当地短缺？ AS/RS和仓库自动化：容量增加85％的钥匙 – 创意图像：XPERT.Digital
从成本因素到战略资源：现代仓库技术
供应商转换：敏捷性的5个钥匙
在当今动态的经济格局中，公司面临着使其敏捷，更高效和更具抵抗力的供应链的巨大任务。仓库曾经是一个纯粹的成本因素，它移至战略考虑因素的中心。自动化，尤其是通过使用自动存储和提供系统（AS/RS）的自动化，不再是未来派的愿景，而是操作的必要性。本文是一项深刻的检查，旨在阐明AS/RS技术及其周围生态系统的任何关键方面。目的是为战略决策提供一个基于数据的基于数据的基础，用于现代内部学术中最重要的投资之一。
仓库自动化的战略当务之急
为什么仓库的自动化，尤其是通过AS/RS的自动化已经成为现代公司的如此关键和紧迫的话题？
促进仓库自动化的紧迫性是由于几个基本和不可逆转的市场力量的会议。这些力共同起作用，并产生手动过程几乎无法承受的手术压力。
首先，我们在物流部门经历了前所未有的增长。仓储和分销的全球市场预计到2026年将达到6500亿美元，这是由于强劲的年增长率约为8％。仅这种增长就需要大量的能力扩展，这很难通过传统方法实现。
其次，电子商务繁荣是对需求进行结构变化的决定性催化剂。到2025年，电子商务预计将占全球零售额的22％。这从根本上改变了订单的概况：履行中心现在必须处理大量较小，更复杂的订单，并向单个最终客户处理较短的交货期，而不是向几个分支机构运送大型托盘。电子商务履行需要的存储空间是传统零售物流的三倍，这使房间优化成为绝对的优先级，这使这种复杂性得以加强。结果，有40％的公司计划投资自动化以满足这一需求。
第三，公司在越来越紧张的劳动力市场上行动。劳动力成本增加，急性缺乏可用的工人来重复且疲惫的轴承活动，这是一个重大的手术障碍。因此，几乎有60％的仓库运营商计划在未来两年中对自动化技术（例如/rs和机器人技术）进行针对性投资，以提高生产率并减少对工作不断减少的工作的依赖。
最后，Covid 19大流行揭示了全球供应链的脆弱性，并将需要弹性的需求放在前景中。公司认识到自动化是加强供应链的关键因素。它降低了劳动力失败的敏感性，并能够快速适应需求中不可预测的波动，例如在大流行期间观察到。
这四种力量 – 市场增长，电子商务的复杂性，劳动力短缺和弹性呼吁 – 形成了一种“操作钳”，使手动过程越来越不可持续。因此，AS/RS的自动化不再是可选的效率度量，而是确保手术能力和参与竞争的战略需要。投资从纯粹的降低成本措施变为决定性增长和客户满意度的决定性先驱。
自动存储和供应系统（AS/RS）到底是什么？它有望有什么基本优势？
简称为/RS的自动化仓库和供应系统是一个计算机控制的系统，它以最少的人力干预进行了货物的存储和外包。它代表了硬件和软件的高度发达的组合。硬件通常包括架子结构，货架控制装置（RBG），班车，机器人和传送带技术，而存储控制（厕所），仓库执行（WES）和仓库管理系统（WMS）的软件组成了协调所有活动的。
AS/RS的基本优势可以在几个关键领域总结，这些领域远远超出了简单的效率：
- 有效使用空间：最明显的优势是储存密度的急剧提高。通过使用建筑物的垂直高度，/rs在给定的地板区域上最大化存储容量。这减少了对昂贵的建筑扩展或其他位置的需求。
- 吞吐量增加：由于输入和外包过程的自动化，因为/rs可以每小时的货物量明显高于手动系统。这对于垫子的顶部负载至关重要，并确保快速交货时间。
- 提高的选择准确性：采摘人的错误是成本和客户满意度的主要原因之一。 AS/RS与计算机控制精度一起使用，这几乎可以完美无瑕。
- 改进的人体工程学和安全性：/rs会竭尽全力，重复性且潜在的危险任务，例如增加重负荷或高度工作。这降低了事故的风险，并大大改善了员工的工作条件。
- 提高产品安全性和库存控制：系统提供对商品的控制访问以及每个仓库运动的基于软件的跟踪。这可以最大程度地减少盗窃，损害和存在的风险。
