Пастка ажіотажу навколо роботів? Технологічна перевага багаторівневої човникової системи з комбінованим принципом візка

Чи досягають AutoStore, Exotec та інші можливості своїх можливостей? Приховане вузьке місце сучасних систем зберігання

Елегантна ілюзія кубічного зберігання: про що часто замовчують на автоматизованих складах

Інтралогістика перебуває під величезним тиском: хронічна нестача кваліфікованих працівників, стрімке зростання вартості простору та швидкі вимоги електронної комерції неминуче змушують компанії автоматизувати процес. Однак заплутаний ринок складських систем створює небезпечну та, перш за все, дорогу інвестиційну пастку. Спокушені вражаючою щільністю простору та ажіотажем навколо роботів, таких як повсюдні нині рішення для кубічного зберігання або футуристичні 3D-шатли, багато компаній інвестують великі суми в системні архітектури, які вже мають власні вузькі місця.

Чи то надзвичайна залежність від структури товару ABC, відсутність гнучкості вантажоперевізників, чи вертикальний підйом як постійне, схильне до збоїв вузьке місце: майже всі поширені системи в певний момент досягають своїх меж, меж, які неможливо подолати навіть з найбільшим бюджетом. Ті, хто зосереджується виключно на найнижчій ціні за місце для зберігання, зрештою втратять свою стратегічну проникливість. Ця стаття проливає світло на зручні ілюзії галузі та розкриває, чому багато осіб, що приймають рішення, роками підтримували не ту компанію. Дізнайтеся, чому принцип архітектурного розв'язання являє собою справжній зсув парадигми, і чому багаторівнева човникова система з комбінованим принципом штовхача та візка утворює найнадійнішу, безвідмовну та прибуткову основу для логістики на основі штучного інтелекту в найближчі десятиліття.

Це добре поєднується з:

• Багаторівневі човникові системи з комбінованим принципом візка: як роз'єднані човникові системи прискорюють електронну комерцію

Принцип розв'язання як зміна архітектурної парадигми

Як візок-штовхач розсікає гордіїв вузол інтралогістики

Щоб зрозуміти перевагу багаторівневої човникової системи з її принципом штовхача-візка, спочатку потрібно детально зрозуміти її принцип роботи. У цій системі компактні човникові транспортні засоби не тільки переміщуються в межах одного рівня, але й одночасно обслуговують кілька рівнів стелажів. Один багаторівневий човник зазвичай може обслуговувати від двох до шести рівнів одночасно, при цьому, наприклад, для п'яти одночасно обслуговуваних рівнів контейнерів потрібна лише одна напрямна рейка, інтегрована в конструкцію стелажа. Завдяки вертикальному складанню кількох таких багаторівневих човників один на одного можна обладнати склади дрібних деталей будь-якої висоти, що значно збільшує пропускну здатність порівняно зі звичайною складською та вивантажувальною машиною.

Ключова архітектурна відмінність порівняно з усіма іншими категоріями систем полягає в принципі комбінованого візка. Візок, також відомий як передавальний візок або розподільчий візок, здійснює горизонтальне транспортування човника або вантажних одиниць вздовж проходу до різних каналів зберігання. Потім сам човник автономно в'їжджає у відповідний канал для зберігання або вилучення товарів. Вертикальні конвеєри з'єднують різні рівні, а ключовою інновацією є роз'єднання рухів човника та підйомника через буферні зони. Ці буферні зони на кожному головному рівні забезпечують незалежну роботу човника та підйомника, ефективно роз'єднуючи їхні рухи. На практиці це означає, що поки човник все ще зберігає товари, підйомник вже може забезпечити наступну вантажну одиницю, і навпаки, човнику не потрібно чекати на підйомник, поки товари тимчасово зберігаються.

Ця архітектура усуває найважливіший недолік системи, який певним чином впливає практично на всі конкуруючі технології: вузьке місце на центральному інтерфейсі, що обмежує продуктивність. Наприклад, SSI Schaefer реалізує цей принцип під назвами Navette та Schaefer Lift and Run. Navette досягає швидкості до 2,5 метрів за секунду з прискоренням 1,8 метра за секунду в квадраті та може штабелюватися на висоту системи до 24 метрів. Система Schaefer Lift and Run для піддонів навіть досягає загальної висоти до 45 метрів у діапазоні температур від -28 до +35 градусів Цельсія. Продуктивність становить близько 500 подвійних циклів на прохід, що забезпечує відмінне співвідношення ціни та якості завдяки керованій складності стелажної системи, самої машини та стратегій зберігання.

