ラック保管 – 保管およびラックシステム – 自動保管および取り出しシステム

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自動ラック保管スタッカー クレーンは、製造、販売、小売、卸売および施設における部品や品目の自動保管および取り出しのために設計されています。 1960 年代に登場し、当初は重いパレットの荷物に焦点を当てていましたが、技術の進歩に伴い、処理される荷物は小さくなりました。 このシステムはコンピュータ制御されており、保管品の在庫を管理します。 アイテムは、削除するアイテムの種類と数量を指定することによって削除されます。 コンピュータは、保管領域内のアイテムを削除できる場所を判断し、削除を計画します。 適切な自動スタッカー クレーンを品物が保管されている場所に指示し、デバイスに品物を受け取り場所に配置するように指示します。 コンベア システムや無人搬送システムがスタッカー クレーンの一部である場合があります。 これらは、荷物を保管エリアに出入りさせ、生産フロアまたは荷積みドックに輸送します。 品目を保管するには、パレットまたはトレイがシステムの入力ステーションに配置され、在庫情報がコンピュータ端末に入力され、スタッカー クレーンが荷物を保管エリアに移動し、品目の適切な場所を決定して保管します。負荷 。 商品が棚に追加されたり、棚から削除されたりすると、コンピューターはそれに応じて在庫を更新します。

スタッカー クレーンの利点には、倉庫に品物を出入りする労力の軽減、在庫レベルの削減、より正確な在庫追跡、およびスペースの節約が含まれます。 多くの場合、品物は手動で出し入れされるシステムよりも高密度に保管されます。

倉庫内では、品物が棚に置かれたり、チェーン/ドライブに取り付けられたバーに吊り下げられたりして上下に移動することがあります。 保管および取り出し機械の機器には、材料の迅速な保管および取り出しに使用される保管および取り出し機械 (RBG) が含まれます。 SRM (保管および取り出し機械) は、荷物を垂直または水平に移動するために使用されます。また、物体を正しい保管場所に配置するために横に移動することもできます。

ジャストインタイム生産への傾向では、多くの場合、サブパレット レベルでの生産リソースの可用性が必要になります。保管および取り出しシステムは、生産ラインの隣にある小型品目の保管をより迅速に組織する方法です。

マテリアルハンドリング業界の非営利業界団体であるアメリカマテリアルハンドリング協会 (MHIA) とその会員は、AS/RS を 2 つの主要なセグメントに分割しています。

• 固定通路と
• カルーセル/リフト

どちらのテクノロジーも部品やオブジェクトの自動保管と取り出しを可能にしますが、使用するテクノロジーは異なります。 各テクノロジーには独自の長所と短所があります。 固定通路システムは一般に大規模なシステムですが、カルーセルと垂直リフト モジュールは個別またはグループで小規模から中規模の用途で使用されます。

固定通路スタッカー クレーンには、主に 2 つのスタイルがあります。

• シングルマストまたは
• 二本マスト

ほとんどは、正確な垂直方向の位置合わせを保証するために、上部のガイド レールまたはチャネルによってガイドされるトラックと天井に依存していますが、天井から吊り下げられているものもあります。 システムを構成する「シャトル」は、固定保管ラック間を移動して、要求された荷物 (図書館システムの 1 冊の本から倉庫システムの数トンの商品パレットに至るまで) を積み込んだり取り出したりします。 ユニット全体が通路内で水平に移動し、シャトルは荷物に到達するために必要な高さまで上昇し、棚の奥にある複数の位置にある荷物を積み降ろすために伸縮することができます。 半自動システムは、既存のラッキング システム内で特殊なシャトルのみを使用することで実現できます。

もう 1 つのスタッカー クレーン技術は、いわゆるシャトル技術です。 この技術では、水平移動はラックの 1 つのレベルで動作する独立したシャトルによって実行され、垂直移動はラック内の固定位置にあるリフトが担当します。 これら 2 つの軸に 2 台の別個の機械を使用することにより、シャトル テクノロジーはスタッカー クレーンよりも高いスループット率を達成できます。

