Sistem antar-jemput multi-level (MLS) dan solusi antar-jemput multi-level dengan fungsi multi-lorong (MAL) vs. sistem antar-jemput 2D/3D

Pengembangan bantalan berkinerja tinggi: Keputusan strategis antara teknologi MLS, multi-lorong, dan 3D

Intralogistik sedang mengalami transformasi mendasar. Didorong oleh pertumbuhan e-commerce yang eksponensial, kekurangan tenaga kerja terampil yang akut, dan permintaan akan efisiensi ruang maksimum, konsep gudang tradisional semakin mencapai batas fisik dan ekonominya. Jika selama beberapa dekade mesin penyimpanan dan pengambilan (SRM) merupakan standar yang tak terbantahkan untuk gudang bertingkat tinggi otomatis, sistem shuttle yang sangat dinamis kini memantapkan diri sebagai jawaban atas kebutuhan kompleks pusat distribusi modern. Namun, memilih "shuttle" bukan lagi keputusan yang sederhana – dibutuhkan pemeriksaan yang cermat terhadap beragam arsitektur teknologi yang semakin berkembang.

Saat ini, persaingan antar teknologi terutama berpusat pada sistem pengangkut bertingkat (MLS), solusi dengan fungsionalitas multi-lorong (MAL), dan varian 2D atau 3D yang sangat fleksibel. Sistem-sistem ini berbeda tidak hanya dalam kinematika dan desainnya, tetapi juga mengikuti logika investasi dan operasional yang sepenuhnya berbeda. Sementara derek penumpuk klasik unggul dalam biaya akuisisi yang rendah dalam proses standar, fokus untuk solusi pengangkut bergeser ke throughput, skalabilitas, dan redundansi. Dengan kinerja puncak lebih dari 1.000 hingga sebanyak 3.000 siklus ganda per lorong per jam, sistem-sistem ini mendefinisikan ulang apa yang mungkin terjadi dalam logistik gudang.

Di sini, kami mengkaji reposisi strategis teknologi-teknologi ini. Kami menganalisis mengapa, meskipun investasi awal (CAPEX) lebih tinggi, total biaya kepemilikan (TCO) sistem shuttle seringkali lebih rendah karena efisiensi energi dan pengurangan biaya perawatan. Lebih lanjut, kami menyelidiki perbedaan arsitektur antara sistem berbasis lorong dan sistem 3D serta mengklarifikasi teknologi mana yang menawarkan keunggulan kompetitif yang menentukan untuk setiap skenario aplikasi – dari farmasi hingga pembekuan dalam. Pada akhirnya, pilihan sistem penyimpanan bukanlah semata-mata pertanyaan teknis, tetapi keputusan ekonomi tentang kelangsungan rantai pasokan di masa depan.

Ketika kapasitas produksi menentukan keputusan investasi

Intralogistik sedang mengalami pergeseran paradigma mendasar. Meskipun mesin penyimpanan dan pengambilan klasik telah menjadi solusi standar untuk gudang bertingkat tinggi otomatis selama beberapa dekade, sistem antar-jemput multi-level dan teknologi antar-jemput terkait semakin mendapatkan pangsa pasar. Pergeseran ini sama sekali bukan didorong oleh teknologi, melainkan mengikuti logika ekonomi yang tepat yang muncul dari perubahan kebutuhan pusat distribusi modern. Memilih di antara berbagai solusi otomatisasi itu kompleks dan membutuhkan pemahaman mendalam tentang parameter teknis, ekonomi, dan operasional.

Landasan teknologi dan perbedaan arsitektur

Sistem pengangkut bertingkat (MLS) mewakili kategori solusi penyimpanan otomatis yang berbeda, secara fundamental berbeda dari varian pengangkut dua dimensi dan tiga dimensi. Sistem MLS terdiri dari kendaraan pengangkut yang ringkas dan ringan dengan kemampuan pengangkatan terintegrasi yang dapat secara otomatis melayani beberapa tingkat penyimpanan. Kendaraan ini mencapai kecepatan hingga empat meter per detik dan menangani muatan maksimum antara tiga puluh hingga lima puluh kilogram. Pemanfaatan ruang sangat efisien, dengan kepadatan hingga tiga puluh enam kontainer per meter persegi luas lantai.

