Стеллажное хранение – Складские и стеллажные системы – Автоматические системы хранения и поиска.

Вам нужна компетентная поддержка в реализации ваших требований? У вас есть вопросы об «умной фабрике», «умной логистике» или цифровизации?

Советы и решения можно найти здесь 👈🏻

Автоматизация складов и цепочек поставок является важным элементом оптимизации склада. Мы поддерживаем вас в этом.

Советы и решения можно найти здесь 👈🏻

К электронной коммерции предъявляются особые требования, и конкуренция становится все сильнее. Недаром электронная коммерция считается драйвером изменений на рынке. Благодаря нашим цифровым ноу-хау, инновационные решения и внедрения являются нашей сильной стороной.

Свяжитесь с нами 👈🏻

Автоматизированные системы хранения и поиска (АС/РС) предназначены для автоматизированного хранения и поиска деталей и изделий в производственных, распределительных, розничных, оптовых и институциональных условиях. Разработанные в 1960-х годах, они первоначально были ориентированы на обработку тяжелых паллетных грузов, но с развитием технологий грузы, которые они могут обрабатывать, стали меньше. Эти системы управляются компьютером и ведут учет хранимых товаров. Товары извлекаются путем указания типа и количества товара. Компьютер определяет место извлечения в пределах зоны хранения и планирует процесс извлечения. Он направляет соответствующую АС/РС к месту нахождения товара и дает системе указание разместить товар в указанной точке извлечения. Иногда к АС/РС интегрируется система конвейеров и/или автоматизированных транспортных средств (АГС). Они перемещают грузы в зону хранения и из нее, а также транспортируют их на производственный участок или погрузочные площадки. Для размещения товаров поддон или лоток помещается на входной пункт системы, информация об инвентаризации вводится в компьютерный терминал, после чего устройство хранения и поиска перемещает груз в зону хранения, определяет подходящее место для товара и размещает его. При размещении товаров на полках или их снятии с полок компьютер обновляет данные об инвентаризации.

Преимущества системы хранения и поиска включают в себя сокращение трудозатрат на транспортировку товаров на склад и обратно, снижение уровня запасов, более точный учет запасов и экономию места. Товары часто хранятся более плотно, чем в системах, где товары хранятся и извлекаются вручную.

Внутри склада товары могут размещаться на подносах или подвешиваться на шестах, прикрепленных к цепям/приводам для перемещения вверх и вниз. Машина для хранения и извлечения (SRM) является частью оборудования для быстрого хранения и извлечения материалов. SRM используются для перемещения грузов вертикально или горизонтально, а также могут перемещаться вбок для размещения объектов в нужном месте хранения.

Тенденция к производству «точно в срок» часто требует наличия производственных ресурсов на уровне отдельных поддонов, а системы хранения и поиска представляют собой гораздо более быстрый способ организации хранения мелких предметов рядом с производственными линиями.

Американский институт погрузочно-разгрузочных работ (MHIA), некоммерческая отраслевая ассоциация, объединяющая специалистов в этой области, и его члены разделили автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) на два основных сегмента:

• Фиксированный проход (проходной) и
• Карусели/Лифт

Обе технологии позволяют автоматизировать хранение и извлечение деталей и предметов, но используют разные технологии. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки. Системы со стационарными проходами, как правило, более крупные, в то время как карусели и модули вертикального подъема используются по отдельности или группами, но в небольших и средних по размеру системах.

Складской и извлекающий терминал с фиксированными проходами выпускается в двух основных вариантах:

• одномачтовая или
• двухмачтовая

Большинство систем устанавливаются на рельсах и потолке, направляемые сверху направляющими рельсами или каналами для обеспечения точного вертикального выравнивания; однако некоторые подвешиваются к потолку. Челноки, составляющие систему, перемещаются между стационарными стеллажами для хранения или извлечения необходимого груза (от одной книги в библиотечной системе до поддона с товарами весом в несколько тонн в складской системе). Вся конструкция перемещается горизонтально в проходе, а челноки могут подниматься на необходимую высоту для доступа к грузу, а также выдвигаться и убираться для хранения или извлечения грузов, расположенных на несколько позиций в глубину стеллажа. Полуавтоматическая система может быть создана с использованием только специализированных челноков в рамках существующей стеллажной системы.

