Automatizované regály: typy, výhody a priemyselné skladovacie riešenia

Čo sú to automatizované regálové systémy a prečo sú dôležité

Prejdite sa konvenčným priemyselným skladom a uvidíte, že sa opakuje rovnaký vzor: pracovníci sa pohybujú medzi širokými uličkami, vysokozdvižné vozíky sa pohybujú okolo seba, zamestnanci trávia veľa času hľadaním správneho materiálu, kým sa môže začať skutočná práca na jeho získavaní. Tento model slúžil výrobe po celé desaťročia, ale jeho neefektívnosť sa začala ťažšie absorbovať, pretože náklady na pracovnú silu rastú, podlahová plocha sa zdražuje a výrobné plány vyžadujú rýchlejšiu obrátku materiálu.

Automatizované regály – formálnejšie známe ako automatizované skladovacie a vyhľadávacie systémy (AS/RS) – nahrádzajú tento manuálny vzor počítačom riadenými mechanizmami, ktoré ukladajú a získavajú materiály precízne, rýchlo a bez toho, aby si personál vyžadoval fyzickú navigáciu v skladovacích priestoroch. Riadiaci systém zaznamenáva polohu každej položky pri nasávaní, nasmeruje vyťahovací mechanizmus do správnej polohy na požiadanie a doručí materiál operátorovi na ergonomicky správny prístupový bod. Operátor nikdy nevstúpi do skladovej zóny.

Posun smerom k automatizovaným regálom sa presunul od špecializovaných aplikácií k bežnej priemyselnej stratégii. Podľa poznatkov z MHI's Automated Storage and Retrieval Systems Industry Group Adopcia sa zrýchľuje vo výrobe a logistike v dôsledku konvergujúcich tlakov: chronický nedostatok pracovnej sily, sprísnenie dostupnosti podlahovej plochy a konkurenčný imperatív premiestňovať materiály rýchlejšie s menším počtom chýb. Pokiaľ ide o kovovýrobu, spracovanie plechov a konkrétne operácie s konštrukčnými materiálmi, automatizácia nebola nikdy jasnejšia.

Základné typy automatických regálov v priemyselnom prostredí

Automatizované regály nie sú jedinou technológiou – je to rodina systémov, z ktorých každý je navrhnutý pre iné typy materiálov, požiadavky na priepustnosť a obmedzenia zariadenia. Pochopenie rozdielov je východiskovým bodom každého zmysluplného rozhodnutia o obstarávaní.

Vertikálne zdvíhacie moduly (VLM) použite dva stĺpce podnosov – jeden na každej strane centrálnej extrakčnej jednotky – ktoré sa pohybujú vertikálne, aby doručili požadovaný podnos do pevného prístupového otvoru v prednej časti stroja. VLM sú priestorovo najefektívnejším riešením pre zariadenia s dostupnou výškou stropu, pretože nahrádzajú rozľahlé horizontálne police kompaktným vertikálnym pôdorysom, ktorý môže dosiahnuť výšku 15–30 metrov. Vyhovujú stredne ťažkým položkám uloženým v zásobníkoch alebo zásobníkoch a sú široko používané v skladoch dielov, skladoch náradia a prevádzkach s náhradnými dielmi.

Horizontálne kolotoče otáčajte sériu zásobníkov alebo nosičov okolo horizontálnej oválnej dráhy, čím sa požadovaný nosič dostane do pozície operátora. Sú rýchle na vysokofrekvenčné vychystávanie malých až stredných položiek, ale vyžadujú značnú podlahovú plochu a najlepšie sa hodia do prostredia, kde je primárnou metrikou rýchlosť vyhľadávania na položku.

Automatizované regálové systémy zásuvkového typu sú účelovo určené na ploché, ťažké materiály — predovšetkým plech. Namiesto otáčania alebo zdvíhania podnosov tieto systémy používajú motorizované zásuvkové mechanizmy, ktoré vysúvajú jednotlivé skladovacie kazety k operátorovi v podlahe alebo pracovnej výške, čím eliminujú potrebu vysokozdvižných vozíkov alebo mostových žeriavov v mieste prístupu. Každá zásuvka je samostatne adresovateľná riadiacim systémom.

Systémy stohovacích žeriavov (jednotkové zaťaženie AS/RS) nasadiť žeriavový mechanizmus jazdiaci na pevnej koľajnici v úzkej uličke medzi vysokými regálovými konštrukciami. Žeriav sa pohybuje horizontálne a vertikálne, aby umiestňoval a vyberal palety alebo veľké bremená na akomkoľvek mieste regálu. Tieto systémy zvládajú najťažšie zaťaženie a najvyššiu hustotu skladovania a sú chrbtovou kosťou plne automatizovaných vysokoregálových skladov v automobilovom, oceliarskom a distribučnom sektore.