Sebaliknya, sistem pengangkut dua dimensi beroperasi secara eksklusif horizontal pada tingkat penyimpanan yang telah ditentukan. Setiap tingkat memiliki kendaraan pengangkut khusus, sementara transportasi vertikal ditangani oleh sistem lift terpisah. Pemisahan arsitektur antara pergerakan horizontal dan vertikal ini memungkinkan penskalaan throughput yang tepat, karena pengangkut dan lift dapat diukur secara independen. Kinerja lorong dari sistem dua dimensi tipikal berkisar antara 500 hingga 1.000 siklus ganda per jam.

Sistem antar-jemput tiga dimensi mewakili pilihan yang paling canggih secara teknologi. Kendaraan otonom ini bergerak dalam tiga dimensi dan dapat berpindah antar level tanpa teknologi lift terpisah. Kebebasan bergerak sepenuhnya ini menghasilkan fleksibilitas maksimal, tetapi membutuhkan teknologi kontrol dan navigasi yang kompleks serta infrastruktur yang rumit.

Perbedaannya dibandingkan dengan mesin penyimpanan dan pengambilan konvensional sangat signifikan. Sementara mesin penyimpanan dan pengambilan biasa mencapai 80 hingga 120 siklus ganda per jam, sistem shuttle berkinerja tinggi menangani 500 hingga lebih dari 1.000 siklus ganda dalam waktu yang sama. Konfigurasi khusus seperti Multi Access Warehouse dari psb intralogistics bahkan mencapai hingga 3.000 siklus ganda per lorong per jam.

Analisis ekonomi dan struktur investasi

Biaya investasi sistem penyimpanan otomatis menunjukkan perbedaan struktural yang signifikan. Sistem shuttle umumnya membutuhkan investasi awal yang lebih tinggi per lokasi penyimpanan dibandingkan dengan derek penumpuk konvensional. Perbedaan biaya ini disebabkan oleh banyaknya komponen aktif: Gudang shuttle yang fungsional membutuhkan beberapa kendaraan shuttle per lorong, lift vertikal terpisah, sistem kontrol yang kompleks, dan teknologi rak yang canggih dengan rel pemandu terintegrasi. Sistem derek penumpuk tradisional seringkali lebih murah untuk dibeli karena standarisasi selama beberapa dekade dan mendapat manfaat dari proses manufaktur yang sudah mapan.

Namun, struktur biaya operasional membalikkan hubungan ini. Sistem shuttle lebih hemat energi per siklus penyimpanan dan pengambilan karena konstruksinya yang ringan dan pemisahan gerakan horizontal dan vertikal mengonsumsi energi yang jauh lebih sedikit. Sistem MLS mengonsumsi energi sekitar enam puluh persen lebih sedikit daripada RBG yang sebanding per siklus kerja. Kendaraan shuttle modern menggunakan teknologi superkapasitor untuk pasokan daya dan mengembalikan energi pengereman ke dalam sistem. Sistem canggih memiliki mode hemat energi cerdas seperti fungsi deep sleep, yang meminimalkan konsumsi siaga.

Biaya perawatan juga lebih rendah untuk sistem shuttle. Sementara crane stacker, sebagai mesin individual yang kompleks, akan menutup seluruh lorong jika terjadi masalah teknis, sistem shuttle, berkat arsitektur modularnya, dapat mengganti kendaraan yang rusak secara individual selama pengoperasian. Meskipun teknologi penataan rak pada solusi shuttle lebih kompleks, pekerjaan perawatan dapat dilakukan selama pengoperasian karena lorong tetap dapat diakses dan beberapa shuttle dapat mengimbangi waktu henti.

Perhitungan pengembalian investasi (ROI) untuk sistem gudang otomatis didasarkan pada periode amortisasi standar. Proyek otomatisasi yang sukses menargetkan periode ROI kurang dari lima tahun, dengan amortisasi sering dicapai dalam dua hingga tiga tahun. Memilih di antara berbagai teknologi memerlukan analisis yang berbeda mengenai investasi awal, biaya operasional berkelanjutan, konsumsi energi, dan biaya pemeliharaan selama seluruh siklus hidup.