- 降低人工成本和瓶颈：自动化大大降低了对手动工作的依赖，这不仅降低了直接工资成本，而且还降低了对劳动力短缺的敏感性。
这些优势导致仓库运营的根本范式转变。传统的“人与人之间的”原则，其中员工涵盖了仓库中的长距离挑选文章，被“仓库Zur-Per-person”原则（商品对人）取代。在此模型中，AS/RS将所需的项目直接带到固定的人体工程学优化的工作场所。由于员工的运行路径最多可以占工作时间的50％，因此这种变化会导致生产率急剧提高。因此，引入AS/RS不仅仅是技术升级；这是一种催化剂，迫使仓库工艺的完全重新设计和标准化，从而实现全新的效率水平。
这些承诺的优势可以用特定的数据为基础吗？公司实际期望的是哪些定量性能改进？
是的，AS/RS技术的定性承诺得到了一系列令人印象深刻的定量性能数据的支持，这些数据已在许多实施中得到了证明。这些数字构成了每种实体业务案例的基础。
空间节省和密度：AS/RS可以通过最佳使用垂直房间的高度将存储容量提高40％至80％。在某些配置中，尤其是在高密度系统的配置中，与传统的架子系统相比，存储密度可提高高达85％。这意味着几乎可以在同一基本区域存储几乎两倍的商品。
精度：计算机控制系统的精度使选择精度为99.9％甚至更高。该价值不仅是运营关键人物，而且具有深远的财务影响。错误率从例如2％（典型的手动系统）降低到0.1％，这意味着昂贵的收益，交付后交货和不满意的客户的降低20倍。
吞吐量和速度：输入和外包过程的自动化导致订单处理时间最多三倍。这使公司可以提供以后的订单接受时间（截止时间），这在电子商务中是一个重要的竞争优势。
人工成本和生产力：降低对手动工作的依赖会导致劳动力成本降低40％至70％。同时，实现生产率从30％提高到50％，因为其余员工从事高效的“商品与人”工作站的工作。
安全性：通过最大程度地减少走廊中有叉车的人的手动处理和互动，安全事件和工作事故可将最多降低多达50％。
运营时间：AS/RS设计用于连续操作，并启用24/7操作而无需断裂或变化，这最大化了投资资本的容量利用率。
投资回报率（ROI）：由于这些大量储蓄和绩效提高，投资AS/RS的公司通常在1至3年内实现投资回报率。在有记录的情况下，甚至仅6个月的摊销期就达到了204％的投资回报率。
这些定量优势不是孤立地观察到的，而是产生积极的反馈效应。更高的精度降低了故障排除的成本并提高了客户忠诚度。较高的吞吐量可以通过相同的基础架构和劳动力来实现更多的销售量。这些效果的结合不仅导致了快速投资回报率，而且还创造了可持续的，难以复制竞争优势。仓库成为发动机盈利能力和增长的纯粹必要性。
AS/RS系统的可量化性能承诺：可以证明哪些现实的改进？
AS/RS系统的可量化性能承诺：可以证明哪些现实的改进？ – 图像：XPERT.DIGITAL
自动化仓库系统（AS/RS）在各个公司领域提供了令人印象深刻的绩效改进。对关键绩效指标（KPI）的分析显示出很大的优势：在使用空间时，公司可以将存储密度提高高达85％，并将存储容量提高40％至80％。关于效率，这些系统可实现高达三倍的处理时间，并将生产率提高30％至50％。
另一个关键优势是进行24/7操作的潜力，从而最大程度地提高了仓库工艺的连续性。采摘精度达到了令人印象深刻的99.9％，因此显然超出了手动过程。成本优化也是一个关键方面：人工成本可以降低40％至70％。此外，AS/RS系统通过将安全事件降低多达50％来改善职业安全。
从财务的角度来看，典型的投资回报率（ROI）在一到三年之间，这强调了这项技术的长期经济吸引力。
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AS/RS的主要类型是哪种类型，最适合哪种特定操作场景？