Еще одна технология для систем хранения и поиска — так называемая челночная технология. В этой технологии горизонтальное перемещение осуществляется независимыми челноками, каждый из которых работает на разном уровне стеллажа, в то время как подъемник, находящийся в фиксированном положении на стеллаже, отвечает за вертикальное перемещение. Использование двух отдельных машин для этих двух осей позволяет челночной технологии достигать более высоких показателей производительности, чем традиционные системы хранения и поиска.

Складские и погрузочно-разгрузочные машины забирают грузы на определенных станциях или передают их остальной части вспомогательной транспортной системы, где поступающие и отгружаемые грузы точно позиционируются для надлежащей обработки.

Кроме того, существуют различные типы автоматизированных систем хранения и поиска, которые известны как

• Машина для погрузки и выгрузки единичных грузов, машина для погрузки и выгрузки средних грузов
• Мини-штабелерный кран, вертикальная буферная система / модули
• Модуль вертикального подъема (VLM)
• Вертикальная карусель, автоматизированная система хранения каруселей или подъемник-патерностер
• Горизонтальная карусель

Эти системы называются системами «pick-to-light». Они используются либо как автономные устройства, либо в составе интегрированных рабочих станций, известных как модули или системы. Эти устройства обычно интегрированы с различными типами систем «pick-to-light» и используют либо микропроцессорный контроллер для основных операций, либо программное обеспечение для управления запасами.

Эти системы идеально подходят для повышения эффективности использования пространства до 90%, производительности до 90%, точности до 99,9% и более, а также пропускной способности до 750 строк в час на одного оператора и более, в зависимости от конфигурации системы.

С появлением массового производства в промышленности возросли и требования к внутреннему материальному потоку, а следовательно, и к технологиям хранения. Необходимость хранения всё больших объёмов материалов на меньшей площади привела к разработке блочных систем хранения в 1950-х годах. Эти блочные системы обслуживались штабелерными кранами, которые требовали значительно меньше места для проходов и могли достигать высоты, недоступной для вилочных погрузчиков или ричтраков.

Первые автоматизированные системы хранения и поиска (АС/РС) были разработаны в 1960-х годах. В отличие от штабелерных кранов, они были привязаны к проходам и, следовательно, не требовали портала для перемещения по всему складу. Это не только увеличило вместимость склада за счет улучшения использования пространства, но и повысило производительность, поскольку теперь для каждого прохода была доступна отдельная АС/РС. Первоначально АС/РС работали как небольшие козловые краны вдоль потолка склада и перемещались по полу. Однако вскоре технология изменилась, и усилие стало передаваться не через стеллажи или потолок склада, а через пол, поскольку это было механически гораздо проще контролировать. Однопутные, напольные АС/РС теперь могли достигать все более высоких скоростей перемещения.

Ранее штабелеры управлялись вручную водителем, но развитие информационных технологий в 1980-х годах позволило в значительной степени автоматизировать их работу.

Это привело к значительному росту отрасли, начиная с 1990-х годов. В последующие годы все большее значение приобрело развитие программного обеспечения (LSR (компьютер управления складом) и LVR (компьютер управления складом), см. высотный склад). С механической точки зрения, к штабелирующим кранам предъявлялись постоянно растущие требования к производительности, но основная концепция остается неизменной по сей день.

Складско-погрузочная машина представляет собой не комбинацию вилочного погрузчика и подъемного устройства, а, благодаря верхним и нижним направляющим, типичное подъемное устройство, которое перемещается само по себе в направлении движения (ось X), а подъемная каретка — в направлении подъема (ось Y). Складско-погрузочная машина никогда не работает в одиночку, а всегда в сочетании с устройством для перемещения грузов, которое непосредственно манипулирует грузом или грузоносителями (в направлении Z).