Kapasitas dan skalabilitas sebagai kriteria pengambilan keputusan

Kapasitas pemrosesan (throughput) adalah faktor pembeda utama antara berbagai solusi otomatisasi. Tergantung pada desainnya, mesin penyimpanan dan pengambilan konvensional mencapai 80 hingga 120 siklus ganda per jam. Kinerja ini cukup untuk gudang dengan perputaran rendah hingga menengah dan kapasitas pemrosesan lorong di bawah 150 siklus ganda per jam. Sistem shuttle, di sisi lain, memenuhi persyaratan kapasitas pemrosesan menengah hingga tinggi dan biasanya menangani 500 hingga 1.000 siklus ganda per jam dan kapasitas pemrosesan lorong di bawah 150 siklus ganda per jam.

Konfigurasi berkinerja tinggi secara signifikan melampaui nilai-nilai ini. Evo Shuttle dari KNAPP, dalam versi dua dimensinya, mencapai lebih dari seribu siklus ganda per lorong per jam. Gudang Multi Akses dari psb intralogistics dirancang untuk hingga tiga ribu siklus ganda per lorong. Tingkat kinerja tersebut dicapai melalui integrasi beberapa lift kontainer per lorong, yang dapat diposisikan di lokasi mana pun dalam struktur gudang.

Skalabilitas adalah perbedaan mendasar antara sistem shuttle dan mesin penyimpanan dan pengambilan berbasis lorong. Meskipun kinerja mesin penyimpanan dan pengambilan dibatasi oleh mesin individual, gudang shuttle dapat diperluas dengan menambahkan lebih banyak kendaraan selama operasi. Jumlah shuttle dapat diskalakan secara independen dari jumlah lokasi penyimpanan. Jika kebutuhan throughput meningkat, shuttle tambahan diintegrasikan; jika kapasitas penyimpanan bertambah, lorong diperpanjang atau diperluas. Pemisahan kinerja dan kapasitas ini memungkinkan strategi investasi bertahap, membatasi biaya awal dan memungkinkan peningkatan di kemudian hari sesuai kebutuhan.

Gudang Multi Akses merupakan contoh nyata dari fleksibilitas ini. Jumlah lift kontainer yang bervariasi dan hingga dua shuttle per level memungkinkan kinerja sistem disesuaikan secara tepat dengan kebutuhan. Teknologi konveyor dapat diintegrasikan pada setiap level penyimpanan, menawarkan fleksibilitas maksimal dalam perencanaan tata letak. Lift individual, bagian konveyor, dan area pengambilan barang dapat dinonaktifkan selama jam-jam di luar jam sibuk, sambil tetap mempertahankan cadangan kapasitas yang cukup untuk jam-jam sibuk.

LTW Intralogistics – Insinyur Aliran - Gambar: LTW Intralogistics GmbH

LTW menawarkan solusi terpadu dan lengkap, bukan komponen individual, kepada pelanggannya. Konsultasi, perencanaan, komponen mekanik dan elektroteknik, teknologi kontrol dan otomasi, serta perangkat lunak dan layanan – semuanya terhubung dan terkoordinasi secara presisi.

Produksi internal komponen-komponen utama sangat menguntungkan. Hal ini memungkinkan kontrol kualitas, rantai pasokan, dan antarmuka yang optimal.

LTW merupakan singkatan dari keandalan, transparansi, dan kemitraan kolaboratif. Loyalitas dan kejujuran tertanam kuat dalam filosofi perusahaan – jabat tangan masih memiliki makna di sini.

Berkaitan dengan ini:

• Solusi LTW

Redundansi dan ketersediaan sistem

Ketersediaan sistem penyimpanan otomatis merupakan faktor keberhasilan yang sangat penting, terutama dalam aplikasi yang sensitif terhadap waktu seperti e-commerce atau logistik farmasi. Sistem shuttle menawarkan redundansi bawaan karena arsitekturnya. Kegagalan satu kendaraan shuttle hanya mengakibatkan penurunan kinerja yang kecil, karena kendaraan yang tersisa terus beroperasi. Sebaliknya, kegagalan sistem penyimpanan dan pengambilan otomatis (AS/RS) mengakibatkan penghentian total lorong yang terpengaruh.

