Hyllförvaring – Lagrings- och hyllsystem – Automatiserade lager- och plockningssystem

Behöver du kompetent stöd för att implementera dina krav? Har du några frågor om ämnen i Smart Factory, Smart Logistics eller Digitalisering?

Råd och lösningar finns här 👈🏻

Automatiseringen av lager- och leveranskedjorna är en del av det väsentliga elementet i lageroptimering. Vi stöder dig i detta.

Råd och lösningar finns här 👈🏻

E-handel har särskilda krav och konkurrensen blir starkare. Det är inte för ingenting som e-handel anses vara föraren för förändringarna på marknaden. Med våra digitala kunskaper är innovativa lösningar och implementeringar vår styrka.

Ta kontakt med oss ​​👈🏻

Automatiserade lagrings- och hämtningssystem (AS/RS) är utformade för automatiserad lagring och hämtning av delar och artiklar inom tillverkning, distribution, detaljhandel, grossistverksamhet och institutionella miljöer. De utvecklades på 1960-talet och fokuserade initialt på att hantera tunga pallar, men med tekniska framsteg har de laster de kan hantera blivit mindre. Dessa system är datorstyrda och upprätthåller ett lager av lagrade artiklar. Artiklar hämtas genom att ange artikeltyp och kvantitet. Datorn bestämmer hämtningsplatsen inom lagerområdet och planerar hämtningsprocessen. Den dirigerar lämplig AS/RS till artikelns plats och instruerar systemet att placera artikeln vid den angivna hämtningspunkten. Ett system av transportörer och/eller automatiskt styrda fordon (AGV) är ibland integrerat med AS/RS. Dessa flyttar laster in i och ut ur lagerområdet och transporterar dem till produktionsnivån eller lastkajerna. För att lagra artiklar placeras pallen eller brickan vid en inmatningsstation för systemet, lagerinformationen matas in i en datorterminal och lagrings- och hämtningsmaskinen flyttar lasten till lagerområdet, bestämmer en lämplig plats för artikeln och lagrar lasten. När varor lagras på eller tas bort från hyllorna uppdaterar datorn sitt lager därefter.

Fördelarna med en lagrings- och hämtningsmaskin inkluderar minskad arbetskraft för att transportera varor till och från lagret, minskade lagernivåer, mer exakt lagerspårning och utrymmesbesparingar. Varor lagras ofta tätare än i system där varor lagras och hämtas manuellt.

Inom lagret kan föremål placeras på brickor eller hängas upp från stolpar fästa vid kedjor/drivningar för upp- och nedförflyttning. En lagrings- och hämtningsmaskin (SRM) är en del av utrustningen för snabb lagring och hämtning av material. SRM:er används för att flytta laster vertikalt eller horisontellt och kan även förflyttas i sidled för att placera föremål på rätt förvaringsplats.

Trenden mot just-in-time-produktion kräver ofta tillgång till produktionsresurser på delpallsnivå, och lagrings- och hämtningsmaskinen är ett mycket snabbare sätt att organisera lagring av mindre artiklar bredvid produktionslinjerna.

Material Handling Institute of America (MHIA), den ideella branschorganisationen för materialhantering, och dess medlemmar har delat upp AS/RS i två huvudsegment:

• Fast gång (gångbunden) och
• Karuseller/Hiss

Båda teknikerna möjliggör automatiserad lagring och hämtning av delar och föremål, men de använder olika tekniker. Varje teknik har sina egna fördelar och nackdelar. System med fast gång är karakteristiskt större system, medan karuseller och vertikala lyftmoduler används individuellt eller i grupper, men i små till medelstora applikationer.

En maskin för lagring och plockning med fast gång finns i två huvudversioner:

• enkelmastad eller
• tvåmastad

De flesta system vilar på en skena och i taket, styrda upptill av styrskenor eller kanaler för att säkerställa exakt vertikal uppriktning; vissa är dock upphängda från taket. Skyttlarna som ingår i systemet rör sig mellan fasta lagerställ för att lagra eller hämta en begärd last (från en enda bok i ett bibliotekssystem till en pall med varor som väger flera ton i ett lagersystem). Hela enheten rör sig horisontellt i en gång, medan skyttlarna kan höjas till önskad höjd för att nå lasten och dras ut och in för att lagra eller hämta laster som finns flera positioner djupt inne i stället. Ett halvautomatiskt system kan uppnås genom att endast använda specialiserade skyttlar i ett befintligt ställsystem.