保管および取り出し機械は、特定のステーションで荷物をピックアップするか、サポートする輸送システムの残りの部分に荷物を配送します。そこでは、搬入および搬出される荷物が適切に処理できるように正確に配置されます。

さらに、自動保管および検索機械には、以下と呼ばれるさまざまなタイプがあります。

• 単荷重スタッカークレーン、中荷重スタッカークレーン
• ミニロードスタッカークレーン、垂直バッファシステム/モジュール
• 垂直リフトモジュール (VLM)
• 垂直カルーセル、自動循環ラックまたはパターノスター
• 水平カルーセル

参照されます。 これらのシステムは、スタンドアロン ユニットとして、またはポッドまたはシステムと呼ばれる統合ワークステーションとして使用されます。 これらのユニットは通常、さまざまなタイプのピック・トゥ・ライト システムと統合されており、基本的な用途にはマイクロプロセッサ制御または在庫管理ソフトウェアのいずれかを使用します。

これらのシステムは、システムの構成に応じて、スペース利用率を最大 90%、生産性を 90%、精度を 99.9% 以上、スループットを 1 時間あたり/オペレータあたり最大 750 ライン以上向上させるのに最適です。

産業における大量生産の到来により、内部の材料の流れ、ひいては保管技術に対する要求がますます大きくなりました。 狭いエリアにますます多くの物を保管できるようにするという需要により、1950 年代にブロック ストレージが誕生しました。 ブロック倉庫にはスタッキング クレーンが使用されていたため、通路に必要なスペースが大幅に減少し、フォークリフトやリーチ トラックでは不可能な高さに達しました。

1960 年代に、最初の保管および取り出し機械が作成されました。この機械は、スタッキング クレーンとは対照的に、通路に沿って設置されるため、ホール全体を走行するためのポータルを必要としませんでした。 これにより、スペースの使用量が増えて保管容量が増加しただけでなく、通路ごとに個別の SRM が使用可能になったため、パフォーマンスも向上しました。 当初、RBG はホールの天井で小型のガントリー クレーンのように移動し、床上で誘導されました。 しかし、すぐに、棚やホールの天井ではなく、ホールの床を介して力を伝達する方法に切り替えました。これは、機械的に制御する方がはるかに簡単だったためです。 地上のシングルレーン RBG は、これまで以上に高いパフォーマンスを達成できるようになりました。

以前は RBG はドライバーが手動で操作していましたが、1980 年代の情報技術の発展により、保管および取り出し機械を大幅に自動化することが可能になりました。

これにより、1990 年代から業界が大きく成長しました。 その後数年間、ソフトウェア (LSR (倉庫制御コンピューター) および LVR (倉庫管理コンピューター)、高層倉庫を参照) の開発がますます重要になってきました。 機械的には、RBG はパフォーマンスが向上し続けるという課題に直面していましたが、基本的なコンセプトは今日まで同じままでした。

スタッカークレーンは、産業用トラックとホイストを組み合わせたものではありませんが、上下のガイドにより、自らを進行方向（X軸）に動かし、昇降台車が垂直方向に動く典型的なホイストです。持ち上げ方向 (Y 軸)。 スタッカー クレーンは決して単独で動作することはなく、常に、積荷を直接操作するいわゆる荷役装置、または積荷のキャリア (Z 方向) として機能するいわゆる積み込み補助装置と組み合わせて動作します。

原則としてラック通路ごとにスタッカークレーンを設置します。 棚の通路を変更すると、非常に複雑な構造が必要となり、棚コンパートメントへのアクセス時間が大幅に増加します。 それにもかかわらず、それらは製造されています (通常、「湾曲した」 RBG と呼ばれます)。 保管と取り出しが横に分かれている場合は、各ラック通路に保管と取り出しの機械をペアで使用することもできます。 ソリューションの選択は、必要な稼働時間だけでなく、積載量、建物の高さ、保管戦略などによっても決まります。