Вбудоване вузьке місце: чому системи зберігання кубів виходять з ладу через власну архітектуру

Принцип куба як елегантна ілюзія з дорогим недоліком

Системи кубічного зберігання, такі як AutoStore, використовують, здавалося б, простий підхід: контейнери складаються один на одного та поруч один з одним без зазорів в алюмінієвій решітці, а роботи переміщуються по решітці, витягуючи контейнери за допомогою тросів та захоплювальних механізмів. Маючи понад 1600 систем, встановлених по всьому світу, та задокументовану експлуатаційну готовність системи 99,7 відсотка, AutoStore, безсумнівно, встановила новий ринковий стандарт. Щільність зберігання вражає: місткість сховища може бути збільшена до чотирьох разів порівняно з ручним складом, а модульна конструкція дозволяє відносно легко розширюватися за допомогою додаткових роботів, портів або контейнерів.

Однак, за цією елегантною поверхнею криється притаманний конструктивний недолік, який робить концепцію кубічного зберігання стратегічним ризиком у вимогливих логістичних середовищах. Першим і найсерйознішим недоліком є ​​її надзвичайна залежність від ABC-розподілу структури продукту. Оскільки контейнери штабелюються один на одного, роботи повинні спочатку перемістити контейнери зверху, щоб отримати доступ до запасів знизу. На практиці це означає, що лише близько десяти відсотків асортименту, що зберігається, мають прямий доступ. Тому точна ABC-класифікація є важливою. Якщо моделі попиту різко змінюються, наприклад, через сезонні коливання, неочікувані ринкові тенденції або запуск нових продуктів, продуктивність системи значно падає, оскільки раптово відбувається величезна кількість операцій переукладання, що різко знижує пропускну здатність.

Багаторівнева човникова система з принципом штовхача просто позбавлена ​​цієї проблеми. Кожен контейнер, кожен піддон безпосередньо доступні через штовхач та човник, незалежно від його положення на стелажі. Немає залежності від штабелювання, переукладання та чутливості до ABC. Незалежно від того, чи структура попиту повністю змінюється протягом кварталу, чи раніше невідомий товар раптово стає бестселером, багаторівнева човникова система реагує з однаковою продуктивністю.

Другий системний недолік кубічного зберігання стосується його фізичних обмежень. Розміри товарів для зберігання зазвичай становлять 600 на 400 міліметрів, а максимальне корисне навантаження для AutoStore становить 35 кілограмів. Загальна висота системи обмежена приблизно від 5,4 до 6,3 метрів. Це виключно система зберігання дрібних деталей; обробка піддонів за своєю суттю неможлива через її конструкцію. Натомість, багаторівневі човникові системи досягають висоти штабелювання до 24 метрів для дрібних деталей та до 45 метрів для обробки піддонів, що відкриває принципово інший вимір вертикального використання простору.

Третій недолік стосується пропускної здатності. Продуктивність комплектування робота AutoStore становить лише близько 25 операцій зберігання або вилучення на годину зі швидкістю 3,1 метра за секунду. Для середньої пропускної здатності 2000 операцій зберігання або вилучення на годину потрібно до 120 роботів, що робить систему надзвичайно дорогою. Натомість, багаторівнева човникова система досягає пропускної здатності 500 подвійних циклів на прохід з керованою кількістю транспортних засобів, і цю продуктивність можна лінійно масштабувати, додаючи більше човників.

Зрештою, чутливість до нерівностей підлоги створює значну практичну проблему. Оскільки контейнери в AutoStore стоять безпосередньо на підлозі, це може призвести до дорогого ремонту підлоги в проектах «браунфілд», тобто під час модернізації існуючих будівель. Багаторівнева човникова система з напрямними рейками, інтегрованими в конструкцію стелажів, значною мірою не залежить від якості підлоги і тому значно краще підходить для існуючих будівель.

Претенденти в сегменті Cube не вирішують фундаментальних проблем

Після закінчення терміну дії кількох патентів AutoStore, такі компанії, як Jungheinrich (PowerCube), GridStore (зі збільшеною висотою 10,8 метра та вагою контейнера 50 кілограмів), Attabotics та Intellistore, розробили власні варіанти кубічного зберігання. Хоча вони усувають деякі недоліки концепції AutoStore, такі як залежність від вирівнювання підлоги в PowerCube (що дозволяє роботам переміщатися під решіткою та утримувати контейнери на місці), фундаментальна проблема залежності від штабелювання та пов'язана з нею чутливість до ABC залишається в усіх варіантах кубічного зберігання. Це обмеження, пов'язане з архітектурою, яке неможливо подолати шляхом поступових удосконалень, а лише за допомогою принципово іншої системної концепції.