Как правило, для каждого прохода устанавливается устройство для хранения и извлечения (SRM). Изменение расположения проходов потребовало бы значительно более сложной конструкции и существенно увеличило бы время доступа к месту хранения; тем не менее, такие устройства производятся (обычно их называют «перемещающимися по криволинейным линиям» SRM). Если хранение и извлечение разделены с каждой стороны, целесообразно также установить пары SRM для каждого прохода. Выбор решения определяется не только желаемым временем работы, но и полезной нагрузкой, высотой здания, стратегиями хранения и т. д.

шасси

Однопутная рама соединяет два ходовых колеса с мачтой или рамой. Ходовые колеса направляются по рельсам и, в случае рельсовых путей, способных проходить повороты, устанавливаются на поворотных подшипниках. В зависимости от типа рельсов (горячекатаные профили, такие как U-образные, I-образные и железнодорожные рельсы) и нагрузки на колеса, в одинарных или двойных колесных кожухах используются стальные, пластиковые или вулколлановые колеса (стальная ступица с литым эластомерным протектором). В зависимости от требуемой мощности, ведущими могут быть одно или оба колеса.

мачта

Мачта (колонна) соединяет шасси с головной рамой. В зависимости от области применения возможны одно- или двухмачтовые варианты (рамные блоки). Подъемная каретка перемещается вдоль мачты. Мачта также содержит другие компоненты, такие как подъемный механизм с тросовым или цепным приводом, главный шкаф управления, платформы и лестницы доступа с средствами индивидуальной защиты (СИЗ), а также источники питания главного шкафа управления и подъемной каретки через токопроводящие рельсы или кабельные цепи.

Подъемная каретка

Подъемная каретка в первую очередь перемещает транспортируемый груз и оснащена устройствами для подъема и опускания груза, так называемыми погрузочно-разгрузочными устройствами.

Автоматизированные штабелеры обычно имеют аварийную панель управления (для устранения неполадок) на подъемной платформе. Ручные штабелеры часто имеют кабину с различным уровнем оснащения (средства индивидуальной защиты, сиденье, полки, ПК, сканер, огнетушитель и т. д.). Важным фактором также является конструкция путей эвакуации.

Подъем осуществляется с помощью тросовой, ременной или цепной передачи. Для обеспечения автоматической остановки подъема в случае механической блокировки подъемной каретки в подвесках установлены предохранительные выключатели, обнаруживающие провисание троса или перегрузку. Подъемная каретка оборудована устройствами, предотвращающими падение в случае обрыва троса или цепи. Это устройство безопасности особенно важно, если в автоматизированном транспортном средстве (AGV) могут находиться люди.

Траверс головы

Головная балка содержит верхнюю тележку и, если применимо, соединяет две мачты. Верхняя тележка состоит из направляющих роликов, которые движутся по направляющей на стеллажном ярме (верхней соединительной конструкции рядов стеллажей). Для одномачтовых установок, которые не могут проходить повороты, головная балка может быть даже не установлена.

Передняя балка особенно важна, когда в системе путей расположено несколько изогнутых рельсовых вагонов (RBG). В этом случае необходимо предотвратить столкновения. В переднюю балку, которая также служит буфером, интегрированы противостолкновительные устройства.

Требования к приводу и электропитанию

Сегодня в качестве приводных и подъемных механизмов преимущественно используются электродвигатели с регулируемой скоростью, при этом производительность привода постоянно повышается для сокращения времени доступа и повышения эффективности системы. Гидравлические приводы используются крайне редко из-за высокого риска загрязнения, особенно для транспортируемых грузов.

Ручное управление

При ручном управлении все оси движения контролируются оператором, перемещающимся вдоль транспортного средства с помощью джойстика или кнопок. При таком типе управления во время нормальной работы должны быть установлены логические и электрические блокировки, чтобы предотвратить любые движения в любое время. В связи с постоянно растущим уровнем автоматизации, штабелеры с ручным управлением больше не играют значительной роли. Однако машины с ручным управлением по-прежнему используются, особенно для комплектации заказов.

Полуавтоматическое управление

При таком типе управления автоматизируются определенные последовательности движений. Например, очень полезен так называемый цикл вилочного погрузчика: оператор перемещается в соответствующее отделение и запускает следующий цикл нажатием кнопки

Выдвинуть телескопическую вилку → Поднять телескопическую вилку → Сложить телескопическую вилку

Автоматическое управление

В режиме автоматического управления все перемещения штабелерного крана автономно контролируются и отслеживаются непосредственно на самом кране. Координация движения осуществляется на основе данных о заказах из системы управления складом. Передача данных между функциональными блоками может осуществляться, например, по кабелям, инфракрасным каналам (световым линиям связи) или радиосвязи.