Gudang multi-akses menerapkan redundansi pada beberapa tingkatan. Beberapa lift kontainer dan sistem konveyor untuk konektivitas gudang secara signifikan meningkatkan ketersediaan. Setiap perangkat penanganan muatan dapat dipindahkan dari beberapa shuttle ke lift yang berbeda dan diangkut keluar dari gudang melalui berbagai koneksi konveyor. Bahkan selama akses pemeliharaan, ketika tingkat atau lift tertentu dinonaktifkan sementara, lorong gudang tetap berfungsi.

Desain teknis sistem dengan ketersediaan tinggi mengikuti prinsip redundansi yang telah ditetapkan. Redundansi satu-ke-satu lengkap dari komponen-komponen kritis, konfigurasi master-slave dari sistem kontrol, dan unit pengawas untuk memantau server proses redundan merupakan standar industri. Sistem shuttle mendapat manfaat dari arsitektur terdistribusinya, karena pemisahan teknis atau organisasi dari komponen pabrik meningkatkan ketersediaan secara keseluruhan.

Bidang aplikasi dan kasus penggunaan

Kesesuaian berbagai solusi otomatisasi sangat bervariasi tergantung pada konteks aplikasinya. Pemenuhan pesanan e-commerce menuntut throughput dan fleksibilitas yang tinggi. Sistem shuttle mendominasi segmen ini karena kemampuannya untuk menangani lonjakan pesanan yang tinggi dan memungkinkan proses paralel di lorong-lorong sempit. Pemrosesan pesanan yang cepat dan kemampuan untuk mengelola fluktuasi musiman melalui penempatan shuttle yang fleksibel merupakan keunggulan utama.

Industri farmasi menggunakan teknologi shuttle untuk aplikasi yang membutuhkan kinerja maksimal dan akurasi inventaris. Manajemen inventaris otomatis dan kemampuan untuk mengatur urutan pesanan secara tepat memenuhi persyaratan kepatuhan yang ketat di sektor ini.

Dalam lingkungan produksi, sistem shuttle terutama digunakan sebagai penyimpanan penyangga dan untuk memasok lini produksi. Proses just-in-time dan just-in-sequence mendapat manfaat dari ketersediaan barang yang cepat dan kemungkinan pengurutan otomatis. Integrasi dengan robot paletisasi memungkinkan konsep aliran material yang efisien.

Gudang pendingin beku merupakan aplikasi khusus di mana sistem antar-jemput menawarkan keuntungan yang signifikan. Mengurangi pekerjaan manual di lingkungan pendingin beku menurunkan biaya personel dan meningkatkan kondisi kerja. Kendaraan antar-jemput modern dirancang untuk suhu operasi hingga minus tiga puluh derajat Celcius.

Contoh praktis dan aplikasi yang telah diimplementasikan

Penerapan praktis sistem shuttle multi-level menunjukkan kinerjanya. ETRA Oy di Finlandia mengoperasikan gudang kontainer empat lorong dengan 49.500 lokasi penyimpanan, menggabungkan sepuluh shuttle multi-level GEBHARDT dan dua crane stacker konvensional. Solusi hibrida ini secara optimal memanfaatkan kekuatan kedua teknologi tersebut.

Peritel daring multi-merek yang berbasis di Inggris, Skygate, mengandalkan sistem KNAPP Evo Shuttle untuk enam juta item yang tersedia. Integrasi 500.000 kontainer Evo Stacknest yang dirancang khusus telah meningkatkan efisiensi gudang sebesar 25 persen. Solusi ini memungkinkan pemenuhan pesanan hanya dalam 30 menit.

Arvato mengoperasikan solusi pengangkutan dua dimensi terbesar di dunia di sektor kosmetik untuk pengecer produk kecantikan dan gaya hidup. Sistem ini menyimpan dan mengambil 12.500 kontainer per jam dari penyimpanan bertingkat ganda. Fleksibilitas sistem ini mampu menangani variasi volume pesanan yang signifikan dan meratakan beban puncak.