Додатковим, часто недооціненим фактором ризику, пов'язаним із системами кубічного зберігання, є пожежна безпека. Щільно складені пластикові контейнери створюють особливі проблеми для пожежного захисту. Британська мережа онлайн-супермаркетів Ocado, яка керує власною концепцією кубічного зберігання, зазнала двох серйозних пожеж в Андовері у 2019 році та Еріті у 2021 році. У системах, де роботи працюють під мережею, таких як PowerCube, виявлення та гасіння пожежі значно складніші, оскільки джерело пожежі може бути занадто далеко від спринклерів. Багаторівневі човникові системи з їх відкритою металевою конструкцією полиць забезпечують значно кращий доступ для спринклерних систем та інших систем пожежогасіння.

1D Shuttle: Чому напівавтоматизація створює цілі проблеми

Одновимірний глухий кут

1D човник є вхідною точкою у світ човникової технології та рухається виключно вздовж однієї горизонтальної осі, а саме в межах глибини складського каналу. Для всіх інших операцій, особливо переміщення між каналами та рівнями, він використовує вилкові навантажувачі або штабелювальні крани. Таким чином, це напівавтоматична система, яка знаменує собою перехід від ручного складування до повної автоматизації.

Центральна слабкість 1D-шатла порівняно з багаторівневим шатлом з візком полягає в його фундаментальній залежності від зовнішнього транспортного обладнання. У той час як багаторівнева шатлова система працює повністю автономно за допомогою інтегрованого візка, виконуючи всі горизонтальні переміщення, доступ до каналів та зміну рівнів без втручання людини, 1D-шатл потребує вилкового навантажувача або штабелера для кожної операції поза своїм каналом. Це означає не лише постійну потребу в персоналі, але й системну залежність від наявності та ефективності ручного транспортного обладнання.

Ще одним суттєвим недоліком є ​​відсутність гнучкості продукту. Оскільки кожен канал зазвичай може вмістити лише один товар, а доступ до нього здійснюється послідовно за принципом LIFO, одновимірний човник підходить лише для резервного зберігання, буферного зберігання або зберігання в умовах глибокої заморозки з невеликою кількістю товарів великого обсягу. Канали заповнені окремими товарними позиціями, що призводить до неефективного використання простору при роботі з високою різноманітністю SKU. Натомість, багаторівневий човник з штовхачами пропонує прямий доступ до кожного місця зберігання, незалежно від глибини каналу, що дозволяє хаотично зберігати товари з максимальною ефективністю використання простору.

У безперервній роботі 1D човник також демонструє небезпечну схему відмов. Оскільки зазвичай використовується лише кілька човникових транспортних засобів, відмова одного агрегату може тимчасово та повністю паралізувати роботу в ураженій зоні. Найчастішими джерелами несправностей є несправні акумулятори та проблеми з кріпленням піддонів. Натомість, багаторівнева система човників з її численними однаковими, незалежно працюючими транспортними засобами забезпечує власну резервування: якщо один човник виходить з ладу, решта агрегатів беруть на себе його завдання, а несправний транспортний засіб можна замінити, поки робота триває.

2D човник: Коли підйом стає проблемою ахіллесової п'яти

Горизонтальна свобода з вертикальним вузьким місцем

2D-шаттл розширює свободу руху 1D-шаттла, додаючи другий вимір, що дозволяє горизонтальну навігацію між різними каналами або позиціями на одному рівні. У контейнерній зоні це транспортні засоби, що працюють на одному рівні стелажів і переміщуються між рівнями за допомогою вертикальних підйомників. Масштабованість вражає: додавання більшої кількості шатлів підвищує продуктивність системи без необхідності додаткових проходів.

Але саме тут стає очевидною архітектурна слабкість, що робить 2D-шатл структурно поступаючись багаторівневому човнику з його візковим принципом: вертикальний підйомник є вузьким місцем, що обмежує продуктивність, і потенційною єдиною точкою відмови. У човникових системах з рівнем розподілу вертикальні конвеєри забезпечують вертикальне транспортування вантажних одиниць між рівнями; таким чином, система обробляє горизонтальне та вертикальне транспортування окремо. Проблема полягає в тому, що незалежно від того, скільки човників працює горизонтально та наскільки висока теоретична пропускна здатність на кожному рівні, пропускна здатність човникових систем обмежена кількістю та продуктивністю вертикальних підйомників. Підйомник стає вузьким місцем, через яке повинні проходити всі вертикальні потоки матеріалів.