En annan teknik för lager- och plockningsmaskiner är den så kallade skytteltekniken. Med denna teknik uppnås horisontell rörelse med oberoende skyttlar, som var och en arbetar på en annan nivå i racket, medan en lyftanordning på en fast position i racket ansvarar för den vertikala rörelsen. Genom att använda två separata maskiner för dessa två axlar kan skytteltekniken uppnå högre genomströmningshastigheter än konventionella lager- och plockningsmaskiner.

Lagrings- och hämtningsmaskiner plockar upp laster vid specifika stationer eller överför dem till resten av det stödjande transportsystemet, där inkommande och utgående laster placeras exakt för korrekt hantering.

Dessutom finns det olika typer av automatiserade lagrings- och hämtningssystem, som är kända som

• Enhetslastlagrings- och hämtningsmaskin, mellanlastlagrings- och hämtningsmaskin
• Minilaststaplingskran, vertikalt buffertsystem / moduler
• Vertikal lyftmodul (VLM)
• Vertikal karusell, automatiserat karusellförvaringssystem eller paternosterlyft
• Horisontell karusell

Dessa system kallas pick-to-light-system. De används antingen som fristående enheter eller i integrerade arbetsstationer, så kallade pods eller system. Dessa enheter är vanligtvis integrerade med olika typer av pick-to-light-system och använder antingen en mikroprocessorstyrenhet för grundläggande drift eller programvara för lagerhantering.

Dessa system är idealiska för att öka utrymmesutnyttjandet med upp till 90 %, produktiviteten med 90 %, noggrannheten till 99,9 %+ och genomströmningen till upp till 750 linjer per timme/per operatör eller mer, beroende på systemkonfigurationen.

Med tillkomsten av massproduktion inom industrin ökade även kraven på internt materialflöde och därmed på lagringsteknik. Behovet av att lagra allt mer på mindre utrymmen ledde till utvecklingen av blocklagersystem på 1950-talet. Dessa blocklagersystem betjänades av staplingskranar, vilka krävde betydligt mindre utrymme för gångarna och kunde nå höjder som var omöjliga med gaffeltruckar eller skjutstativtruckar.

De första automatiserade lager- och plockningssystemen (AS/RS) utvecklades på 1960-talet. Till skillnad från staplingskranar var dessa gångbundna och krävde därför inte en portal för att passera hela lagret. Detta ökade inte bara lagerkapaciteten genom förbättrat utrymmesutnyttjande utan även prestandan, eftersom en separat AS/RS nu fanns tillgänglig för varje gång. Ursprungligen fungerade AS/RS som små portalkranar längs lagertaket och styrdes på golvet. Tekniken övergick dock snart till att applicera kraft inte genom ställ eller lagertak, utan genom lagergolvet, eftersom detta mekaniskt var mycket enklare att styra. De enkelspåriga, golvmonterade AS/RS kunde nu uppnå allt högre körhastigheter.

Medan staplingskranarna tidigare manövrerades manuellt av en förare, möjliggjorde utvecklingen av informationstekniken på 1980-talet en omfattande automatisering av staplingskranarna.

Detta ledde till en stark tillväxt i branschen från 1990-talet och framåt. Under de följande åren blev utvecklingen av programvara (LSR (lagerstyrdator) och LVR (lagerhanteringsdator), se höglager) allt viktigare. Mekaniskt utmanades staplingskranarna av ständigt ökande prestandakrav, men grundkonceptet är oförändrat än idag.

Lagrings- och plockningsmaskinen är inte en kombination av en gaffeltruck och en lyftanordning, utan snarare, på grund av sina övre och nedre styrningar, en typisk lyftanordning som rör sig själv i körriktningen (X-axeln) och lyftvagnen i lyftriktningen (Y-axeln). Lagrings- och plockningsmaskinen arbetar aldrig ensam, utan alltid i kombination med en lasthanteringsanordning, som manipulerar lasten direkt eller lastbärarna (i Z-riktningen).