Automatizované regály na plech: Špecializovaná aplikácia

Skladovanie plechov predstavuje súbor výziev, ktoré štandardné regály – automatické alebo manuálne – zvládajú zle. Surové plechy a rezané polotovary sú ťažké (jeden oceľový plech s rozmermi 3 000 × 1 500 mm môže vážiť niekoľko stoviek kilogramov), rozmerovo veľké, náchylné na poškodenie povrchu kontaktom a oderom a pri stohovaní je ťažké ich vizuálne identifikovať. Pri bežnom ručnom skladovaní si vyberanie konkrétneho listu zo stohu vyžaduje vysokozdvižný vozík, kvalifikovanú obsluhu a často aj odstraňovanie a opätovné stohovanie viacerých listov ležiacich nad cieľovým materiálom. Tento proces je pomalý, poškodzuje povrchy a prináša skutočné riziko zranenia.

Automatizované systémy plechových regálov zásuvkového typu riešia všetky tieto problémy v jedinej architektúre. Každý hárok alebo séria hárkov zaberá svoju vlastnú nezávislú kazetu alebo zásuvku, registrovanú podľa typu materiálu, hrúbky, triedy zliatiny a množstva v databáze zásob systému. Keď rezací stroj alebo lis vyžaduje špecifický materiál, operátor zadá požiadavku na terminál – alebo ju systém automaticky prijme z pripojeného MES alebo ERP – a motorizovaný mechanizmus vyberie správnu zásuvku a predloží ju na nakladaciu stanicu. Do záberu nevstupuje žiadny vysokozdvižný vozík. Žiadne listy sa zbytočne nepremiestňujú. Materiál prichádza k operátorovi nepoškodený a správne identifikovaný.

Úspora miesta týmto prístupom je značná. Plechy skladované v konvenčných horizontálnych stohoch s prístupovými uličkami pre vysokozdvižné vozíky vyžadujú značnú podlahovú plochu na tonu materiálu. Automatizovaný systém zásuvkového typu konsoliduje rovnaký inventár na zlomok pôdorysu odstránením priestoru v uličkách a kompaktným stohovaním kaziet v rámci štruktúry regálu. Preskúmajte celý rad automatizované plechové skladové regálové systémy pre priemyselné dielne vrátane riešení prispôsobených pre prostredia na spracovanie malých sérií aj veľkoobjemových hárkov. Pre zariadenia vyžadujúce plnú automatizáciu príjmu a odoberania listov, automatizované systémy skladovania plechov so zásuvkovým prístupom integrovať priamo s nadradeným a následným spracovateľským zariadením a vytvoriť tak nepretržitý automatizovaný tok materiálu.

Automatizované skladovanie dlhých materiálov: Rúry, profily a tyče

Dlhé materiály – oceľové rúry, hliníkové výlisky, konštrukčné profily, kruhové a ploché tyče – predstavujú iný súbor problémov pri skladovaní ako plechy, ale rovnako zlé výsledky pri ručnom skladovaní. Dlhé materiály, ktoré sa bežne skladujú na statických konzolových regáloch alebo v podlahových zväzkoch, si vyžadujú prístup pomocou mostového žeriavu alebo vysokozdvižného vozíka, spotrebúvajú veľké podlahové plochy z dôvodu, že priestorové uličky si vyžaduje ich dĺžku, a vytvárajú vážne bezpečnostné riziká, keď pracovníci ručne manipulujú s dĺžkami, ktoré môžu presiahnuť 6 metrov a vážiť stovky kilogramov.

Ďalším pretrvávajúcim problémom je identifikácia správneho profilu v rámci zmiešaného inventára. Časti konštrukčnej ocele podobného vzhľadu, ale rôznej kvality alebo hrúbky steny sú často zamieňané v prostrediach ručného skladovania, čo vedie k nákladným chybám nesprávnej identifikácie materiálu, ktoré sa vynárajú až po rezaní alebo výrobe.

Automatizované skladovacie systémy pre dlhé materiály riešia tieto problémy prostredníctvom motorizovaných kazetových alebo teleskopických konzolových mechanizmov, ktoré získavajú špecifické dĺžky materiálu a dodávajú ich na prístupový bod operátora bez akéhokoľvek zapojenia žeriavu alebo vysokozdvižného vozíka. Databáza zásob systému sleduje obsah každej kazety – typ materiálu, triedu, dĺžku, množstvo – a automaticky riadi postupnosť „prvý dnu, prvý von“. The automatizované skladovacie systémy pre dlhé materiály vrátane rúr a profilov slúžia presne tejto potrebe, kombinujúc kompaktnú skladovaciu architektúru s precíznym ovládaním vyhľadávania pre súpisy rúr, tyčí a profilov akejkoľvek zložitosti.

Pre zariadenia, ktoré potrebujú schopnosť automatického vyzdvihnutia bez plnej automatizácie systému, poskytujú motorizované elektrické teleskopické konzolové police medzistupeň: konzolové ramená sa automaticky vysunú, aby priniesli požadovaný materiál na prístupovú plochu, čím sa eliminujú operácie žeriavu pri zachovaní známeho formátu konzolových regálov, ktoré sú štandardizované pre operácie s dlhými materiálmi.

Kľúčové výhody, ktoré odôvodňujú investíciu

Automatizované regálové systémy prinášajú vyššie počiatočné náklady ako bežné regály a tieto náklady sú často prvou námietkou vznesenou v diskusiách o schválení kapitálu. Obchodný prípad automatizácie sa však stáva presvedčivým, keď sa na stôl dostanú všetky náklady na manuálne skladovanie – nielen nákupná cena regálov.

