Система со сдвоенными манипуляторами
Два манипулятор на одной машине по размещению и перемещению иногда используются, чтобы повысить общую пропускную способность системы. Как правило, достигается не более 25% - 35% дополнительной пропускной способности с помощью добавления второго манипулятора. Это вызвано тем, что оба манипулятора редко могут размещать или извлекать изделия из соседних отсеков стеллажей. Экономится некоторое время в горизонтальной транспортировке машиной по размещению и перемещению, но наибольшая экономия достигается благодаря возможности одновременно забирать и выгружать два груза на «входе»/»выходе» системы.
Система с глубокой площадкой
Хранение на глубокой площадке используется тогда, когда есть очень мало единиц хранения, но большое количество каждой из них. Специально спроектированная машина по размещению и перемещению забирает груз на «входе» и транспортирует его до «входной» стороны стеллажа со сквозным потоком материалов, который может быть 10 грузов в глубину. Похожая машина по размещению и перемещению на «выходной» стороне используется только для извлечения материалов. Площадка со сквозным потоком обеспечивает принцип «первый на входе, первый на выходе», и обеспечивает очень высокую плотность хранения, но ее пропускная способность ограничена возможностями двух машин по размещению и перемещению. Возможность использования гравитационного конвейера в проходном стеллаже зависит от веса и транспортабельности груза.
Регуляторы машины по размещению и перемещению
Системы регулировки положения
Регулировка положения машины по размещению и перемещению обычно осуществляется с помощью двоично-кодированных пластин или дешифраторных линеек, смонтированных на машине по размещению и перемещению для вертикальной регулировки положения, и на стеллажной конструкции для горизонтальной регулировки положения. Для точной регулировки положения вместе с дешифраторными линейками могут также использоваться круговые датчики положения и оптические сенсоры.
Система обнаружения ячеек
Инфракрасные детекторы обычно используются для обнаружения присутствия или отсутствия груза в стеллажном проеме (ячейке) прежде чем машина по размещению и перемещению получает команду забрать или разместить груз.
Контроллер в конце прохода
Обычно микропроцессор используется как контроллер в конце прохода для управления «входом» и «выходом» груза в конкретном проходе, находясь постоянно на связи с машиной по размещению и перемещению. Если компьютер автоматизированной системы по размещению и перемещению работает в режиме реального времени, то контроллер в конце прохода сообщает о перемещении товарных запасов и состоянии системы в главную ЭВМ. У контроллера в конце прохода обычно есть панель управления для введения команд для машины по размещению и перемещению вручную, что позволяет исправлять возможные ошибки.
Коммуникации
Сообщения, посланные контроллером в конце прохода машине по размещению и перемещению, обычно доставляются тремя различными способами:
По подвесному кабелю (обычно в морозильных камерах или опасной окружающей среде),
По полосам-проводникам,
С помощью оптических или инфракрасных датчиков.
Компьютерная система управления
Компьютеры системы
Миникомпьютер или микрокомпьютер автоматизированной системы по размещению и перемещению обычно ведет записи о товарных запасах системы в режиме реального времени по мере осуществления операций. Он также управляет операциями, такими как прием грузов в систему или отбор заказов, и отдает команды системе обработки материалов для перемещения груза на хранение и из хранения. Компьютер системы связан напрямую с контроллерами в конце проходов и контроллерами систем транспортировки. Компьютер системы часто функционирует как Система управления складом с радиотерминалами для управления ручным отбором заказов и другими складскими операциями.
Сетевое управление
Компьютеры автоматизированной системы по размещению и перемещению могут связываться по прямому последовательному каналу с контроллерами более низкого уровня и с главной ЭВМ корпорации. В последние годы, локальные сети (LAN), использующие сеть Ethernet, стали наиболее популярным методом коммуникаций наряду с протоколом TCP/IP.
Резервные системы
У большинства автоматизированных систем по размещению и перемещению есть работающие в режиме реального времени резервные компьютеры, на которые можно быстро переключиться в случае проблем с основным компьютером. База данных о товарных запасах, хранящаяся на диске, имеет резервную копию на запасном диске. В случае отключения питания, бесперебойный источник питания обеспечит временное питание с аккумулятора для компьютера системы, обеспечивая нормальное отключение без потери данных.