EssilorLuxottica menggunakan 450 shuttle dalam konfigurasi Evo Shuttle 1D untuk 500.000 lokasi penyimpanan. Sistem ini memproses 33.000 paket setiap hari, yang setara dengan output 250.000 item per shift tujuh setengah jam.

HEAD Sportartikel menerapkan gudang suku cadang kecil otomatis (AS/RS) Jungheinrich dengan 36.000 posisi palet, mampu menangani 500 kontainer per jam. Gudang di Eropa tengah ini, yang beroperasi sejak Juni 2022, menunjukkan keberhasilan otomatisasi pusat distribusi berukuran menengah.

Efisiensi ruang dan optimalisasi kapasitas

Pemanfaatan ruang oleh sistem penyimpanan otomatis jauh melampaui solusi manual. Sistem antar-jemput bertingkat mencapai kepadatan tiga puluh enam kontainer per meter persegi luas lantai. Gudang bertingkat tinggi dengan sepuluh ribu ruang palet hanya membutuhkan dua hingga tiga ribu meter persegi luas lantai.

Perbandingan kuantitatif dari berbagai sistem rak dengan dimensi gudang yang identik menggambarkan perbedaan efisiensi. Di aula berukuran 100 x 100 meter dengan tinggi 9 meter, rak palet standar dapat menampung 20.000 palet. Rak aliran palet meningkatkan kapasitas menjadi 36.000 palet. Sistem pengangkut palet mencapai 46.000 palet di aula yang sama, yang mewakili peningkatan sebesar 130 persen dibandingkan dengan solusi standar.

Peningkatan efisiensi ruang ini dihasilkan dari beberapa faktor teknis. Penghapusan lorong pengambilan yang lebar, penyimpanan bertingkat, dan pemanfaatan ruang vertikal yang optimal semuanya berkontribusi pada peningkatan kapasitas. Manajemen lokasi penyimpanan dinamis memungkinkan penyimpanan berbagai ukuran kontainer pada tingkat yang sama, yang meningkatkan fleksibilitas dan meminimalkan ruang yang terbuang.

Matriks keputusan dan pemilihan sistem

Pemilihan teknologi penyimpanan yang optimal melibatkan evaluasi terstruktur dari kriteria kuantitatif dan kualitatif. Sistem penyimpanan dan pengambilan cocok untuk aplikasi dengan throughput rendah, tingkat perputaran rendah, barang berat dengan berat lebih dari lima puluh kilogram, dan dimensi non-standar yang tidak dapat ditampung oleh kontainer standar. Teknologi yang sudah mapan ini menawarkan keandalan operasional yang tinggi dan interval perawatan yang mudah dikelola.

Solusi shuttle lebih disukai untuk kebutuhan throughput menengah hingga tinggi antara seratus lima puluh dan seribu siklus ganda per jam, perputaran lokasi penyimpanan yang tinggi, kebutuhan akses manual ke setiap lokasi penyimpanan di rak, bangunan yang sudah ada yang tidak memungkinkan untuk gudang bertingkat tinggi klasik, dan peningkatan kinerja sistem yang dapat diprediksi.

Kelayakan ekonomi gudang suku cadang kecil otomatis biasanya dimulai pada 3.000 hingga 5.000 lokasi penyimpanan per lorong pada kapasitas penuh. Jika diintegrasikan ke dalam struktur bangunan yang ada, solusi dengan kurang dari 1.000 lokasi dapat menguntungkan. Namun, jika proyek tersebut membutuhkan bangunan baru, solusi otomatis hanya menjadi hemat biaya dengan volume kontainer yang jauh lebih tinggi.

Analisis total biaya kepemilikan (TCO) harus mempertimbangkan tidak hanya biaya investasi tetapi juga konsumsi energi, biaya pemeliharaan, biaya personel, dan biaya lahan selama siklus hidup sistem. Skalabilitas dan kemampuan perluasan sistem merupakan faktor jangka panjang yang sering diremehkan dalam keputusan investasi awal.