Ручное перемещение каждого RBG возможно через аварийный пульт управления, который позволяет отключить связь с системой управления складом.

Стоимость автоматизированной системы хранения и поиска (АС/РС) в значительной степени зависит от степени автоматизации, размеров, количества и технических характеристик. Небольшая автоматизированная АС/РС стоит около 100 000 евро, в то время как для АС/РС, подобной той, что приведена в примере выше, требуются инвестиции в размере около 300 000 евро.

Эффективная автоматизированная система хранения и поиска предоставляет ряд преимуществ для управления цепочкой поставок:

• Эффективная система хранения и поиска помогает компаниям сократить расходы за счет минимизации количества ненужных деталей и продукции на складе и улучшения организации складского содержимого. Автоматизированные процессы также позволяют увеличить складское пространство за счет высокой плотности хранения, сужения проходов и других мер.
• Автоматизация снижает трудозатраты, одновременно уменьшая потребность в персонале и повышая безопасность.
• Моделирование и управление логическим представлением физических складских помещений (например, стеллажей и т. д.). Например, если определенные товары часто продаются вместе или пользуются большей популярностью, чем другие, эти товары можно сгруппировать или разместить рядом с зоной отгрузки, чтобы ускорить процесс комплектации, упаковки и отгрузки клиентам.
• Обеспечение бесшовной интеграции с системами обработки заказов и управления логистикой для комплектации, упаковки и отгрузки продукции с завода.
• Отслеживание мест хранения продукции, поставщиков и сроков ее хранения. Анализ этих данных позволяет компаниям контролировать уровень запасов и максимально эффективно использовать складские площади. Кроме того, компании лучше подготовлены к рыночному спросу и предложению, особенно в пиковые сезоны. Отчеты, генерируемые автоматизированной системой хранения и поиска (AS/RS), также позволяют компаниям собирать ценные данные, которые можно моделировать и анализировать.

Горизонтальная карусель представляет собой ряд контейнеров, вращающихся по овальной направляющей. Каждый контейнер имеет регулируемые отсеки, которые могут быть сконфигурированы для различных стандартных и нестандартных задач. Оператор просто вводит номер контейнера, номер детали или позицию ячейки, и карусель вращается по кратчайшему пути. Для выполнения заказов используются несколько горизонтальных каруселей, интегрированных с технологией pick-to-light и программным обеспечением для управления складом (карусельный модуль).

Количество заказанных товаров отправляется в контейнер. Выбирается группа заказов для формирования партии. Оператор просто следует за световыми сигналами, выбирает карусели и размещает товары на станции комплектации позади них. Каждая карусель предварительно установлена ​​и вращается по мере комплектации товаров. Благодаря принципу "товар к человеку" оператору не нужно покидать свое рабочее место для подготовки заказа.

После завершения обработки одной партии, подается новая, и процесс повторяется. Горизонтальные карусельные конвейеры позволяют сэкономить до 75% площади, повысить производительность на две трети, обеспечить точность более 99,9% и производительность до 750 линий в час на одного оператора.

Горизонтальные карусельные системы, как правило, превосходят роботизированные системы по производительности, но при этом обходятся значительно дешевле. Горизонтальные карусельные системы являются наиболее экономически эффективным оборудованием для хранения и поиска товаров.

Роботизированные системы подачи/отгрузки также могут использоваться для горизонтальных каруселей. Роботизированный блок размещается в передней или задней части до трех горизонтальных каруселей на уровне пола. Робот забирает контейнер, необходимый для заказа, и часто одновременно пополняет его, чтобы увеличить производительность. Затем контейнер(ы) перемещаются на конвейерную ленту, которая транспортирует их к рабочей станции для комплектации или пополнения. Можно обрабатывать до восьми транзакций в минуту на один блок. В одной системе можно использовать контейнеры размером до 36″ x 36″ x 36″.

