Автоматизированные стеллажи: типы, преимущества и решения для промышленного хранения

Что такое автоматизированные стеллажные системы и почему они важны

Пройдитесь по обычному промышленному складу, и вы увидите повторение одной и той же картины: рабочие перемещаются между широкими проходами, вилочные погрузчики перемещаются друг вокруг друга, сотрудники тратят много времени на поиск нужного материала, прежде чем начнется реальная работа по его извлечению. Эта модель служила производству на протяжении десятилетий, но ее неэффективность становится все труднее компенсировать по мере роста затрат на рабочую силу, удорожания производственных площадей, а производственных графиков требует более быстрого оборота материалов.

Автоматизированные стеллажи, более формально известные как автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS), заменяют эту ручную схему механизмами с компьютерным управлением, которые точно, быстро хранят и извлекают материалы, не требуя от персонала физического перемещения по складским помещениям. Система управления регистрирует местоположение каждого предмета при приеме, по требованию направляет механизм извлечения в правильное положение и доставляет материал оператору в эргономически правильную точку доступа. Оператор никогда не заходит в зону хранения.

Сдвиг в сторону автоматизированного стеллажа перешел от нишевого применения к основной промышленной стратегии. Согласно информации из Промышленная группа автоматизированных систем хранения и поиска MHI Внедрение технологии ускоряется в производстве и логистике, что обусловлено совпадающими факторами: хронической нехваткой рабочей силы, нехваткой производственных площадей и необходимостью конкуренции перемещать материалы быстрее и с меньшим количеством ошибок. В частности, в области изготовления металлов, обработки листового металла и операций с конструкционными материалами необходимость автоматизации становится как никогда очевидной.

Основные типы автоматизированных стеллажей в промышленных условиях

Автоматизированные стеллажи — это не отдельная технология, а семейство систем, каждая из которых разработана для разных типов материалов, требований к пропускной способности и ограничений оборудования. Понимание различий является отправной точкой для принятия любого значимого решения о закупках.

Модули вертикального подъема (VLM) используйте две колонки лотков — по одному с каждой стороны центрального экстрактора, — которые перемещаются вертикально, чтобы доставить требуемый лоток к фиксированному отверстию доступа в передней части машины. VLM являются наиболее компактным решением для помещений с доступной высотой потолка, поскольку они заменяют обширные горизонтальные стеллажи компактными вертикальными стойками, высота которых может достигать 15–30 метров. Они подходят для предметов среднего веса, хранящихся в лотках или контейнерах, и широко используются на складах запчастей, в магазинах инструментов и на складах запасных частей.

Горизонтальные карусели вращайте ряд бункеров или держателей вокруг горизонтальной овальной дорожки, перемещая требуемый носитель на место оператора. Они быстро подходят для частого подбора мелких и средних предметов, но требуют значительной площади и лучше всего подходят для сред, где скорость извлечения каждого предмета является основным показателем.

Автоматизированные стеллажные системы выдвижного типа специально разработаны для плоских и тяжелых материалов, в первую очередь листового металла. Вместо вращения или подъема лотков в этих системах используются механизмы выдвижных ящиков с электроприводом, которые выдвигают отдельные кассеты для хранения к оператору на уровне пола или на рабочей высоте, устраняя необходимость в вилочных погрузчиках или мостовых кранах в точке доступа. Каждый ящик независимо адресуется системой управления.

Краны-штабелеры (AS/RS с единичной нагрузкой) развернуть крановый механизм, работающий на фиксированном рельсе, в узком проходе между высокими стеллажными конструкциями. Кран перемещается горизонтально и вертикально, чтобы размещать и извлекать поддоны или большие грузы в любое место стойки. Эти системы справляются с самыми тяжелыми грузами и самой высокой плотностью хранения и являются основой полностью автоматизированных многоярусных складов в автомобильной, сталелитейной и распределительной отраслях.

Автоматизированные стеллажи для листового металла: специализированное применение

Хранение листового металла представляет собой ряд проблем, с которыми стандартные стеллажи — автоматизированные или ручные — плохо справляются. Необработанные листы и нарезанные заготовки тяжелы (один стальной лист размером 3000×1500 мм может весить несколько сотен килограммов), имеют большие размеры, склонны к повреждению поверхности от контакта и истирания, и их трудно идентифицировать визуально при укладке. При обычном ручном хранении для извлечения определенного листа из стопки требуется вилочный погрузчик, квалифицированный оператор, а также часто удаление и повторная укладка нескольких листов, лежащих над целевым материалом. Этот процесс медленный, повреждает поверхности и несет в себе реальный риск травм.