У системах з лише одним сифоном на прохід його вихід з ладу може призвести до повного відключення відповідного проходу. Навіть якщо встановлення другого сифона зменшує цей ризик, сифон залишається найвразливішим місцем усієї системи: він є центральним елементом, що з'єднує всі рівні, а погіршення його продуктивності непропорційно знижує загальну продуктивність.

Багаторівнева човникова система з її візковим принципом вирішує цю проблему за допомогою архітектурного розв'язання. Буферні зони між човником і ліфтом забезпечують асинхронну та незалежну роботу обох компонентів системи. Ліфту не потрібно чекати на човник, і навпаки. Таке розв'язання максимізує використання обох компонентів та усуває послідовне вузьке місце. Крім того, ліфти можна модернізувати в будь-який час, що дозволяє поступово збільшувати пропускну здатність без модифікації системи. На практиці це означає, що якщо вимоги до пропускної здатності зростають, додатковий ліфт просто встановлюється без необхідності модифікації існуючої стелажної або човникової інфраструктури.

Ще одна системна перевага багаторівневого човника над дворівневим човником полягає в ефективності його переміщень. Оскільки один багаторівневий човник обслуговує кілька рівнів одночасно, загальна кількість необхідних транспортних засобів значно зменшується. На відміну від дворівневого човника з обмеженим рівнем, який вимагає щонайменше одного спеціального транспортного засобу на рівень, багаторівневий човник зазвичай охоплює від двох до шести рівнів одним транспортним засобом. Це не тільки знижує інвестиційні витрати, але й зменшує складність керування транспортними засобами та вимог до їх технічного обслуговування.

Рішення LTW Intralogistics – Система човників – Зображення: LTW Intralogistics GmbH

LTW пропонує своїм клієнтам не окремі компоненти, а комплексні рішення. Консалтинг, планування, механічні та електротехнічні компоненти, технології керування та автоматизації, а також програмне забезпечення та сервіс – все об'єднано в мережу та точно скоординовано.

Власне виробництво ключових компонентів є особливо вигідним. Це дозволяє оптимально контролювати якість, ланцюги поставок та інтерфейси.

LTW символізує надійність, прозорість та партнерську співпрацю. Лояльність та чесність міцно закріплені у філософії компанії – рукостискання тут все ще має значення.

Пов'язано з цим:

• Рішення LTW

3D-шаттл: технологічна геніальність із профілем операційного ризику

Коли автономні роботи досягають своїх системних меж

3D-шаттл, найвідомішим прикладом якого є система Skypod від Exotec, безсумнівно, являє собою технологічний квантовий стрибок. Роботи рухаються у всіх трьох просторових вимірах, вільно пересуваються по землі, піднімаються вертикально вгору по стелажних рамах за допомогою запатентованих зубчастих рейкових систем та отримують доступ до контейнерів на висоті до 14 метрів. Інтеграція машини для зберігання та вилучення, технології обробки контейнерів та доставки товарів до особи в один транспортний засіб усуває стаціонарні конвеєрні передзони та човникові підйомники, що обмежують продуктивність. Роботи Skypod досягають швидкості до чотирьох метрів на секунду та можуть виконувати приблизно від 22 до 30 подвійних циклів на годину на робота.

Незважаючи на ці вражаючі показники продуктивності, концепція 3D-шатла має низку суттєвих недоліків порівняно з багаторівневим човником з принципом ковзної каретки, які не можна ігнорувати при тверезому економічному аналізі.

Першим і найочевиднішим недоліком є ​​непомірна вартість одного транспортного засобу. Вартість одного робота Skypod становить від 35 000 до 40 000 євро, що робить ці автономні пристрої основним чинником витрат усієї системи. Щоб досягти пропускної здатності багаторівневої човникової системи з кількома транспортними засобами, що працюють одночасно на кількох рівнях, 3D-система потребує великої кількості цих дорогих роботів. Розрахунок інвестицій свідчить на користь багаторівневого човника, особливо для великих об'єктів, оскільки вартість транспортного засобу на один обслуговуваний рівень значно нижча.

Другий недолік стосується зрілості системи та прив'язки до певного постачальника. Система Skypod була вперше представлена ​​на LogiMAT у Німеччині у 2019 році, а перші системи були введені в експлуатацію приблизно шість-сім років тому. Порівняно з багаторівневими човниковими системами, які використовуються десятиліттями в найрізноманітніших конфігураціях, а технології яких пропонуються численними виробниками, рішення Exotec є відносно новою системою з обмеженим досвідом застосування. Будь-хто, хто впроваджує Skypod, прив'язується до Exotec та її інтеграторів, і наразі на німецькому ринку доступно лише кілька партнерів. Ця залежність від постачальника являє собою стратегічний ризик, який має велике значення для довгострокового інвестиційного рішення, що охоплює від 10 до 20 років.