Fungsionalitas multi-lorong dan sistem hub

Konsep multi-lorong memperluas arsitektur dasar sistem pengangkut dengan memungkinkan akses lintas lorong. Sistem Derek Penumpuk Multi-Lorong Hubmaster memungkinkan mesin penyimpanan dan pengambilan untuk berpindah antar beberapa lorong. Fleksibilitas ini mengurangi jumlah stasiun operator yang dibutuhkan sekaligus meningkatkan efisiensi sistem.

Gudang Multi Akses psb intralogistics menerapkan konsep hub dengan mengintegrasikan lift kontainer di posisi mana pun yang diinginkan di dalam lorong penyimpanan. Teknologi konveyor dapat dihubungkan di setiap tingkat penyimpanan, memungkinkan fleksibilitas maksimal dalam perencanaan tata letak. Setiap perangkat penanganan muatan diangkut oleh shuttle ke lift, yang kemudian memandu barang ke stasiun kerja yang dituju tanpa lalu lintas silang.

Arsitektur ini sangat efektif di gudang yang panjang, tinggi, dan berkapasitas besar, di mana ia memberikan cadangan kinerja yang sangat besar. Kemampuan untuk memasang lift dan teknologi konveyor memungkinkan kinerja sistem ulang-alik disesuaikan dengan peningkatan kapasitas.

Implikasi strategis dan prospek masa depan

Meningkatnya prevalensi teknologi antar-jemput mencerminkan perubahan mendasar dalam intralogistik. Pertumbuhan e-commerce, kekurangan tenaga kerja terampil, dan meningkatnya biaya ruang penyimpanan mempercepat otomatisasi. Sistem antar-jemput multi-level dan arsitektur terkait bukanlah solusi universal, tetapi mengatasi skenario aplikasi spesifik dengan persyaratan throughput tinggi dan kebutuhan akan fleksibilitas.

Memilih solusi otomatisasi yang tepat memerlukan analisis yang cermat terhadap persyaratan operasional, kondisi ekonomi, dan arah strategis jangka panjang. Sistem shuttle menawarkan keunggulan dalam hal throughput, skalabilitas, dan redundansi, tetapi membutuhkan investasi awal yang lebih tinggi dan teknologi rak yang lebih kompleks. Mesin penyimpanan dan pengambilan tetap menjadi solusi pilihan untuk aplikasi dengan profil kinerja yang jelas, keandalan operasional yang tinggi, dan persyaratan perawatan yang rendah untuk throughput menengah.

Matriks pengambilan keputusan berbasis bukti harus mengintegrasikan parameter teknis seperti kapasitas dan efisiensi energi, faktor ekonomi seperti biaya investasi dan periode pengembalian modal, serta aspek operasional seperti redundansi dan kemudahan perawatan. Hanya evaluasi holistik dari dimensi-dimensi ini yang memungkinkan pemilihan teknologi penyimpanan optimal untuk aplikasi spesifik.

Evolusi teknologi sistem gudang otomatis terus berlanjut. Kecerdasan buatan untuk mengoptimalkan strategi operasional gudang, teknologi sensor canggih untuk pemeliharaan prediktif, dan teknologi penyimpanan energi canggih akan semakin meningkatkan kinerja dan efektivitas biaya. Dalam konteks ini, posisi strategis sistem shuttle multi-level sebagai solusi berkinerja tinggi untuk aplikasi dengan throughput tinggi akan semakin diperkuat.

Konrad Wolfenstein

Saya akan dengan senang hati menjadi penasihat pribadi Anda.

menghubungi saya di wolfenstein ∂ xpert.digital

Hubungi saya di +49 89 89 674 804 (Munich) .

LinkedIn
 

Konsultasi, perencanaan, dan implementasi solusi lengkap untuk gudang bertingkat tinggi dan sistem penyimpanan otomatis - Gambar: Xpert.Digital

Informasi selengkapnya di sini:

• Konsultasi & perencanaan gudang bertingkat tinggi: Gudang bertingkat tinggi otomatis – Optimalisasi penyimpanan palet secara otomatis sepenuhnya – Optimasi gudang