着陸装置

シングルトラック シャーシは 2 つの車輪をマストまたはフレームに接続します。 ホイールはレール上でガイドされ、湾曲した RBG に回転可能に取り付けられます。 レールのタイプ (U プロファイル、I プロファイル、鉄道レールなどの熱間圧延プロファイル) と輪荷重に応じて、スチール、プラスチック、またはブルコラン ホイール (キャストオン エラストマー トレッドを備えたスチール ハブ) が単輪または双輪で使用されます。アーチ。 動力要件に応じて、一方または両方の車輪に動力が供給されます。

マスト

マスト（コラム）はシャーシとヘッドビームを接続します。 アプリケーションに応じて、1 マストまたは 2 マストのバージョン (フレーム デバイス) が可能です。 昇降台車はマストに沿って案内されます。 マストには、ケーブルまたはチェーンドライブを備えたホイスト、主制御キャビネット、個人用保護具 (PPE) を備えたプラットフォームおよびはしご、導線またはケーブルを介した主制御キャビネットおよび昇降台車への電源などの他のコンポーネントも含まれています。鎖。

昇降台車

昇降台車は主に輸送される荷物を運び、荷物を持ち上げて配送するための装置、いわゆる荷物運搬装置が装備されています。

自動 RBG では、通常、リフティング キャリッジ上に緊急制御位置があります (トラブルシューティング用)。 手動 SRM には、多かれ少なかれ大規模な機器 (PPE、シート、棚、PC、スキャナ、消火器など) を備えたキャビンが備わっていることがよくあります。 ここでのもう一つの重要な問題は、避難経路の設計です。

持ち上げ動作は、ケーブル、ベルト、またはチェーンドライブを介して行われます。 リフティングキャリッジの機械的な障害が発生した場合にリフティング動作が自動的にオフになるように、ロープの緩みや過負荷を検出する安全スイッチがサスペンションに取り付けられています。 昇降台車には、ロープやチェーンが切れた場合の落下を防ぐ装置が付いています。 この安全装置は、人々が RBG に乗ることができる場合に特に重要です。

ヘッドクロスバー

ヘッド トラバースには上部シャーシが含まれており、必要に応じて 2 本のマストを接続します。 上部シャーシは、ラック ヨーク (ラック列の上部接続構造) 上のレール内をガイドされるガイド ローラーで構成されます。 カーブのないシングルマスト機械の場合は、ヘッドクロスバーを省略することもできます。

ヘッド クロスヘッドは、レール システム内に複数の湾曲した RBG がある場合に特に重要です。 この場合、衝突を防止する必要がある。 衝撃防止装置はヘッドクロスバーに組み込まれており、バッファーとしても機能します。

ドライブと電力の要件

移動および昇降駆動装置は現在、主に速度制御された電気モーターになっており、アクセス時間を短縮し、システム性能を向上させるために、駆動性能はますます高くなっています。 特に商品の場合、汚染のリスクが高いため、油圧ドライブはほとんど使用されなくなりました。

手動制御

手動制御の場合、すべての移動軸はオペレータによってジョイスティックまたはボタンを使用して制御されます。 このタイプの制御では、論理的および電気的インターロックにより、通常動作中はいつでもすべての動作が不可能になる必要があります。 自動化のレベルが常に向上しているため、今日では手動操作の SRM は重要な役割を果たしていません。 しかし、特にピッキング作業では依然として人力操作の装置が使用されています。

半自動制御

このタイプの制御では、特定の動作シーケンスが自動化されます。 これは非常に役立ちます。たとえば、次のようなものです。 B. いわゆるフォーク サイクル。オペレーターが関連コンパートメントに近づき、ボタンを押して次のサイクルを開始します。