Vanligtvis installeras en lagrings- och hämtningsmaskin (SRM) för varje gång. Att byta gång skulle kräva en betydligt mer komplex design och avsevärt öka åtkomsttiderna till en lagringsplats; ändå tillverkas dessa maskiner (vanligtvis kallade "kurvgående" SRM:er). Om lagring och hämtning är separerade på varje sida är par av SRM:er för varje gång också meningsfulla. Valet av lösning bestäms inte bara av önskad driftstid, utan också av nyttolaster, byggnadshöjder, lagringsstrategier etc.

chassi

Enkelspåriga chassit förbinder de två löphjulen med masten eller ramen. Löphjulen styrs på räls och är, när det gäller kurvgående RBG, monterade på svänglager. Beroende på rälstyp (varmvalsade profiler som U-profiler, I-profiler och järnvägsspår) och hjulbelastning används stål-, plast- eller Vulkollan-hjul (stålnav med pågjuten elastomerbana) i enkla eller dubbla hjulhus. Beroende på effektbehovet drivs ett eller båda hjulen.

mast

Masten (pelaren) förbinder chassit med huvudramen. Beroende på tillämpning är enkel- eller dubbelmastversioner (ramenheter) möjliga. Lyftvagnen styrs längs masten. Masten innehåller även andra komponenter såsom lyftmekanismen med lin- eller kedjedrift, huvudstyrskåpet, plattformar och stegar med personlig skyddsutrustning (PPE), samt strömförsörjning till huvudstyrskåpet och lyftvagnen via strömskenor eller kabelkedjor.

Lyftvagn

Lyftvagnen bär huvudsakligen den last som ska transporteras och är utrustad med anordningar för att plocka upp och släppa av lasten, den så kallade lasthanteringsanordningen.

Automatiserade staplingskranar har vanligtvis en nödmanöverpanel (för felsökning) på lyftvagnen. Manuella staplingskranar har ofta en hytt med varierande utrustningsnivåer (personlig skyddsutrustning, säte, hyllor, dator, skanner, brandsläckare etc.). Utformningen av utrymningsvägen är också en viktig faktor.

Lyftrörelsen uppnås via en lina, rem eller kedjedrift. För att säkerställa att lyftrörelsen stoppas automatiskt vid mekanisk blockering av lyftvagnen, är säkerhetsbrytare installerade i upphängningarna för att detektera slapp lina eller överbelastning. Lyftvagnen är utrustad med anordningar för att förhindra fall vid lin- eller kedjebrott. Denna säkerhetsanordning är särskilt viktig om personer kan åka i det automatiskt styrda fordonet (AGV).

Huvudtravers

Toppbalken innehåller den övre löpvagnen och förbinder, om tillämpligt, de två masterna. Den övre löpvagnen består av styrrullar som löper i ett spår på ställoket (den övre förbindande strukturen för ställraderna). För enheter med en mast som inte kan ta sig fram i kurvor kan toppbalken till och med utelämnas.

Toppbalken är särskilt viktig när flera kurviga RBG (rälsmonterade spårfordon) är placerade i ett spårsystem. I detta fall måste kollisioner förhindras. Kollisionsskydden är integrerade i toppbalken, som också fungerar som buffert.

Driv- och strömförsörjningskrav

Idag är driv- och lyftmekanismerna huvudsakligen varvtalsstyrda elmotorer, med kontinuerligt ökande drivprestanda för att minska åtkomsttider och öka systemeffektiviteten. Hydrauliska drivningar används sällan längre på grund av den höga risken för kontaminering, särskilt för de varor som transporteras.

Manuell kontroll

Vid manuell styrning styrs alla rörelseaxlar av föraren som kör längs fordonet med hjälp av en joystick eller tryckknappar. Med denna typ av styrning måste logiska och elektriska förreglingar finnas på plats under normal drift för att förhindra att några rörelser är möjliga när som helst. På grund av den stadigt ökande automatiseringsnivån spelar manuellt manövrerade staplingskranar inte längre en betydande roll. Manuellt manövrerade maskiner används dock fortfarande, särskilt för orderplockning.

