja 1D-transportöörid töötavad LIFO (viimane sisse, esimene välja) põhimõttel. 4D-transportööride puhul on juurdepääs piiratud kanali sügavusega.

Tõstemehhanismidest tingitud potentsiaalne pudelikael esineb 2D-süstikute (kriitilised) ja 4D-süstikute (liftid) puhul. Teiste süsteemide puhul see probleem kas puudub (kuubikute hoiustamine), lahendatakse välise paigutuse (1D-süstik), robotisse integreerimise (3D-süstik) või puhverasukohtade kaudu lahtisidumise (mitmetasandiline süstik) abil.

Jõudlust saab skaleerida, lisades kuubikute hoiustamisele ja 3D-süstikutele rohkem roboteid, 2D- ja 4D-süstikutele täiendavaid süstu ning mitmetasandilistele süstikutele nii süstu kui ka lifte. 1D-süstikute skaleeritavus on aga piiratud.

Sügavkülmas kasutamiseks sobivad ideaalselt 1D ja 2D süstikud. Samuti sobivad hästi 4D süstikud (kuni -25 °C) ja mitmetasandilised süstikud (kuni -28 °C), samas kui kuubikuteks ja 3D süstikuteks (0–40 °C) on piiratud rakendatavus.

Tootjasõltuvus on 1D ja mitmetasandiliste süstikute puhul madal, kuna pakkujaid on palju, 2D ja 4D süstikute puhul keskmine ning AutoStore'i (Cube Storage) ja Exoteci (3D-süstik) ökosüsteemide puhul kõrge.

Lõpuks näitab ABC tundlikkusanalüüs, et kuubikud on väga tundlikud kiiresti liikuvate esemete jaotuse suhtes (väga kõrge tundlikkus). 3D- ja mitmetasandilised süstikud jäävad mõjutamata, samas kui teiste süsteemide tundlikkus on madal kuni keskmine.

Lahtisidunud põhimõtte tulevane elujõulisus tehisintellektil põhinevas logistikas

Miks on mitmetasandilise süstiku arhitektuuriline DNA järgmise kümnendi jaoks ülioluline

Lao automatiseerimist kujundavad lähiaastatel kolm megatrendi: tehisintellekti üha suurem integreerimine autopargi haldamisse ja tellimuste optimeerimisse, kasvav modulaarsus ja sellega kaasnev sisenemistõkete vähendamine ning kõigi süsteemikomponentide elektrifitseerimine ja energiasäästlik optimeerimine. Kõigis kolmes dimensioonis on mitmetasandiline süstlasüsteem oma kärupõhimõttega arhitektuuriliselt paremas positsioonis kui tema konkurendid.

Tehisintellekti integreerimine saab kasu süstiku ja lifti lahtisidumisest, kuna intelligentsed algoritmid saavad puhverruume kasutada strateegilise optimeerimismuutujana. Selle asemel, et lihtsalt optimeerida ühe roboti marsruuti, nagu kuubikute või 3D-süstikute puhul, saab tehisintellekt lahtisidunud süsteemis orkestreerida kümnete süstikute ja mitme lifti vahelist interaktsiooni samaaegselt, saavutades seeläbi läbilaskevõime kasvu, mis on jäigalt ühendatud süsteemides loomupäraselt võimatu. Modulaarsus on mitmetasandilises süstikus juba kontseptuaalselt sisse ehitatud: süstikud, liftid, riiulimoodulid ja puhverruumid on sõltumatud moodulid, mida saab eraldi lisada, eemaldada või asendada. Energia optimeerimine tuleb kasuks süstikusõidukite väikesest liikuvast massist ja regeneratiivpidurduse võimalusest.

Lisaks võimaldab tootjateülene standardiseerimine, näiteks VDA 5050 protokolli kaudu, üha olulisemana erinevate sõidukite koostalitlusvõimelist juhtimist ühe süsteemi piires. Mitmetasandilised shuttle-süsteemid oma avatud modulaarse arhitektuuriga sobivad ideaalselt selleks integratsiooniks, samas kui patenteeritud süsteemid, nagu Cube Storage või Exotec Skypod, jäävad seotuks oma vastavate tootjate suletud ökosüsteemi loogikaga.

Otsustav disainieelis: arhitektuurilise paremuse kokkuvõte

Mitmetasandiline süstiksüsteem oma kombineeritud lükandkäru põhimõttega lahendab lahtisidunud arhitektuurina probleemi, mis esineb kõigil teistel süsteemikategooriatel erineval määral: loomupärane kitsaskoht, mis muudab investeeringud jõudluse parandamisse teatud punktist alates mõttetuks. Kuupsalvestuse puhul on see virnastamissõltuvus ja sellega seotud ABC-tundlikkus. 1D-süstikute puhul on see autonoomia puudumine ja käsitsi transpordile tuginemine. 2D-süstikute puhul on see lift kui jõudlust piirav kitsaskoht. 3D-süstikute puhul on see sõidukite ülikõrged kulud, süsteemi piiratud küpsus ja suur sõltuvus tootjast. 4D-süstikute puhul on see üksiku sõiduki mehaaniline keerukus ja olemasolev sõltuvus liftist.

Mitmetasandiline transportöör oma libiseva vaguni põhimõttel lahutab kriitilised süsteemiliidesed puhvervööndite kaudu, kõrvaldab lifti kui kitsaskoha, pakub otsest juurdepääsu igale hoiukohale ilma ABC-sõltuvuseta, skaleerub kolme sõltumatu telje ulatuses, on saadaval laias süsteemiperekonnas kõigi koormakandjate klasside jaoks ning seda pakuvad arvukad tuntud tootjad. See ei ole süsteem, mis tekitab kõige rohkem pealkirju, kuid see on süsteem, mis pakub kõige kindlama arhitektuurilise aluse järgmiseks kaheks aastakümneks intralogistikas. Ettevõtetel, kes seisavad silmitsi investeerimisotsusega laoautomaatikasse, on soovitatav see arhitektuuriline eelis oma hindamismaatriksi lisada, enne kui nad lasevad end patenteeritud süsteemide pealiskaudsest elegantsist pimestada.

Lao automatiseerimiseks õige tehnoloogia valimine ei ole isikliku eelistuse ega tootja turunduseelarve küsimus. See on süsteemi arhitektuuri küsimus. Ja selles osas pakub lahtisidunud käru põhimõttel mitmetasandiline transportimissüsteem kõige tugevamat lahendust.

Mul oleks hea meel olla teie isiklik nõustaja.

Võite minuga ühendust võtta aadressil wolfenstein∂xpert.digital või

Helista mulle lihtsalt numbril +49 7348 4088 965 .

LinkedIn
 

 

Lisateavet leiate siit:

• Kõrgladude konsultatsioon ja planeerimine: Automatiseeritud kõrgladu – Kaubaaluste ladustamise täisautomaatne optimeerimine – Lao optimeerimine