自动存储和供应系统的世界各种各样，正确系统的选择取决于公司的特定要求。没有通用的“最佳”系统；相反，每种技术都代表了存储密度，吞吐量和灵活性之间的优化折衷。主要类型可以分类如下：
单位负载为/rs（托盘-AKL）
这是AS/RS的经典形式，旨在处理大型和重载单元，例如托盘或格子盒。架子控制单元（RBG）在狭窄的走廊中进出，然后将托盘存放在高架上。该系统非常适合生产中的缓冲仓库，原材料的存储或现成的商品的合并，即具有相对较少的文章变体（SKUS）的场景，但每个SKU的体积很高。
迷你负载为/rs（容器 - akl）
用于处理中小型物品的小型负载系统被设计为与标准化容器，盒子或平板电脑上的单位负载系统的对应系统。它是许多“ Ware-Zur-Person”调试解决方案的骨干，非常适合对准确性的应用非常高的SKU和高需求的应用，这是电子商务，制药行业或备件物流的典型应用。
穿梭系统
这项技术代表了小额负载原则的进一步发展，并提供了最高水平的灵活性和可扩展性。自动班车在架子系统的每个级别上独立移动，而单独的升降机接管了垂直运输。水平和垂直运动的这种脱钩可以使极高的吞吐量率。航天飞机系统是针对高度动态的电子商务操作而具有强烈波动订单量的预定的，因为可以通过简单地添加或删除班车来调整性能。一些系统提供100％的可伸缩性。
垂直提升系统（VLM）和轮播
这些是高密度，封装的仓库解决方案。 VLM的工作就像橱柜一样，中间有两排平板电脑和一个提取器，这将所需的平板电脑带入了人体工程学的开口。旋转木载水平或垂直旋转，以将存储的商品带给操作员。它们是将小零件存储在非常有限的空间中的理想选择，例如直接在生产线，研讨会或服务零件中。
立方存储系统（例如，汽车）
该体系结构提供了最高的存储密度。机器人在直接堆叠的容器块上方的网格（网格）上驱动。他们抬起容器并在必要时挖掘（“挖出”）。由于不需要走廊，因此空间的使用是无与伦比的。该系统非常适合在有限的基本区域上最大化存储容量的应用，并且需要中等至高通量。
系统的选择是一个深刻的战略决策。它反映了公司对其未来业务量和波动性的期望。稳定的生产环境可以通过强大的单位负载系统很好地提供。必须适应不可预测的需求技巧的快速发展的电子商务公司，将更喜欢穿梭系统的可扩展性和吞吐量或立方系统的密度。这些系统的演变显示出清晰的趋势：从整体，集中式体系结构（每齿轮RBG）转向分散的，弹性和可扩展的系统（班车或机器人车队），这些系统为现代经济的不确定性做好了准备。
当我们沉浸在技术中时，架子操作设备（单位负载系统）和班车的机械核心组件如何实际上可以工作？
为了了解各种AS/RS类型的性能和限制，查看其机械核心组件是必不可少的。架子操作设备和班车的设计理念从根本上有所不同。
架子控制单元（RBGS / Stacker起重机）
RBG是传统托盘和容器的工作马。您的功能原理是整体的和整合的。
运动的基本原理和车轴：RBG是一种高桅杆车辆，它在地板上的单个轨道上驱动，并且通常在沿狭窄帮派的架子屋顶上有上层导轨。它的运动同时在两个主轴上同时进行：沿着帮派（驾驶轴）水平沿着桅杆垂直沿着举起雪橇（举起轴）（抬起轴）。同时执行这两个运动的能力（对角线旅行）对于最大程度地减少周期时间至关重要。
负载住宿（LAM）：LAM固定在Lamban雪橇上，这使得实际的存款和外包。在托盘系统中，这些通常是望远镜的叉子，简单地或两倍于架子对象，提高调色板并退出。使用小额负载系统，这些可以是抓手，真空吸尘器或用于容器的小型望远镜桌。
桅杆设计：桅杆的设计是稳定性和性能的关键因素。一种桅杆RBG较轻，可能更节能，但更容易受到高速或大高度振动的影响，这可能会影响定位精度。在这里，振动阻尼需要复杂的控制技术。
两桅杆RBG的刚性和稳定性明显更高，这使得它更偏爱很高的应用（超过40米）或非常重的负载。但是，这种稳定性的重量更高，因此可以增加加速和制动的能源消耗。