Третім недоліком є ​​суворі вимоги до якості підлоги. Система Skypod допускає максимальний ухил шість міліметрів на довжині 1,5 метра, ширину стику до чотирьох міліметрів та зміщення країв до двох міліметрів. Ці вимоги можуть призвести до значних витрат на модернізацію в існуючих будівлях. Багаторівневі човникові системи, рейки яких інтегровані в конструкцію стелажів, значною мірою не залежать від якості підлоги.

Четвертий недолік стосується фіксованих форматів контейнерів. Exotec пропонує контейнери з базовим розміром 650 на 450 міліметрів у класах висоти 220, 320 та 420 міліметрів. Це обмеження обмежує планування асортименту. Багаторівневі човникові системи, такі як Navette від SSI Schaefer, пропонують ширший вибір варіантів вантажоперевезень, включаючи лотки, коробки та різні формати контейнерів, що дозволяє більш гнучко адаптуватися до різних структур продукції.

Exotec гарантує доступність системи на рівні 98 відсотків протягом десяти років, що нижче за 99,7 відсотка AutoStore. Вирішальним фактором тут є вища механічна складність роботів, що рухаються у трьох вимірах. Багаторівневі човникові системи досягають порівнянних або вищих показників доступності завдяки своїй модульній архітектурі з окремими компонентами, що обслуговуються незалежно, та можливості вимикати окремі рівні обслуговування, поки решта системи залишається працездатною.

Пов'язано з цим:

• Архітектура систем кубічного зберігання та технології 1D, 2D, 3D та 4D човникового транспорту – приховані витрати та системні збої

4D-шаттл: повна мобільність як пастка витрат

Чому чотиривимірна свобода не означає автоматично чотиривимірну вигоду

Термін «4D човник» описує човникові системи, які можуть рухатися в чотирьох напрямках: вперед, назад, вліво та вправо. Доповнено вертикальним рухом за допомогою ліфтів, це ефективно створює тривимірне покриття простору. Такі виробники, як Mecalux, myFABER та Eurofork, пропонують комерційні реалізації, тоді як китайські виробники, такі як Nanjing 4D Intelligent Storage Equipment, виходять на міжнародний ринок з конкурентними ціновими моделями. Технічні характеристики розроблені для обробки важких піддонів: номінальні навантаження від 1500 до 2000 кілограмів при швидкості руху 1,2 метра за секунду під навантаженням та точність позиціонування плюс/мінус один міліметр.

Порівняно з багаторівневим човником, що працює на візку, 4D-човник має структурні недоліки, які ставлять під сумнів його експлуатаційну перевагу. Фундаментальна проблема полягає у складності окремого транспортного засобу. 4D-човник повинен механічно керувати чотирма напрямками руху, що робить конструкцію значно складнішою, а отже, більш ресурсоємною та схильною до поломок, ніж човник, який просто рухається в межах каналу та переміщується в потрібне положення за допомогою візка. Компактність та низьке енергоспоживання легких човникових транспортних засобів у багаторівневій системі різко контрастують з важчими, енергоємнішими 4D-транспортними засобами, вага яких становить від 342 до 420 кілограмів.

Ще одним недоліком є ​​залежність 4D-шатла від елеваторів для зміни рівнів. Як і у випадку з 2D-шатлом, це створює потенційне вузьке місце на інтерфейсі вертикального конвеєра. Система багаторівневого човника вирішує цю проблему завдяки інтегрованій багаторівневій роботі та розв'язці за допомогою буферних зон. Замість того, щоб важкий 4D-шатл мав заходити в елеватор для зміни рівнів, багаторівневий човник обслуговує кілька рівнів безпосередньо та, завдяки роз'єднаним елеваторам з буферними зонами, може досягти значно вищої пропускної здатності на один встановлений вертикальний конвеєр.

Багаторівнева човникова система у своїй палетній конфігурації (наприклад, Schaefer Lift and Run) пропонує комбінацію штовхаючого візка та гнучкого орбітального канального транспортного засобу, що особливо підходить для використання в секторі напоїв. Окремі рівні палетного конвеєра для зберігання та вилучення дозволяють паралелізувати потоки товарів, що неможливо досягти за допомогою 4D-човтового транспортера, який повинен послідовно перемикатися між зберіганням та вилученням.