Halvautomatisk styrning

Med den här typen av styrning automatiseras vissa rörelsesekvenser. Den så kallade gaffelcykeln är till exempel mycket hjälpsam: operatören förflyttar sig till relevant fack och startar följande cykel med en knapptryckning

Förläng teleskopgaffeln → Lyft teleskopgaffeln → Dra in teleskopgaffeln

Automatisk styrning

Vid automatisk styrning styrs och övervakas alla staplingskranens rörelser autonomt från själva kranen. Rörelsen koordineras av orderdata från lagerhanteringssystemet. Dataöverföring mellan de funktionella enheterna kan ske till exempel via kablar, infrarött (ljuslänkar) eller radio.

Manuell förflyttning av varje RBG är möjlig via en nödkontrollstation, vilket gör att anslutningen till lagerhanteringssystemet kan åsidosättas.

Kostnaden för ett automatiserat lagrings- och hämtningssystem (AS/RS) beror starkt på automatiseringsgraden, dimensioner, kvantitet och prestandaspecifikationer. Ett mindre automatiserat AS/RS kostar cirka 100 000 euro, medan ett AS/RS som det i exemplet ovan kräver en investering på cirka 300 000 euro.

Ett effektivt automatiserat lager- och hämtningssystem erbjuder flera fördelar för leveranskedjans hantering:

• Ett effektivt lager- och hämtningssystem hjälper företag att minska kostnaderna genom att minimera mängden onödiga delar och produkter i lagret och förbättra organiseringen av lagerinnehållet. Automatiserade processer skapar också mer lagerutrymme genom högdensitetslagring, smalare gångar och andra åtgärder.
• Automatisering minskar arbetskostnaderna samtidigt som personalbehovet minskar och säkerheten ökar.
• Modellering och hantering av den logiska representationen av fysiska lagerlokaler (t.ex. hyllor etc.). Om till exempel vissa produkter ofta säljs tillsammans eller är mer populära än andra, kan dessa produkter grupperas eller placeras nära leveransområdet för att påskynda plockning, packning och leverans till kunder.
• Möjliggör sömlös integration med orderhantering och logistikhantering för att plocka, packa och skicka produkter från fabriken.
• Spårning av var produkter lagras, vilka leverantörer de kommer ifrån och hur länge de lagras. Genom att analysera denna data kan företag kontrollera lagernivåer och maximera utnyttjandet av lagerutrymmet. Dessutom är företag bättre förberedda på marknadens utbud och efterfrågan, särskilt under högsäsonger. Rapporterna som genereras av ett AS/RS-system gör det också möjligt för företag att samla in värdefull data som kan modelleras och analyseras.

En horisontell karusell är en serie containrar som roterar på ett ovalt spår. Varje container har fack som är justerbara och kan konfigureras för en mängd olika standard- och anpassade tillämpningar. Operatören anger helt enkelt containernummer, artikelnummer eller cellposition, och karusellen roterar längs den kortaste vägen. Flera horisontella karuseller integrerade med pick-to-light-teknik och lagerhanteringsprogramvara (en karusellpod) används för orderhantering.

Orderkvantiteten skickas till podden. En grupp beställningar väljs ut för att skapa en batch. Operatören följer helt enkelt lamporna, väljer karusellerna och placerar artiklarna i en batchstation bakom dem. Varje karusell är förplacerad och roterar allt eftersom artiklar plockas. Genom att använda produkt-till-person-principen behöver operatören inte lämna sin position för att förbereda beställningen.

När satsen är klar matas en ny sats in och processen upprepas. Horisontella karuseller kan spara upp till 75 % golvyta, öka produktiviteten med två tredjedelar, uppnå en noggrannhet på 99,9 %+ och uppnå en genomströmning på upp till 750 linjer per timme per operatör.

Horisontella karusellsystem överträffar generellt robotsystem till en bråkdel av kostnaden. Horisontella karuseller är de mest kostnadseffektiva lagrings- och hämtningsmaskinerna som finns tillgängliga.

Robotiska in-/utmatningssystem kan också användas för horisontella karuseller. Robotenheten är placerad fram eller bak på upp till tre horisontella karuseller på golvnivå. Roboten plockar upp den behållare som behövs för beställningen och fyller ofta på den samtidigt för att öka genomströmningen. Behållaren/behållarerna överförs sedan till ett transportband som transporterar dem till en arbetsstation för plockning eller påfyllning. Upp till åtta transaktioner per minut och enhet kan bearbetas. Behållare upp till 96 x 96 x 96 cm kan användas i ett enda system.