Проще говоря, горизонтальные карусели часто используются в качестве «вращающихся полок». С помощью простой команды «забрать» товары доставляются к оператору, что позволяет избежать неэффективного использования пространства.

Применение автоматизированных систем хранения и поиска (АС/РС): Большинство применений технологии систем хранения и поиска (СХР) связано со складскими и распределительными процессами. Однако СХР также может использоваться для хранения сырья и незавершенной продукции на производстве.

Можно выделить три области применения устройств хранения и поиска:

• Хранение и обработка генеральных грузов
• комплектация заказов и
• Хранение товаров в процессе эксплуатации.

Системы хранения и извлечения единичных грузов представлены штабелерными кранами и штабелерными кранами с глубокими проходами. Эти типы применений обычно встречаются на складах готовой продукции в распределительных центрах и редко — на производстве. Системы с глубокими проходами используются в пищевой промышленности. Как описано выше, комплектация заказов включает в себя извлечение материалов в меньших количествах, чем полная единичная загрузка. Для этой второй области применения используются системы мини-грузоперевозок, системы с погрузкой и извлечения отдельных предметов.

Более современным применением автоматизированных технологий хранения является склад незавершенного производства (ЗНП). Хотя минимизация объема незавершенного производства желательна, ЗНП неизбежно и требует эффективного управления. Автоматизированные системы хранения, будь то автоматизированные системы хранения и поиска или карусельные системы, обеспечивают эффективный способ хранения материалов между этапами обработки, особенно в серийном и мелкосерийном производстве. В крупносерийном производстве ЗНП часто транспортируется между этапами работы с помощью конвейерных систем, которые выполняют как функции хранения, так и транспортировки.

Незавершенное производство / Товары в процессе производства – Текущие запасы

В деловом администрировании незавершенное производство (ЗН) обозначает количество запасов, находящихся на различных этапах текущего производства в связи с выполненными заказами. Это включает в себя материалы, находящиеся в процессе обработки, а также материалы, находящиеся в очередях или буферах. Термин «Ware-in-Arbeit» (незавершенная продукция), заимствованный из английского слова «work in process» (незавершенное производство), также все чаще используется в немецком языке.

Ключевой задачей планирования и контроля производства (ПКП) является поддержание минимально возможного уровня незавершенного производства. Незавершенное производство связывает ликвидность, капитал и складские площади, часто приводит к дополнительным транспортным расходам и, если оно не используется немедленно, обычно считается отходами (муда). Из-за взаимосвязи между незавершенным производством и временем выполнения заказа (закон Литтла) незавершенное производство также ограничивает гибкость.

Аналогом товарно-материальных запасов являются оборотные активы.

Вертикальные складские комплексы могут быть довольно высокими, чтобы соответствовать имеющемуся пространству на предприятии. Несколько таких комплексов могут быть размещены в «гондолах», что позволяет оператору извлекать товары из одного комплекса, пока остальные перемещаются. Варианты комплектации включают ширину, высоту, грузоподъемность, скорость и систему управления.

VLM — это автоматизированный вертикальный подъемный модуль, управляемый печатной платой. Запасы внутри VLM размещаются на передних и задних лотках или направляющих. Когда запрашивается лоток, либо путем ввода номера лотка во встроенную панель управления, либо путем запроса детали через программное обеспечение, экстрактор перемещается вертикально между двумя колоннами лотков, извлекает запрошенный лоток с его места и доставляет его к точке доступа. Затем оператор забирает или пополняет запасы, и лоток возвращается на свое место после подтверждения.

Системы вертикального подъема (VLM) продаются в многочисленных конфигурациях, подходящих для использования в различных отраслях промышленности, логистике и офисных помещениях. Системы VLM могут быть адаптированы для полного использования доступной высоты помещения, даже на нескольких этажах. Благодаря возможности создания нескольких точек доступа на разных уровнях, система VLM предлагает инновационное решение для хранения и извлечения товаров. Быстрое перемещение комплектовочного блока в сочетании с программным обеспечением для управления запасами может значительно повысить эффективность комплектации. Это достигается за счет одновременного извлечения и хранения лотков в нескольких блоках. В отличие от больших штабелеров, которые требуют полной перестройки склада или производственной линии, модули вертикального подъема являются модульными и могут быть легко интегрированы в существующие системы или внедрены поэтапно.