穿梭车
穿梭系统基于权力下放和解耦运动轴的原理，这使它们具有更高的动态和灵活性。
披露的原理：与RBG相比，驾驶和举起在机器中的组合，班车系统将这些功能分开。
水平运动：航天飞机本身是一辆平坦的电池，且自动驾驶的车辆。它在架子系统的单个级别内在轨道上运行，仅负责快速的水平运动，以从架子受试者中获取容器或盒子并带来齿轮的开始。
垂直运动：在每个课程的头端，都有一个或多个高性能升降机。这些吸收了班车（通常已经装有容器），并在不同的架子之间非常迅速地运输它，并将其连接到pre-necone资助技术，该技术将容器移交给采摘场所。
这些不同的机械方法具有深远的后果。 RBG系统中的瓶颈是RBG本身。他的周期时间决定了整个课程的表现。在航天飞机系统中，电梯是潜在的瓶颈。该系统设计旨在通过“喂食”几个班车的电梯来最佳利用这种瓶颈。这不仅使系统更强大，而且可以颗粒状扩展：如果您需要更多的吞吐量，请添加更多的班车，直到达到电梯的容量为止。这提供了整体RBG系统无法做到的灵活性。
您的内部专家
航天飞机与机器人：哪种存储系统将主导行业？
领先的系统体系结构 – 基于RBG，基于班车和立方存储 – 如何应对关键关键人物，例如吞吐量，存储密度和灵活性？
对特定AS/RS体系结构的决定需要仔细考虑三个中心性能参数：存储密度，吞吐量和灵活性。每种技术都有其特定的优势和劣势。
存储密度
密度表明可以在某个地板区域存储多少个项目。
立方系统（例如汽车）：它们提供无可争议的最高存储密度，尤其是在天花板高度有限（小于12米或40英尺）的建筑物中。由于它们完全避开走廊并将容器直接堆叠在另一个容器上方，因此几乎没有浪费空间。与手动架子系统相比，您可以将存储容量提高四倍。
航天飞机和RBG系统：这些系统通过非常狭窄的走廊和充分利用整个建筑高度（通常高达25米或更高）实现高密度。在非常高的建筑物（超过12-15米）中，您可以达到比立方系统更高的密度，因为后者无法完全利用垂直尺寸。密度可以通过双重或多个深度存储进一步提高，但这限制了直接访问每个单独的文章，并增加了管理工作。
吞吐量
吞吐量测量每单位时间的输入和外包数量。
穿梭系统：它们被认为是吞吐量的国王。通过将运动轴解耦和许多车辆的并行使用，您可以达到最高的性能速率。它们是“非常高或超高”吞吐量要求的首选选择，例如动态电子商务实现的要求。一次升降机每小时可移动400个容器。
RBG系统：提供坚固，高且非常恒定的吞吐量。但是，由于每个步态一个架子控制单元的物理限制，性能受到限制。典型的托盘RBG每小时可创建40个输入和外包。它们非常适合具有计划的大量稳定流程。
立方系统：达到平均至高通量。只需在网格上使用更多的机器人并安装其他拾取端口，就可以在此处轻松缩放性能。限制因素可能是需要清除上部容器以进行更深的范围（“挖出”），这可以延长某些订单的周期时间。
灵活性和可伸缩性
该维度描述了系统适应不断变化的业务需求的能力。
穿梭和立方系统：提供最大的灵活性。可以通过在车队中添加其他车辆（穿梭或机器人），而无需更改基本的架子或光栅结构，可以动态地适应业务增长。这实现了“付费成长”的投资策略。
RBG系统：其可伸缩性明显更加有限。性能与齿轮数牢固相关。绩效的显着提高通常需要建造全新的走廊，这代表了大量突然的投资。
连接这三个维度的决定性因素是建筑基础架构。技术和房地产战略的选择是密不可分的。想要改造具有低天花板的现有仓库的公司可能更喜欢立方体系统的无与伦比密度。一家计划在昂贵物业上建造一栋新建筑物的公司可以建造一个极高的大厅，以最大程度地减少基本区域并安装班车系统，以结合最大的吞吐量和高利用。
灵活性和可扩展性的系统比较：哪种存储技术最好适应增长和变化？
灵活性和可扩展性的系统比较：哪种存储技术最好适应增长和变化？ – 图像：XPERT.DIGITAL