Enkelt uttryckt används ofta horisontella karuseller som "roterande hyllor". Med ett enkelt "hämta"-kommando transporteras varorna till operatören, vilket eliminerar slöseri med utrymme.

AS/RS-tillämpningar: De flesta tillämpningar av lagrings- och hämtningsmaskinteknik (SRM) är förknippade med lagerhållnings- och distributionsprocesser. En SRM kan dock också användas för att lagra råvaror och varor i arbete inom tillverkning.

Tre användningsområden för lagrings- och plockmaskiner kan urskiljas:

• Lagring och hantering av allmänt gods,
• orderplockning och
• Lagring av varor under arbete.

Enhetslastlagrings- och hämtningssystem representeras av staplingskranar och djupgångsstaplingskranar. Dessa typer av tillämpningar finns vanligtvis i lagerhållning av färdiga varor i ett distributionscenter och sällan inom tillverkning. Djupgångssystem används inom livsmedelsindustrin. Som beskrivits ovan innebär orderplockning att material hämtas i mindre mängder än hela enhetslasten. Miniload-, man-on-board- och artikelhämtningssystem används för detta andra tillämpningsområde.

En nyare tillämpning av automatiserad lagringsteknik är lager för pågående arbete (WIP). Även om det är önskvärt att minimera mängden pågående arbete är WIP oundvikligt och måste hanteras effektivt. Automatiserade lagringssystem, antingen automatiserade lagrings- och hämtningssystem eller karusellsystem, erbjuder ett effektivt sätt att lagra material mellan bearbetningssteg, särskilt vid batch- och verkstadsproduktion. Vid tillverkning av stora volymer transporteras WIP ofta mellan arbetssteg med hjälp av transportbandssystem som utför både lagrings- och transportfunktioner.

Varor i arbete / Varor i arbete – Aktuellt lager

Inom företagsekonomi avser varor i arbete (WIP) den mängd lager som är bundet i de olika stegen av pågående produktion genom frisläppta order. Detta inkluderar material som bearbetas såväl som de som finns i köer eller buffertar. Termen "Ware-in-Arbeit" (varor i arbete), hämtad från den engelska termen "work in process", blir också alltmer etablerad på tyska.

En viktig uppgift för produktionsplanering och -kontroll (PPC) är att hålla varulager i arbete så lågt som möjligt. Varulager i arbete binder upp likviditet, kapital och utrymme, orsakar ofta ytterligare transporter och betraktas generellt som avfall (muda) om det inte används omedelbart. På grund av sambandet mellan varulager i arbete och ledtid (Littles lag) begränsar varulager i arbete också flexibiliteten.

Motparten till aktuellt lager är omsättningstillgångar.

VLM:er kan byggas ganska höga för att passa det tillgängliga utrymmet i en anläggning. Flera enheter kan placeras i "gondoler", vilket gör att en operatör kan hämta föremål från en enhet medan de andra rör sig. Variationer inkluderar bredd, höjd, lastkapacitet, hastighet och ett styrsystem.

VLM är en kretskortsstyrd, automatiserad vertikal lyftmodul. Lagret i VLM lagras på främre och bakre fackpositioner eller skenor. När ett fack begärs, antingen genom att ange ett facknummer i den inbyggda kontrollpanelen eller genom att begära en artikel via programvaran, rör sig en extraktor vertikalt mellan de två fackkolumnerna, hämtar det begärda facket från dess position och för det till en åtkomstpunkt. Operatören plockar eller fyller sedan på lagret, och facket återförs till sin position efter bekräftelse.

VLM-system säljs i ett flertal konfigurationer som är lämpliga för användning inom olika branscher, logistik och kontorsmiljöer. VLM-system kan anpassas för att fullt ut utnyttja anläggningens tillgängliga höjd, även över flera våningar. Med möjligheten att skapa flera åtkomstpunkter på olika nivåer erbjuder VLM-systemet en innovativ lösning för lagring och hämtning. Plockenhetens snabba rörelse, i kombination med programvara för lagerhantering, kan dramatiskt öka plockeffektiviteten. Detta uppnås genom samtidig hämtning och lagring av brickor i flera enheter. Till skillnad från stora staplingskranar, som kräver en fullständig översyn av lagret eller produktionslinjen, är de vertikala lyftmodulerna modulära och kan enkelt integreras i befintliga system eller implementeras gradvis i faser.