Типичные области применения включают: техническое обслуживание, ремонт и эксплуатацию (MRO), комплектацию заказов, консолидацию, сборку комплектующих, обработку деталей, буферизацию, хранение запасов, незавершенное производство, буферное хранение и многое другое.

Системы вертикального хранения обеспечивают экономию пространства, повышение производительности труда и точности комплектации заказов, улучшение эргономики для сотрудников и контроль над производственными процессами.

Большинство виртуальных хранилищ предлагают динамическое хранение пространства, при котором лоток измеряется каждый раз при его возвращении в устройство для оптимизации использования пространства; к функциям безопасности относятся наклонная полка лотка для лучшего эргономичного доступа и лазерные указатели, которые точно указывают, какой предмет нужно извлечь из каждого лотка.

Комплектация

При комплектации все материалы для изделия собираются заранее, упаковываются в набор и подготавливаются для последующей сборки на сборочной линии.

Вертикальные подъемные модули хранения (VLSM)

Эти системы также известны как автоматизированные системы хранения и поиска с вертикальным подъемом (VLS). Все перечисленные ниже типы систем хранения и поиска построены на основе горизонтального прохода. Используется тот же принцип центрального прохода для доступа к грузам, с той разницей, что проход проходит вертикально. Модули вертикального подъема, некоторые из которых имеют высоту 10 метров и более, способны вмещать большие запасы, экономя при этом ценную площадь на заводе.

вилочный погрузчик для генеральных грузов

Паллетный штабелер — это, как правило, крупная автоматизированная система, предназначенная для обработки отдельных предметов, хранящихся на паллетах или в других стандартных контейнерах. Система управляется компьютером, а машины для хранения и извлечения автоматизированы и предназначены для обработки отдельных предметов.

Портальный робот RGB

Это тип автоматизированной системы хранения и поиска, используемой на складах и в логистике. В шинной промышленности они широко применяются для складирования шинных запасов. Большинство таких систем имеют ширину 50-60 футов и среднюю длину 200-300 футов. В этих системах используются концевые захваты, также известные как концевые манипуляторы, для захвата и перемещения стопок шин с конвейерных лент.

Бортовые системы

Система с ручным перемещением может обеспечить значительную экономию пространства по сравнению с ручным или погрузчиковым управлением, но это не является настоящей системой хранения и поиска (SRM), поскольку процесс по-прежнему выполняется вручную. Высота системы хранения не ограничена досягаемостью комплектовщика, поскольку он перемещается по платформе вертикально или горизонтально к различным местам хранения. Стеллажи или шкафы для хранения могут быть установлены на максимально возможную высоту, определяемую грузоподъемностью пола, общей грузоподъемностью, требованиями к производительности и/или высотой потолка. Системы SRM с ручным перемещением являются наиболее дорогим типом оборудования для комплектации заказов, но дешевле, чем полностью автоматизированные системы. Системы SRM с перемещением по проходам, которые могут достигать высоты до 12 метров, стоят приблизительно 125 000 долларов. Поэтому для оправдания инвестиций необходимо продемонстрировать достаточную плотность хранения и/или повышение производительности по сравнению с комплектацией заказов с помощью тележек и контейнеров. Поскольку вертикальное перемещение происходит медленнее, чем горизонтальное, типичная производительность комплектации заказов для систем с ручным перемещением составляет от 40 до 250 позиций в час. Такой широкий диапазон обусловлен разнообразием схем управления бортовыми системами. Бортовые системы, как правило, подходят для медленно перемещающихся грузов, где пространство относительно дорого.

Высотный склад (HLR)

Подробнее об этом здесь:

• Высотный склад (ВСС)

Автоматизированный склад мелких деталей (AS/RS)

Подробнее об этом здесь:

• Автоматизированный склад мелких деталей (AS/RS) – Автоматизированная мини-система загрузки – Вертикальная буферная система/модуль

Подходит для:

• Буферное хранилище: для электронной коммерции, розничной торговли и производства.