Загальний економічний розрахунок: чому найнижча ціна за паркомісце не обов'язково означає найнижчу ціну за замовлення

Інвестиційні витрати, експлуатаційні витрати та загальна вартість володіння

Інвестиційне рішення щодо системи зберігання не повинно зводитися до порівняння витрат на придбання одного місця для зберігання. Вирішальним фактором є загальна вартість володіння протягом усього терміну служби системи, який зазвичай становить від 15 до 20 років. Тут багаторівнева човникова система з принципом візка демонструє свою економічну перевагу в кількох аспектах.

Енергоефективність є ключовим фактором. Компактні, легкі човникові транспортні засоби потребують значно менше енергії для горизонтального руху, ніж повноцінні складські та вивантажувальні машини. Системи човників зазвичай є більш енергоефективними на цикл зберігання та вивантаження, оскільки вони розділяють горизонтальні та вертикальні рухи: легкий човник рухається горизонтально з малою масою, тоді як окремий, енергоефективний підйомник обробляє вертикальний рух. Сучасні системи рекуперують енергію гальмування та роблять її доступною для подальших транспортних операцій.

Масштабованість без порушення роботи системи є ще однією економічною перевагою. Хоча підвищення продуктивності в кубічних системах зберігання вимагає використання додаткових, дорогих роботів, і кожен додатковий робот у 3D човникових системах коштує від 35 000 до 40 000 євро, багаторівневу човникову систему можна масштабувати за допомогою трьох незалежних важелів: додаткові човники для збільшення горизонтальної пропускної здатності, додаткові підйомники для збільшення вертикальної місткості та додаткові стелажні модулі для більшої місткості зберігання. Такий тристоронній підхід до масштабування дозволяє реалізувати стратегію поступових інвестицій, орієнтовану на попит, яка мінімізує ризик надмірного інвестування.

Витрати на технічне обслуговування також суттєво відрізняють системи. У той час як човникові системи вимагають технічного обслуговування кожного окремого човника та підйомника, стандартизовані, відносно прості транспортні засоби багаторівневої човникової системи дозволяють швидко замінювати їх під час роботи. Кубічні системи зберігання вимагають технічного обслуговування сітчастих роботів на самій сітці, що становить значну логістичну проблему для систем з понад сотнею роботів. Для 3D-човникових систем, таких як Exotec, технічне обслуговування механічно складних тривимірних роботів є більш вимогливим і більше залежить від спеціалізованого персоналу виробника.

Доступність багаторівневої човникової технології від різних виробників також значно знижує ризики для постачальників. Хоча кубічні системи зберігання та 3D-човники прив'язані до конкретних виробників, численні відомі внутрішньологістичні компанії, такі як SSI Schaefer, Dematic, Klinkhammer, SMB International та інші, пропонують багаторівневі човникові системи на основі принципу візка. Така різноманітність постачальників забезпечує довгострокову наявність запасних частин, створює конкурентний ринок технічного обслуговування та захищає від технологічної та комерційної залежності від одного виробника.

Доступність та стійкість системи: чому розв'язка означає страхування виживання

Вартість п'яти хвилин простою

У сучасній логістиці навіть п'ятихвилинний простій системи тягне за собою значні витрати. Різні складські технології відрізняються не лише за абсолютними значеннями доступності, але й принципово за тим, як вони реагують на збої. Багаторівнева човникова система з принципом штовхача пропонує архітектурно кращу стійкість до збоїв.

Принцип можна описати трьома рівнями резервування. Перший рівень – це резервування транспортних засобів: оскільки в проході одночасно працюють кілька човників, система автоматично компенсує несправність окремих транспортних засобів. Решта човників беруть на себе завдання несправного транспортного засобу, а несправний транспортний засіб можна замінити під час роботи без зупинки всієї системи. Другий рівень – це резервування ліфта: розв'язка між човником і ліфтом за допомогою буферних станцій гарантує, що несправність ліфта не призведе до негайного зупинення пошкодженого проходу, оскільки буфери дозволяють човникам тимчасово продовжувати роботу. Крім того, ліфти можна модернізувати в будь-який час. Третій рівень – це резервування рівнів: окремі рівні технічного обслуговування можна зупинити, а решта системи залишається в робочому стані.