Разработка программного обеспечения
Разработка программного обеспечения для автоматизированной системы по размещению и перемещению является комплексной. Требуется исключительно быстрое время отклика на одновременные события, которые происходят при передвижении груза по системе. Необходимо реагировать на разнообразные возможные ошибочные условия, которые могут повлиять на точность записей о товарных запасах. Всегда, когда возможно, нужно использовать готовое и полностью настроенное программное обеспечение, чтобы минимизировать время проверки системы.
Архитектура компьютерной системы
На Рис. 21.7 показана архитектура современной компьютерной системы управления для автоматизированной системы по размещению и перемещению, использующей несколько уровней локальных сетей в иерархии системы управления.
Рис. 21.7 Архитектура компьютерной системы управления для автоматизированной системы по размещению и перемещению
Применение автоматизированных систем по размещению и перемещению в распределении
Ручной отбор заказов
Автоматизированные системы по размещению и перемещению широко используются для доставки грузов к пунктам отбора заказов. Привлекательность такого применения увеличивается, когда каждому комплектовщику необходим доступ к большому количеству единиц хранения. Проект системы должен также учитывать время пребывания грузов на пункте отбора заказов, чтобы комплектовщик мог выполнить разнообразные функции, такие как взвешивание, заполнение отгрузочных документов или упаковку коробок. Цель проекта должна быть в том, чтобы машина по размещению и перемещению увеличивала производительность и точность работы комплектовщика, устранив передвижение и время поиска, и улучшив эргономику.
Автоматический отбор заказов
Полные или частично заполненные паллеты и коробки с грузом часто отгружаются напрямую от автоматизированной системы по размещению и перемещению. Так как скорость работы автоматизированных систем по размещению и перемещению за последние годы увеличилась, то такой вариант становится все более популярным.
Сортировка
Вертикальная сортировка продукции – это естественная функция автоматизированной системы по размещению и перемещению. Автоматизированная система по размещению и перемещению получает, составляет очередность и отправляет большее количество различных единиц хранения.
Резервное хранение
Автоматизированные системы по размещению и перемещению часто используются для резервного хранения на оптовых базах с большими объемами продукции, где они пополняют запасы в проходных стеллажах, элеваторных стеллажах и других системах отбора заказов.
Смешанные системы
Редко бывает так, чтобы все материалы на складе соответствовали одной системе хранения или отбора заказов. Популярным методом сегодня будет разделение элементов по размерам, функции и скорости (или популярности). Например:
Для: |
Используются: |
Неполных ящиков с высокой скоростью перемещения |
Проходные стеллажи с ящиками |
Отбора неполных ящиков со средней и медленной скоростью перемещения |
Автоматизированные системы по размещению и перемещению легких грузов |
Отбора полных ящиков с высокой скоростью перемещения |
Проходные стеллажи с паллетами |
Отбора полных ящиков со средней и медленной скоростью перемещения |
Автоматизированные системы по размещению и перемещению единичных грузов |
Отбора полных паллет и резервного хранения, чтобы пополнять запасы при отборе ящиками и неполными ящиками |
Автоматизированные системы по размещению и перемещению единичных грузов |
Морозильные камеры и холодное хранение
Из-за высоких затрат на холодильное оборудование, плотность хранения автоматизированных систем по размещению и перемещению делает их привлекательными для применения в морозильных камерах и холодного хранения. Уменьшение производительности труда работников в холодной окружающей среде также является важным фактором в пользу автоматизированных систем по размещению и перемещению.
Применение на производстве
Производственные автоматизированные системы по размещению и перемещению используются, в основном, для перевалочного хранения полуфабрикатов. Популярным применением является получение и буферное хранение купленных и изготовленных деталей для обеспечения сборочных операций. Автоматизированные системы по размещению и перемещению привлекательны из-за своей высокой плотности хранения и использования вертикального пространства, что позволяет располагать буферное хранение рядом со сборочными участками (Рис. 21.8).
Рис. 21.8 В АО «Von Duprin» материалы для сборки доставляются напрямую от автоматизированных систем по размещению и перемещению к рабочим местам
Незавершенное производство может состоять из нескольких подсистем, обслуживающих гибкие производственные модули или технологические отделы. Например, система с одним проходом может обслуживать несколько механических станков, расположенных вокруг нее. Материалы часто перемещаются по стадиям обработки с помощью автоматизированных управляемых транспортных средств или конвейеров к другому модулю автоматизированной системы по размещению и перемещению. Цель в том, чтобы перевалочное хранение материалов было рядом со следующим рабочим местом, где они будут использоваться. В этих системах, автоматизированные системы по размещению и перемещению не являются системами хранения, но продолжением очерёдности подачи заготовок для технологической операции. В некоторых системах машина по размещению и перемещению напрямую доставляет материалы к автоматическому рабочему месту или механическому станку. В других случаях, извлеченные материалы могут перемещаться на короткое расстояние до пункта, где робот может отбирать детали из специально спроектированных контейнеров, с последующей автоматической обработкой или сборкой.