Vanliga tillämpningar inkluderar: MRO (underhåll, reparation och drift), orderplockning, konsolidering, kitting, artikelhantering, buffring, lagerlagring, pågående arbete, buffertlagring och många fler.

VLM-maskiner erbjuder platsbesparingar, ökad arbetsproduktivitet och plocknoggrannhet, förbättrad ergonomi för anställda och kontrollerade processer.

De flesta VLM-maskiner erbjuder dynamisk utrymmesförvaring, där facket mäts varje gång det återförs till enheten för att optimera utrymmet. Säkerhetsfunktionerna inkluderar en lutande fackhylla för bättre ergonomisk tillgänglighet och laserpekare som indikerar exakt vilket föremål som ska tas bort från varje fack.

Kitting

Vid kittning samlas allt material till en produkt i förväg, buntas ihop till en uppsättning och förbereds för montering på monteringslinjen därifrån.

Vertikala lyftförvaringsmoduler (VLSM)

Dessa är även kända som vertikala lyftautomatiska lager- och hämtningssystem (VLS). Alla följande typer av lager- och hämtningsmaskiner är byggda runt en horisontell gång. Samma princip som en central gång för åtkomst av laster används, med skillnaden att gången löper vertikalt. Vertikala lyftmoduler, vissa med höjder på 10 meter eller mer, kan hålla stora lager samtidigt som de sparar värdefull golvyta i fabriken.

gaffeltruck för allmän last

En pallstaplare är vanligtvis ett stort, automatiserat system utformat för att hantera enskilda artiklar som lagras på pallar eller i andra standardbehållare. Systemet är datorstyrt, och lagrings- och hämtningsmaskinerna är automatiserade och utformade för att hantera de enskilda artiklarna.

RGB-portalrobot

Detta är en typ av automatiserat lagrings- och hämtningssystem som används inom lagerhållning och logistik. De används ofta inom däckindustrin för stapling av däcklager. De flesta av dessa system är 15–18 meter breda och har en genomsnittlig längd på 60–90 meter. Dessa system använder ändeffektorer, även kända som armändverktyg, för att plocka upp och placera däckstaplarna från transportband.

Man-ombord-system

Ett man-ombordssystem kan erbjuda betydande utrymmesbesparingar jämfört med manuella operationer eller gaffeltruckar, men det är inte ett verkligt lagrings- och hämtningssystem (SRM) eftersom processen fortfarande är manuell. Höjden på lagringssystemet begränsas inte av plockarens räckvidd, eftersom plockaren åker på plattformen medan den flyttas vertikalt eller horisontellt till de olika lagringsplatserna. Hyllorna eller förvaringsskåpen kan staplas så högt som golvets lastkapacitet, viktkapacitet, genomströmningskrav och/eller takhöjd tillåter. Man-ombord SRM:er är den i särklass dyraste typen av plockutrustning, men billigare än ett helautomatiserat system. Gångbaserade SRM:er, som kan nå höjder på upp till 12 meter, kostar cirka 125 000 dollar. Därför måste tillräcklig lagringstäthet och/eller produktivitetsförbättring jämfört med plockning med vagnar och lådor påvisas för att motivera investeringen. Eftersom vertikal rörelse är långsam jämfört med horisontell rörelse varierar typiska plockhastigheter för man-ombord-system från 40 till 250 rader per persontimme. Detta breda utbud beror på de olika driftsscheman för man-ombord-system. Man-ombord-system är vanligtvis lämpliga för långsamt rörliga föremål där utrymmet är relativt dyrt.

Höglager (HLR)

Mer om detta här:

• Höglager (HBW)

Automatiserat smådelslager (AS/RS)

Mer om detta här:

• Automatiserat smådelslager (AS/RS) – Automatiskt minilastsystem – Vertikalt buffertsystem / Modul

Lämplig för detta:

• Buffertlager: För e-handel, detaljhandel och tillverkningsindustri