在物流和仓库技术中，有各种系统解决方案在灵活性和可扩展性方面有所不同。详细的比较显示了不同存储技术的优势和缺点。
RBG系统（架子控制单元）的特征是高存储密度，该密度是通过狭窄的走廊和最佳使用高度实现的。它的高度高达40米，可直接访问每个调色板。但是，其可伸缩性受到限制，系统故障立即阻止了整个齿轮。
穿梭系统以很高的吞吐率和出色的可扩展性给人留下深刻的印象。您可以通过平行操作几次班车来灵活地应对更改。它们达到高达25米的高度，并具有高容错的耐受性。
Cutic Systems（例如Autostore）是空间有限位置的理想选择。您可以在没有走廊的情况下达到极高的轴承密度，并通过添加机器人来实现非常高的可扩展性。容错性很高，因为机器人故障可以由其他人补偿。
垂直存储系统（VLM）或轮播特别适合小零件存储和生产岛。他们使用完整的模块高度，但吞吐率较低和可扩展性有限。
正确系统的选择取决于特定要求，例如订单量，空间要求，过程稳定性和灵活性。
哪些传感器技术构成了AS/RS的“神经系统”，您如何确保所需的精度，安全性和效率的水平？
现代的AS/RS和与它们相互作用的自动驾驶机器人是复杂的机电系统，其功能取决于各种传感器技术的复杂“神经系统”。这些传感器提供的数据对于精确运动，人员和材料的安全以及一般系统效率至关重要。
位置传感器
它们是精确控制的基础。您的任务是连续掌握可移动组件的确切位置 – 例如架子控制单元，桅杆上的举起雪橇或班车的水平 – 这是通过测量当前测量距离的激光距离传感器，例如测量绳索处理的绳索序列编码器或高度精确的线性测量系统的技术来实现的，该技术读取了安装在架子上的条形码带。没有这种毫米精度，储存空间将是不可能的。
距离和光电传感器
这组传感器接管了各种监视和控制任务。它们在短距离内像系统的“眼睛和耳朵”一样工作。
专家占用控制：在存储加载单元之前，传感器检查目标位置是否实际上是免费的，以避免碰撞和虚假预订。
存在控制：检测传送带技术的传感器或负载能力是否正确记录并且可用。
监督控制：最重要的安全功能之一。光电传感器（轻屏障）在充电单元周围创建虚拟的“框架”。如果部分负载突出了此框架，则停止运动以防止与架子结构发生碰撞。
视觉传感器（计算机视觉）
相机系统通常与AI算法有关，为/rs提供了“视觉”的形式。它们超越了纯粹的识别，并实现了更复杂的任务，例如对象的识别，审查对象的验证或QR码进行验证，质量控制（例如，检测受损的包装）以及启动存储空间时的高精度良好位置。
LIDAR（光检测和射程）
在/rs本身的铁路结合中，这项技术的发现较少，但是在自由导航的自动驾驶移动机器人（AMR）中可以找到，该机器人将货物运输到as/rs。 LIDAR传感器用激光脉冲在周围环境中扫描周围环境，并从反射光的术语中创建精确的2D或3D点云卡。该卡为导航和实时检测障碍物提供服务。
SLAM（同时本地化和映射）
SLAM不是传感器，而是处理传感器数据（例如LiDAR或相机）的关键算法。他解决了自主导航的“亨利鸡蛋问题”：机器人需要一张卡片来将自己定位在卡上。要创建一张卡，他需要知道它在哪里。 SLAM使机器人能够同时执行两者 – 创建一个未知环境的地图，并不断跟踪其在此卡中的位置。
现代自治系统的真正优势在于感觉。高级AMR不依赖单个技术，而是结合了不同传感器的数据。例如，它们将LIDAR（适合墙壁和大物体的映射）的高精确距离测量与摄像机的高分辨率图像数据（适合检测小，平坦的障碍物或阅读迹象）合并。这种方法对环境产生了多余，更强大的理解，这大大提高了人类和机器共享相同空间的动态仓库的安全性和可靠性。传感器技术从简单的位置传感器转变为复杂，合并的可逆检测，这反映了仓库自动化本身的演变 – 从刚性，孤立的系统到灵活的，协作的生态系统。
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