伸縮フォークを伸ばす→伸縮フォークを上げる→伸縮フォークを縮める

自動運転

自動制御では、RBG のすべての動作が保管および検索マシン上で自律的に制御および監視されます。 この移動は、倉庫管理システムからの注文データによって調整されます。 機能ユニット間のデータ送信は、例えば、 B. ケーブル、光路 (赤外線)、または無線経由。

各 RBG の手動移動は、倉庫管理システムへの接続をオーバーライドするために使用できる緊急制御ステーションを介して可能です。

SRB のコストは、自動化のレベル、寸法、ユニット数、パフォーマンス データに大きく依存します。 小規模な自動 RBG は 100,000 ユーロの範囲にあり、上記の例のような RBG の場合、投資は 300,000 ユーロの範囲にあります。

効果的な自動保管および検索システムは、サプライ チェーン管理にいくつかの利点をもたらします。

• 効率的な保管および取り出しシステムは、倉庫内の不要な部品や製品の量を最小限に抑え、倉庫の内容の整理を改善することで、企業のコスト削減に役立ちます。 また、プロセスの自動化により、高密度保管、狭い通路などにより、より多くの保管スペースが確保されます。
• 自動化により人件費が削減されると同時に、人員配置の要件が軽減され、安全性が向上します。
• 物理的な保管施設 (棚など) の論理表現をモデル化および管理します。 たとえば、 たとえば、特定の製品が一緒に販売されることが多い場合、または他の製品よりも人気がある場合、これらの製品をグループ化するか配達エリアの近くに配置することで、ピッキング、梱包、顧客への出荷のプロセスを迅速化できます。
• 工場から製品をピッキング、梱包、出荷するための注文処理および物流管理とのシームレスな接続を可能にします。
• 製品がどこに保管されているか、どのサプライヤーから供給されているか、どのくらいの期間保管されているかを追跡します。 このようなデータを分析することで、企業は在庫レベルを管理し、倉庫スペースを最大限に活用できます。 さらに、企業は、特に次のような特殊な状況において、市場の需要と供給に対してより適切に備えることができます。 B. 特定の月のピークシーズン。 AS/RS システムによって生成されるレポートを通じて、企業はモデルに挿入して分析できる重要なデータを収集することもできます。

水平カルーセルは、楕円形のトラック上で回転する一連のビンです。 各コンテナには調整可能なコンパートメントがあり、さまざまな標準および特殊用途に合わせて構成できます。 オペレーターはコンテナ番号、部品番号、またはセルの位置を入力するだけで、カルーセルが最短経路に沿って回転します。 注文処理には、ピック・トゥ・ライト技術と倉庫管理ソフトウェア (カルーセル ポッド) が統合された複数の水平カルーセルが使用されます。

注文数量がポッドに送信されます。 バッチを作成するには、注文のグループが選択されます。 オペレーターはライトに従ってカルーセルを選択し、その後ろにあるバッチ ステーションにアイテムを置きます。 各カルーセルは事前に配置されており、取り外し中に回転します。 製品から人への原則を適用することにより、オペレータは作業を準備するためにその位置から移動する必要がありません。

バッチが完了すると、新しいバッチが供給され、プロセスが繰り返されます。 水平カルーセルは床面積を最大 75% 節約し、生産性を 2/3 向上させ、99.9% 以上の精度を達成し、オペレーターあたり 1 時間あたり最大 750 行のスループットを達成します。

水平カルーセル システムは一般に、数分の 1 のコストでロボット システムよりも優れたパフォーマンスを発揮します。 水平カルーセルは、最もコスト効率の高いスタッカー クレーンです。

ロボットによる搬入出搬送装置も水平カルーセルに使用できます。 ロボット デバイスは、床レベルにある最大 3 つの水平カルーセルの前または後ろに配置されます。 ロボットは注文に必要なコンテナをつかみ、多くの場合、スループットを高速化するために同時に補充します。 次に、コンテナはベルトコンベアに移送され、ピッキングまたは詰め替えのためにワークステーションに送られます。 ユニットごとに 1 分間に最大 8 件のトランザクションを実行できます。 1 つのシステムで最大 36 インチ x 36 インチ x 36 インチのコンテナを使用できます。