Для порівняння, хоча системи кубічного зберігання є надлишковими на рівні роботів, оскільки роботи, що вийшли з ладу, замінюються іншими, вони страждають від системної слабкості залежності від мережі. Якщо ділянка мережі заблокована, наприклад, контейнером, що впав, або застряглим роботом, необхідно використовувати спеціалізовані роботи для відновлення, такі як Bin-ResQ. У випадку з 2D-шатлом підйомник є найбільш вразливою точкою: відмова підйомника може непропорційно знизити продуктивність всієї системи або, в системах лише з одним підйомником на прохід, призвести до повного вимкнення ураженого проходу. Хоча окремі роботи можна додавати або видаляти з 3D-шатла Exotec без переривання роботи системи, вища механічна складність тривимірно працюючих транспортних засобів призводить до статистично вищої ймовірності окремих відмов. Гарантована доступність системи на рівні 98 відсотків протягом десяти років значно нижча за значення, яких можна досягти за допомогою перевірених багаторівневих систем човників.

Гнучкість та універсальність вантажоперевізників: універсальна зброя інтралогістики

Від дрібних деталей до піддонів в одному сімействі систем

Часто недооцінена стратегічна перевага багаторівневої човникової системи з принципом розсувного візка полягає в її універсальності для різних класів вантажоперевезень. Хоча кубічні системи зберігання та 3D-човники є спеціалізованими рішеннями для дрібних деталей та контейнерів, а 1D- та 4D-човники – це спеціалізовані рішення для палет, багаторівневі човникові системи існують у варіантах для обох світів.

Сімейство SSI Schaefer Shuttle вражаюче ілюструє цей асортимент: Navette обробляє дрібні деталі з лотками, контейнерами та коробками, з вантажами до чотирьох по 35 кілограмів. Система лотків Schaefer Tray System охоплює багатошарове зберігання піддонів до 200 кілограмів на лоток. Варіант Schaefer Lift and Run забезпечує повністю автоматизоване зберігання піддонів з багаторівневим зберіганням. Усі три системи базуються на одному фундаментальному принципі багаторівневого керування з відокремленою штовхаючою кареткою та вертикальним конвеєром, що забезпечує єдину архітектуру керування, спільні пули запасних частин та узгоджену концепцію експлуатації.

Для компаній, яким потрібне зберігання як дрібних деталей, так і піддонів, наприклад, у логістиці запасних частин, харчовій промисловості або дистрибуції фармацевтичних препаратів, це сімейство систем пропонує унікальну перевагу інтегрованого комплексного рішення. Замість використання двох принципово різних технологій з різними системами керування, вимогами до технічного обслуговування та відносинами з постачальниками, єдина системна концепція може бути впроваджена для всіх класів вантажоперевезень.

Різні автоматизовані системи зберігання відрізняються за ключовими критеріями. Щодо вантажоперевезень, кубічні системи зберігання та 3D човникові системи спеціалізуються на контейнерах, тоді як 1D та 4D човники переміщують лише піддони. 2D човники можуть обробляти обидва типи, але багаторівневий човник з штовхачними візками пропонує найбільшу гнучкість, оскільки він підходить для контейнерів, лотків, коробок та піддонів.

Максимальна висота системи коливається приблизно від 6 метрів для кубічного зберігання до висоти, що залежить від будівлі, для 1D та 4D човників. Багаторівневі човники досягають вражаючої висоти до 24 метрів для контейнерів та 45 метрів для піддонів, тоді як 2D човники можуть бути заввишки до 26 метрів, а 3D човники – до 14 метрів.

Прямий доступ до кожного елемента повністю гарантовано за допомогою 2D-шатлів (рівневих), 3D-шатлів та багаторівневих шатлів (за допомогою розсувних кареток). Натомість, кубічні системи зберігання пропонують прямий доступ лише до приблизно 10% елементів, а 1D-шатли працюють за принципом LIFO (останній прийшов, перший вийшов). З 4D-шатлами доступ обмежений глибиною каналу.

Потенційне вузьке місце, спричинене підйомними механізмами, існує для 2D-шатлів (критично важливі) та 4D-шатлів (ліфти). Для інших систем ця проблема або відсутня (кубове зберігання), або вирішується шляхом зовнішнього розміщення (1D-шатл), інтеграції в робота (3D-шатл) або розв'язування за допомогою буферних місць (багаторівневий шатл).

Продуктивність можна масштабувати, додавши більше роботів до кубічного сховища та 3D-шатлів, додаткових шатлів до 2D- та 4D-шатлів, а також шатлів і підйомників до багаторівневих шатлів. Однак масштабованість для 1D-шатлів обмежена.

Для використання в умовах глибокого заморожування ідеально підходять 1D та 2D човники. 4D човники (до -25°C) та багаторівневі човники (до -28°C) також добре підходять, тоді як кубічні та 3D човники (0-40°C) мають обмежене застосування.

Залежність від виробника низька для 1D та багаторівневих човників через велику кількість постачальників, середня для 2D та 4D човників і висока для екосистем AutoStore (Cube Storage) та Exotec (3D човники).