Автоматизированные системы по размещению и перемещению могут также применяться на многоэтажных заводах в качестве буферного хранения, горизонтальных транспортеров и подъемников.
Так как полуфабрикаты на заводе, как правило, больше 85% своего времени находятся на хранении, то управление размещением этих материалов все больше признается важнейшим фактором ускорения производственного цикла и сокращения товарных запасов. Точное управление товарными запасами воспринимается как ключ к избавлению от производственных задержек, вызванных ожиданием доставки нужных материалов на рабочее место.
Обоснованность применения автоматизированных систем по размещению и перемещению
Производство и распределение «точно в назначенное время»
До середины 1980 гг. автоматизированные системы по размещению и перемещению использовались, в основном, для автоматизации имеющихся логистических процессов и основными факторами обоснованности применения были экономия пространства, сокращение применения традиционного оборудования для обработки материалов и экономия трудовых затрат. Сегодня все больше приходит понимание того, что автоматизированные системы по размещению и перемещению и их компьютеры – это прекрасный инструмент для реорганизации бизнес-процессов компании. Использование современного подхода «точно в назначенное время» при производстве и распределении требует исключительно высокой точности товарных запасов и почти совершенного физического контроля за полуфабрикатами. Из-за тесной интеграции этих современных систем, компании не пытаются обосновать часть системы по обработке материалов отдельно от общих производственных или распределительных процессов. При обосновании применения автоматизированных систем по размещению и перемещению учитываются такие факторы как:
Сокращение цикла выполнения заказа,
Улучшение эффективности работы гибких производственных модулей,
Повышение качества обслуживания с помощью меньших по размерам, больше подогнанных под покупателя отгружаемых партий товара и большей точности отгрузки,
Уменьшение задержек при доставке заказов.
Экономия оборотного капитала
Автоматизированные системы по размещению и перемещению могут, когда используются для ускорения общих производственных или распределительных процессов, сократить товарные запасы, часто удваивая оборот товарных запасов за год. Это сокращает инвестиции в товарные запасы наполовину и освобождает оборотный капитал для других целей.
Возможность расширения производства
Потенциальные пользователи автоматизированных систем по размещению и перемещению часто полагают, что они не могут увеличивать производство или отгрузку без расширения основного здания. Автоматизированные системы по размещению и перемещению занимают неиспользуемое вертикальное пространство, часто давая 50% увеличение «выхода» продукции без строительства дополнительных зданий.
Экономия эксплуатационных расходов
В добавление к экономии трудовых затрат при обработке материалов, автоматизированные системы по размещению и перемещению, являющиеся частью реорганизованных логистических процессов помогают экономить:
Текущие расходы на инвестиции в товарные запасы, по крайней мере, на 20% в год,
Производственный труд — благодаря надежной доставке материалов,
Вспомогательный труд, например, контролеров за материалами, диспетчеров производства и персонала по вводу данных и обработке бумажных документов.
Будущие возможности автоматизированных систем по размещению и перемещению
К текущим тенденциям, влияющим на применение и популярность автоматизированных систем по размещению и перемещению, относятся:
Упрощение цепочек поставок для сокращения этапов, уменьшение размеров партий и более быстрое перемещение материалов.
Объединение завода и склада — (производства и распределения) в один объект, где полуфабрикаты находятся на перевалочном хранении и быстро доставляются до места окончательной сборки/выполнения заказа. Здесь продукция изготавливается на заказ и отгружается напрямую потребителю.
Практика доступа клиентов к информации о товарных запасах поставщика через Интернет и автоматическое размещение заказов без человеческого вмешательства.
Заводские и складские работники превращаются в контролеров за материалами и производством со своими собственными компьютерными терминалами, которые позволяют им управлять потоком материалов к рабочим местам и от рабочих мест.
Новые производственные и складские объекты проектируются для эффективного буферного хранения материалов и более коротких и быстрых каналов для потоков материалов. Это в корне отличается от прошлых подходов, когда просто строили здание побольше, а затем позволяли потоку материалов "происходить само собой".
Оптовые базы сейчас планируются, в основном, для перегрузки, когда требуется сортировка, временное буферное хранение и случайный доступ ко всем грузам.