簡単に言うと、水平カルーセルは「回転棚」としてよく使用されます。 単純な「Get」コマンドでアイテムがオペレーターに提供され、無駄なスペースが排除されます。

AS/RS アプリケーション: スタッカー クレーン技術のアプリケーションのほとんどは、倉庫保管および配送業務に関連しています。 保管および取り出し機械は、生産中の原材料や未完成製品を保管するためにも使用できます。

スタッカー クレーンの用途は次の 3 つに分類できます。

• 一般貨物の保管・取扱い、
• ピッキングと
• 商品の保管中。

一般貨物保管庫・保管庫・取出機には、通路が深い保管庫・取り出し機が代表的です。 このようなタイプのアプリケーションは、流通センターの完成品倉庫でよく見られますが、製造現場ではめったに見られません。 地下システムは食品業界で使用されています。 上で説明したように、ピッキングでは、パッケージの全数量に満たない材料を取り除きます。 この 2 番目の応用分野には、ミニロード、マンオンボード、アイテム取り出しシステムが使用されます。

自動倉庫技術の新しいアプリケーションは、仕掛品倉庫です。 進行中の作業の量を最小限に抑えることが望ましいですが、WIP (仕掛品) は避けられず、効果的に管理する必要があります。 自動保管および取り出しシステムまたはカルーセル システムのいずれかの自動保管システムは、特にバッチ生産やジョブショップ生産において、処理ステップ間で材料を保管する効率的な方法を提供します。 大規模生産では、保管と輸送の両方の機能を実行するコンベヤー システムを使用して、仕掛品が作業ステップ間で輸送されることがよくあります。

仕掛品/仕掛品 - 流通在庫

経営学において、循環在庫とは、進行中の生産の各段階でリリースされた注文によって拘束される在庫の量を指します。 これには、進行中のマテリアルだけでなく、キューまたはバッファにあるマテリアルも含まれます。 英語の「work in process」という用語に代わって、ドイツ語でも「ware-in work」という用語が定着しつつあります。

生産計画と管理 (PPS) の重要なタスクは、流通在庫を可能な限り少なく保つことです。 これらは流動性、資本、スペースを拘束し、追加の輸送を引き起こすことが多く、すぐに処理されない限り、一般に廃棄物とみなされます (Muda)。 循環在庫とリードタイムの​​関係 (リトルの法則) により、循環在庫には柔軟性も制限されます。

流動在庫に相当するのは流動資産です。

VLM は、施設内の利用可能なスペースに合わせて非常に高く構築できます。 複数のユニットを「ゴンドラ」に配置することができ、オペレーターは他のユニットが移動している間に 1 つのユニットからアイテムを取り除くことができます。 バリエーションには、幅、高さ、荷重、速度、制御システムが含まれます。

VLM は、ボード制御の自動垂直リフト モジュールです。 VLM 内の在庫は、前後のトレイ スペースまたはレールに保管されます。 内蔵の方向パッドにトレイ番号を入力するか、ソフトウェアを介して部品を要求することによってトレイが要求されると、エクストラクターが 2 つのトレイ列の間を垂直に移動し、要求されたトレイを所定の位置から引き出して所定の場所に運びます。アクセス・ポイント。 その後、オペレーターが在庫をピッキングまたは補充し、確認後にトレイが元の位置に戻されます。

VLM システムは、さまざまな業界、物流、オフィス環境で使用できる多数の構成で販売されています。 VLM システムは、複数のフロアにまたがる場合でも、施設の高さを最大限に活用できるように調整できます。 VLM システムは、異なるフロアに複数のアクセス開口部を作成できるため、保管と取り出しのための革新的なソリューションを提供できます。 ピッキング デバイスと在庫管理ソフトウェアの素早い動作により、ピッキング プロセスの効率が大幅に向上します。 これは、複数のユニットのトレイを同時に取り外して保管することによって行われます。 倉庫や生産ラインの完全なオーバーホールが必要な大型スタッカークレーンとは異なり、垂直リフトモジュールはモジュール式で、既存のシステムに簡単に統合したり、さまざまな段階で段階的に導入したりできます。