Зрештою, аналіз чутливості ABC показує, що кубічні системи зберігання дуже чутливі до розподілу швидкорухомих предметів (дуже висока чутливість). 3D-шатли та багаторівневі шатли не змінюються, тоді як інші системи демонструють низьку або середню чутливість.

Майбутня життєздатність принципу розв'язання в логістиці на основі штучного інтелекту

Чому архітектурна ДНК багаторівневого шатла має вирішальне значення для наступного десятиліття

Автоматизація складів у найближчі роки буде формуватися трьома мегатенденціями: зростаючою інтеграцією штучного інтелекту в управління автопарком та оптимізацію замовлень, зростаючою модуляризацією та пов'язаним з нею зниженням бар'єрів входу, а також електрифікацією та оптимізацією енергії всіх компонентів системи. У всіх трьох вимірах багаторівнева човникова система з принципом візка має кращі архітектурні позиції, ніж її конкуренти.

Інтеграція штучного інтелекту виграє від розв'язання між човником та ліфтом, оскільки інтелектуальні алгоритми можуть використовувати буферні простори як стратегічну змінну оптимізації. Замість того, щоб просто оптимізувати маршрут одного робота, як у випадку з кубічним сховищем або 3D-човниками, штучний інтелект у роз'єднаній системі може керувати взаємодією між десятками човників та кількома ліфтами одночасно, досягаючи таким чином підвищення пропускної здатності, яке за своєю суттю неможливо в жорстко пов'язаних системах. Модуляризація вже концептуально вбудована в багаторівневий човник: човники, ліфти, стелажні модулі та буферні простори – це незалежні модулі, які можна додавати, видаляти або замінювати окремо. Оптимізація енергоспоживання виграє від низької рухомої маси човників та можливості рекуперативного гальмування.

Крім того, зростаюча важливість міжвиробникської стандартизації, наприклад, через протокол VDA 5050, дозволяє сумісно керувати різними транспортними засобами в рамках однієї системи. Багаторівневі човникові системи з їхньою відкритою модульною архітектурою ідеально підходять для такої інтеграції, тоді як власні системи, такі як Cube Storage або Exotec Skypod, залишаються пов'язаними з логікою закритої екосистеми своїх відповідних виробників.

Вирішальна перевага дизайну: короткий виклад архітектурної переваги

Багаторівнева човникова система з її комбінованим принципом штовхача-візка, як роз'єднана архітектура, вирішує проблему, яку всі інші категорії систем демонструють різною мірою: властиве вузьке місце, яке робить інвестиції в покращення продуктивності марними після певного моменту. Для кубічного сховища це залежність від штабелювання та пов'язана з нею чутливість до ABC. Для 1D човників це відсутність автономності та залежність від ручного транспортування. Для 2D човників це ліфт як вузьке місце, що обмежує продуктивність. Для 3D човників це непомірні витрати на транспортний засіб, обмежена зрілість системи та висока залежність від виробника. Для 4D човників це механічна складність окремого транспортного засобу та існуюча залежність від ліфта.

Багаторівневий човник з принципом розсувної каретки розділяє критичні системні інтерфейси за допомогою буферних зон, усуває ліфт як вузьке місце, пропонує прямий доступ до кожного місця зберігання без залежності від ABC, масштабується по трьох незалежних осях, доступний у широкому сімействі систем для всіх класів вантажоперевізників та пропонується численними відомими виробниками. Це не та система, яка генерує найбільше заголовків, але саме вона забезпечує найміцнішу архітектурну основу для наступних двох десятиліть інтралогістики. Компаніям, які стикаються з інвестиційним рішенням в автоматизацію складів, варто включити цю архітектурну перевагу до своєї матриці оцінки, перш ніж їх засліпить поверхнева елегантність власних систем.

Вибір правильної технології для автоматизації складу – це не питання особистих уподобань чи маркетингового бюджету виробника. Це питання архітектури системи. І в цьому відношенні багаторівневий човник з принципом відокремленого візка пропонує найнадійніше рішення.

Konrad Wolfenstein

Я буду радий служити вашим особистим консультантом.

зі мною за адресою wolfenstein∂xpert.digital зв'язатися

Просто зателефонуйте мені за номером +49 7348 4088 965 .

LinkedIn
 

Консалтинг, планування та впровадження комплексних рішень для висотних складів та автоматизованих систем зберігання - Зображення: Xpert.Digital

Більше інформації тут:

• Консультації та планування багатостелажних складів: Автоматизований багатостелажний склад – Оптимізація зберігання піддонів повністю автоматично – Оптимізація складу