Автоматизированные стеллажные системы из листового металла с выдвижными ящиками решают все эти проблемы в рамках единой архитектуры. Каждый лист или партия листов занимает отдельную независимую кассету или ящик, зарегистрированную по типу материала, толщине, марке сплава и количеству в базе данных инвентаризации системы. Когда режущему станку или прессу требуется определенный материал, оператор вводит запрос на терминал — или система автоматически получает его от подключенной системы MES или ERP — и моторизованный механизм извлекает нужный ящик и представляет его на станции загрузки. Вилочный погрузчик не появляется. Ни один лист не перемещается без необходимости. Материал поступает к оператору неповрежденным и правильно идентифицированным.

Экономия места при таком подходе существенна. Листовой металл, хранящийся в обычных горизонтальных штабелях с проходами для доступа к вилочным погрузчикам, требует значительной площади на тонну материала. Автоматизированная система выдвижного типа объединяет один и тот же инвентарь на небольшой занимаемой площади за счет устранения пространства между проходами и компактной укладки кассет внутри конструкции стеллажа. Изучите полный спектр автоматизированные стеллажные системы хранения листового металла для промышленных цехов , включая решения, масштабируемые как для мелкосерийной, так и для крупносерийной обработки листов. Для объектов, требующих полной автоматизации приема и извлечения листов, автоматизированные системы хранения листового металла с доступом в виде выдвижного ящика напрямую интегрируется с предшествующим и последующим технологическим оборудованием для создания непрерывного автоматизированного потока материалов.

Автоматизированное хранилище длинномерных материалов: труб, профилей и стержней

Длинномерные материалы — стальные трубы, алюминиевые профили, конструкционные профили, круглые и плоские прутки — представляют собой другой набор проблем при хранении, чем листовой металл, но столь же плохие результаты при ручных режимах хранения. Длинномерные материалы, обычно хранящиеся на статических консольных стеллажах или в связках на полу, требуют доступа к мостовому крану или вилочному погрузчику для извлечения, занимают большие площади пола из-за необходимости свободного прохода в проходах, а также создают серьезную угрозу безопасности, когда рабочие вручную обрабатывают длины, которые могут превышать 6 метров и весить сотни килограммов.

Определение правильного профиля в смешанной инвентаризации является еще одной постоянной проблемой. Секции конструкционной стали одинакового внешнего вида, но разной марки или толщины стенок часто путают при ручном хранении, что приводит к дорогостоящим ошибкам в идентификации материала, которые всплывают только после резки или изготовления.

Автоматизированные системы хранения длинномерных материалов решают эти проблемы с помощью моторизованных кассет или телескопических консольных механизмов, которые извлекают материалы определенной длины и доставляют их к точке доступа оператора без использования крана или вилочного погрузчика. База данных инвентаризации системы отслеживает содержимое каждой кассеты — тип материала, сорт, длину, количество — и автоматически управляет последовательностью в порядке поступления. автоматизированные системы хранения длинномерных материалов, включая трубы и профили удовлетворяют именно эту потребность, сочетая компактную архитектуру хранения с точным контролем поиска труб, прутков и профилей любой сложности.

Для предприятий, которым требуется возможность автоматического извлечения без полной автоматизации системы, электроприводные телескопические консольные полки представляют собой промежуточный этап: консольные рычаги автоматически выдвигаются, чтобы доставить требуемый материал к поверхности доступа, устраняя необходимость использования крана, сохраняя при этом знакомый формат консольных стеллажей, стандартизированный для операций с длинными материалами.

Ключевые преимущества, оправдывающие инвестиции

Автоматизированные стеллажные системы требуют более высоких первоначальных затрат, чем обычные стеллажи, и эта стоимость часто является первым возражением, выдвигаемым при обсуждении капитальных вложений. Однако экономическое обоснование автоматизации становится убедительным, когда учитывается полная стоимость ручного хранения, а не только цена покупки стойки.