Эти тенденциям требуется высоконадежное, очень плотное, гибкое буферное хранение материалов всех размеров, с достаточной скоростью и в реальном времени. Это ключевые свойства автоматизированных систем по размещению и перемещению.
22
Автопогрузчики
Джон Колборн
Роберт Дж. Льюис
Компания «Raymond», г. Грин, штат Нью-Йорк
Введение
За последние 100 лет средняя продолжительность рабочего дня сократилась на одну треть, но реальный валовый национальный продукт на душу населения в США, по оценке экспертов, увеличился больше чем на 500%. Машины во множестве своих воплощений стали рычагом, обеспечивающим все большую и большую производительность на единицу труда.
Автопогрузчики привели к огромному увеличению производительности складских операций. Сюда относятся разгрузка трейлеров на погрузочной платформе, транспортировка материалов к месту хранения внутри склада и, наконец, отбор заказов, и перераспределение продукции по ее окончательным местам назначения. На самом деле, большинство производимой продукции, будут ли это продукты питания, бейсбольные биты или автомобили, больше времени проводит в процессах обработки материалов, чем в производственных процессах. По этой причине очень важно понимать все особенности применения автопогрузчиков и что они приносят с собой в распределительные и складские процессы.
В этой главе предлагается информация о разнообразных видах автопогрузчиков, спроектированных в соответствии с требованиями к обработке материалов в современных высокопроизводительных складских и распределительных операциях. Это обсуждение будет сосредоточено на оборудовании по обработке материалов, работающем внутри помещения, с оператором на борту. Описываемые автопогрузчики имеют максимальную грузоподъемность в 10000 фунтов и могут быть с ручным приводом или от аккумуляторов, или с двигателем внутреннего сгорания.
Предназначенные для работы внутри помещений складские/производственные автопогрузчики отличаются друг от друга по своим характеристикам и фирмам-изготовителям. При таком широком спектре предлагаемой продукции, важно понимать свойства каждого вида продукции и цели, для которых она была спроектирована.
Различные классификации автомобилей
Ассоциация торговли автопогрузчиками, Ассоциация автомобилей для промышленности разделила разнообразные типы автопогрузчиков на различные классы. Эти пять классов автомобилей включают в себя:
Класс 1
Электрические, с противовесом, погрузчики с водителем
Сюда относятся управляемые водителями, с противовесом, работающие от электродвигателя автомобили. Источником питания будут или аккумуляторы или двигатели-генераторы, при всех типах шин.
Класс 2
Электромобили для узких и очень узких проходов
Включает в себя управляемые водителем погрузчики с электродвигателем, спроектированные для транспортировки груза над колесами, т.е. без противовеса. Сюда относятся погрузчики с выносными опорами, с выдвижным грузоподъемником, со сдвоенным (удлиненным) выдвижным грузоподъемником, с поворотным подъемным устройством, комплектовочные краны-штабелеры, боковые погрузчики и гибридные погрузчики.
Класс 3
Электрические ручные тележки
Включает в себя тележки с электродвигателем для пешего передвижения, с электронным или ручным управлением. Вертикальное (если есть) и горизонтальное передвижение должно быть с приводом. К этому классу также относятся тягачи с электродвигателями, с силой тяги до l000 фунтов.
Класс 4
Погрузчики с противовесом, с двигателем внутреннего сгорания, с шинами с обрезиненным ободом
Включает в себя управляемые водителем, с двигателем внутреннего сгорания, погрузчики с противовесом, с шинами с обрезиненным ободом и двигателем, работающем на бензине, дизельном топливе или сжиженном нефтяном газе.
Класс 5
Погрузчики с противовесом, с двигателем внутреннего сгорания, с пневматическими шинами
Сюда относятся управляемые водителем, с двигателем внутреннего сгорания, погрузчики с противовесом, с пневматическими шинами. Двигатель работает на бензине, дизельном топливе или сжиженном нефтяном газе.
В каждом из этих классов есть подгруппы с различными типами погрузчиков. Например, в Классе 1 есть подгруппы с сидячими и стоячими местами для водителя.
Использование этих классов продукции позволяет нам обсуждать различные подгруппы автопогрузчиков по их рабочим характеристикам. Эта "иерархия продукции" не предназначена для распределения по важности и необходимости всех типов автопогрузчиков, рассмотренных в данной главе. Целью было проинформировать читателя о характеристиках продукции и их воздействии на процесс распределения.