最も一般的なアプリケーションには、MRO (メンテナンス、修理、運用)、注文ピッキング、混載、キッティング、部品処理、バッファリング、在庫保管、WIP、バッファ保管などが含まれます。

VLM は、スペースの節約、労働生産性とピッキング精度の向上、作業者の人間工学の改善、および制御されたプロセスを提供します。

ほとんどの VLM は、スペースを最適化するためにトレイがデバイスに戻されるたびに測定される動的なスペース ストレージを提供します。安全機能には、人間工学に基づいたアクセシビリティを向上させる傾斜トレイ トレイ、各トレイから取り出すべき正確なアイテムを示すレーザー ポインターが含まれます。区画。

キッティング

キッティングでは、製品のすべての材料が事前に収集され、セットにまとめられ、そこから組立ラインで組み立てられるように準備されます。

垂直リフト保管モジュール (VLSM)

これらは、垂直リフト自動保管/検索システムとしても知られています。 以下のスタッカー クレーン タイプはすべて、水平通路を中心に構築されています。 荷物へのアクセスには中央通路と同じ原理が使用されますが、通路が垂直である点が異なります。 垂直リフト保管モジュールは、高さが 10 メートル以上のものもありますが、貴重な工場の床スペースを節約しながら、大量の在庫に対応できます。

一般貨物スタッカー

一般貨物スタッカーは通常、パレットまたはその他の標準的なコンテナに保管されている一般貨物を処理するように設計された大型の自動システムです。 このシステムはコンピュータ制御されており、スタッカー クレーンは自動化されており、一般貨物コンテナを取り扱うように設計されています。

RBGガントリーロボット

倉庫保管や物流現場で使用される自動スタッカークレーンの一種です。 タイヤ業界では、タイヤ在庫を積み上げるためによく使用されます。 これらのシステムのほとんどは、幅が 50 ～ 60 フィート、平均長さが 200 ～ 300 フィートです。 これらのシステムは、「エンド オブ アーム ツール」としても知られるエンド エフェクターを使用して、コンベア ベルトのタイヤ スタックをピックアンドプレースします。

マン・オン・ボード・システム

マン・オン・ボード・システムは、手動またはフォークリフト操作と比較してスペースを大幅に節約できますが、プロセスは依然として手動であるため、真のスタッカー・クレーンではありません。 ピッカーはプラットフォームに乗りながらさまざまな保管場所に垂直または水平に移動するため、保管システムの高さはピッカーの届く高さによって制限されません。 棚や保管キャビネットは、床荷重、耐荷重、処理能力の要件、および/または天井の高さが許す限り積み重ねることができます。 マンボード スタッカー クレーンは、オーダー ピッキング デバイスの中で最も高価ですが、全自動システムよりは安価です。 最高 12 メートルの高さに達するアイル スタッカー クレーンの価格は約 125,000 ドルです。 したがって、投資を正当化するには、カートやビンのピッキングに比べて十分な保管密度や生産性の向上が必要です。 垂直方向の動きは水平方向の動きに比べて遅いため、機内ピッキングの一般的なピッキング率は 1 人時間あたり 40 ～ 250 ラインとなります。 有人搭乗システムの運用スキームは多種多様であるため、その範囲は広い。 マンボード システムは通常、スペースが比較的高価な、動きの遅いアイテムに適しています。

ハイラック倉庫 (HLR)

詳細については、こちらをご覧ください:

• 高層倉庫 (HBW)

小物部品自動倉庫（AKL）

詳細については、こちらをご覧ください:

• 小型部品自動倉庫 (AKL) – 自動ミニロードシステム – 垂直バッファシステム / モジュール

に適し：

• バッファストレージ：電子商取引、小売業、製造業向け