Рекультивация космоса. Автоматизированные системы устраняют необходимость в широких проходах, необходимых для доступа вилочных погрузчиков. На типичном промышленном объекте площадь проходов составляет 30–50% от общей площади складских помещений. Замена обычных стеллажей автоматизированными стеллажами в том же пространстве может удвоить или утроить вместимость склада или, альтернативно, позволить перераспределить часть существующей площади пола для продуктивного производственного использования. Для предприятий, работающих на пределе своих возможностей, стоимость восстановленного пространства часто оправдывает инвестиции.

Точность инвентаризации. Системы ручного сбора зависят от внимания человека, который правильно выбирает и регистрирует каждый поиск. По отраслевым оценкам, уровень ошибочной комплектации на ручных складах составляет тысячи долларов ежегодно в виде переделок, списаний и негативного воздействия на клиентов. Автоматизированные системы обеспечивают точность инвентаризации на уровне 99,9% или выше , поскольку система управления отслеживает каждое движение и предотвращает неясность, вызывающую ошибки вручную. При обработке листового металла и длительных операций с материалами такая точность напрямую снижает отходы материала из-за неправильной обработки.

Производительность и безопасность труда. Автоматизированные стеллажи доставляют материал оператору, а не отправляют его в зону хранения. Это исключает физическую нагрузку, время в пути и риск травм, связанных с извлечением вручную из высоких стеллажей или штабелей тяжелых материалов. Для обработки материалов требуется меньше персонала, и этот персонал работает в более безопасных и контролируемых условиях. Сокращение затрат на рабочую силу обычно является крупнейшим фактором, влияющим на финансовое обоснование автоматизации.

График возврата инвестиций. Несмотря на значительные первоначальные затраты, системы AS/RS в производственных средах часто достигают окупаемости в течение нескольких месяцев. от 6 до 18 месяцев когда учитываются экономия труда, стоимость пространства, повышение точности инвентаризации и уменьшение материального ущерба. Период окупаемости еще больше сокращается на рынках с высокой стоимостью рабочей силы и при работе в несколько смен, где круглосуточная работа автоматизированных систем обеспечивает производительность, с которой ручные операции не могут сравниться без пропорционального увеличения штата сотрудников.

Интеграция автоматизированных стеллажей с погрузочно-разгрузочным оборудованием и программным обеспечением

Автоматизированная система стеллажей, работающая изолированно, имеет значительную ценность. Система, интегрированная в более широкий материальный поток производственного предприятия, связанная с погрузочно-разгрузочным оборудованием, планированием производства и корпоративным программным обеспечением, обеспечивает трансформационную ценность.

Точкой физической интеграции является интерфейс погрузки и разгрузки. При полностью автоматизированном потоке материалов листы или длинномерные материалы поступают в систему хранения из входящей логистики, автоматически помещаются на склад с помощью погрузочного манипулятора, извлекаются и доставляются на станок для резки или обработки без ручного вмешательства на любом этапе. интеллектуальные погрузочно-разгрузочные манипуляторы для автоматизированной обработки материалов завершить этот цикл — обеспечить физическую передачу материала между системой хранения и производственным оборудованием с точностью, которой невозможно достичь с помощью ручных погрузчиков.

Что касается программного обеспечения, система управления современной автоматизированной стеллажей обычно поддерживает интеграцию с системами управления складом (WMS), системами управления производством (MES) и платформами ERP. Такая интеграция позволяет системе хранения автоматически получать сигналы о пополнении запасов, когда запасы падают ниже порогового значения, отправлять материалы в производство по графику в соответствии с производственным планом и обновлять записи о запасах в режиме реального времени без ручного ввода данных. Результатом является функция хранения, которая не только работает быстрее и точнее, но и действительно связана с производственной операцией, которую она обслуживает.

Для предприятий, которым требуется комплексное решение, а не отдельные компоненты, комплексные автоматизированные системы хранения для производственных сред объединить складские стеллажи, механизмы извлечения, погрузочно-разгрузочное оборудование и управляющее программное обеспечение в интегрированные пакеты, разработанные с учетом конкретных требований цехов по производству и обработке металлов — от мелкосерийных цехов до крупносерийных непрерывных производственных линий.