Rekultivácia priestoru. Automatizované systémy eliminujú široké uličky, ktoré si vyžaduje prístup vysokozdvižným vozíkom. V typickom priemyselnom zariadení predstavuje priestor uličiek 30–50 % celkovej podlahovej plochy určenej na skladovanie. Výmena konvenčných regálov za automatizované regály v rovnakom priestore môže zdvojnásobiť alebo strojnásobiť skladovaciu kapacitu alebo alternatívne umožniť premiestnenie časti existujúcej podlahovej plochy na produktívne výrobné využitie. V prípade zariadení s prevádzkou blízkou kapacite má tento rekultivovaný priestor často hodnotu, ktorá samotná odôvodňuje investíciu.

Presnosť zásob. Manuálne vychystávacie systémy závisia od ľudskej pozornosti, aby správne vybrali a zaznamenali každý odber. Odhady odvetvia umiestňujú miery nesprávneho odberu v manuálnych skladoch na sadzby, ktoré sa premietajú do tisícok dolárov ročne na prepracovanie, odpisy a vplyvy na zákazníkov. Automatizované systémy dosahujú mieru presnosti zásob 99,9 % alebo viac , keďže riadiaci systém sleduje každý pohyb a zabraňuje nejednoznačnostiam, ktoré spôsobujú manuálne chyby. Pri operáciách s plechmi a dlhými materiálmi táto presnosť priamo znižuje plytvanie materiálom z nesprávneho spracovania.

Efektívnosť a bezpečnosť práce. Automatizované regály prinesú materiál operátorovi namiesto toho, aby operátora posielali do skladovej zóny. To eliminuje fyzickú námahu, čas potrebný na cestu a riziko zranenia spojené s ručným vyberaním z vysokých regálov alebo stohov ťažkých materiálov. Na manipuláciu s materiálom je potrebných menej zamestnancov a títo zamestnanci pracujú v bezpečnejších a kontrolovanejších podmienkach. Zníženie nákladov na prácu je zvyčajne najväčším samostatným prispievateľom k finančnému prípadu automatizácie.

Časová os návratnosti investície. Napriek značným počiatočným nákladom AS/RS systémy vo výrobných prostrediach často dosahujú ROI v rámci 6 až 18 mesiacov keď sa počíta s úsporou práce, hodnotou priestoru, zlepšením presnosti zásob a znížením materiálových škôd. Doba návratnosti sa ďalej skracuje na trhoch s vysokými nákladmi na pracovnú silu a v prevádzkach s viacerými zmenami, kde 24/7 schopnosť automatizovaných systémov poskytuje priepustnosť, ktorej sa manuálne operácie nedokážu vyrovnať bez úmerného zvýšenia počtu zamestnancov.

Integrácia automatizovaných regálov s manipulačným zariadením a softvérom

Automatizovaný policový systém fungujúci izolovane prináša významnú hodnotu. Systém integrovaný do širšieho materiálového toku výrobného zariadenia – prepojený s manipulačným zariadením, plánovaním výroby a podnikovým softvérom – prináša transformačnú hodnotu.

Fyzickým integračným bodom je rozhranie na nakladanie a vykladanie. V plne automatizovanom toku materiálu listy alebo dlhé materiály prichádzajú do skladovacieho systému z prichádzajúcej logistiky, sú automaticky zavádzané do skladu cez nakladací manipulátor a sú vyberané a dodávané do rezacieho alebo spracovateľského stroja bez manuálneho zásahu v ktorejkoľvek fáze. The inteligentné nakladacie a vykladacie manipulátory pre automatizovanú manipuláciu s materiálom dokončite túto slučku – zvládnutie fyzického presunu materiálu medzi skladovacím systémom a výrobným zariadením s presnosťou, ktorú manuálne vysokozdvižné operácie nedokážu konzistentne dosiahnuť.

Po softvérovej stránke riadiaci systém modernej automatizovanej regálovej inštalácie zvyčajne podporuje integráciu s platformami Warehouse Management Systems (WMS), Manufacturing Execution Systems (MES) a ERP. Táto integrácia umožňuje skladovému systému automaticky prijímať spúšte na doplnenie materiálu, keď zásoby klesnú pod prahovú hodnotu, uvoľňovať materiál do výroby podľa plánu výroby a aktualizovať záznamy o zásobách v reálnom čase bez manuálneho zadávania údajov. Výsledkom je funkcia skladovania, ktorá je nielen rýchlejšia a presnejšia, ale je skutočne spojená s výrobnou operáciou, ktorej slúži.

Pre prevádzky, ktoré hľadajú kompletné riešenie namiesto jednotlivých komponentov, kompletné automatizované skladovacie systémy pre výrobné prostredie kombinujte skladovacie regály, zberné mechanizmy, manipulačné zariadenia a riadiaci softvér do integrovaných balíkov navrhnutých pre špecifické požiadavky dielní na výrobu a spracovanie kovov – od malosériových dielní až po veľkoobjemové kontinuálne výrobné linky.