Sulankstomos padėklų dėžės: dydžių vadovas automatizuotai sandėlio integracijai

2023 m. sulaukėme skambučio iš didelio automobilių dalių platinimo centro Vokietijoje, kuris išleido 4,2 mln. eurų naujam automatizuotam aukštų lentynų sandėliui ir veikė tik 68 % projektinio pajėgumo, nes jų konteineriai netinkamai tilpo į sandėliavimo vietas. Problema buvo ne AS/RS kranas ar programinė įranga, o konteineriai. Jie buvo įsigiję standartines europines padėklų dėžes iš katalogų tiekėjo, kuris niekada nebuvo dirbęs su automatizuotomis sandėliavimo sistemomis, o konteineriai buvo 8 mm per platūs sandėliavimo stelažų bėgiams.

Aštuoni milimetrai skamba nereikšmingai. Tačiau AS/RS sistemoje 8 mm matmenų paklaida vienam konteineriui reiškia, kad kranui bandant pastatyti konteinerį į sandėliavimo vietą, šis užstringa už bėgio krašto, o ne nuslysta į vietą. Krano padėties jutiklis užregistruoja užstrigimą, kranas sustoja ir visa sistema laukia rankinio įsikišimo. Jei neplanuotų prastovų kaina siekia 2 000–4 000 eurų už valandą, tie 8 mm klientui per pirmuosius šešis eksploatavimo mėnesius kainavo 340 000 eurų.

Parašiau šį straipsnį, kad padėčiau jums išvengti šios klaidos. Kadangi automatizuotų sandėlio konteinerių matmenų specifikacijos iš esmės skiriasi nuo rankinių tvarkymo sistemų, tai yra dydžių vadovas, kuris padės jums pasirinkti arba nurodyti sulankstomas padėklų dėžes, kurios iš tikrųjų veiks jūsų automatizuotoje aplinkoje.

Penki svarbiausi automatizuotų sandėlio konteinerių matmenys

Projektuodami sulankstomas padėklų dėžes automatizuotai sandėlio integracijai, vertiname penkias matmenų specifikacijų kategorijas. Kiekviena iš jų turi konkrečius tolerancijos nuokrypius, kurių turi būti laikomasi, kad automatizuotas veikimas būtų patikimas.

1 matmuo: ISO padėklų pėdsako suderinamumas

Beveik visos automatizuotos sandėlių sistemos naudoja standartinius ISO padėklų išmatavimus kaip pagrindinį modulį sandėliavimo vietoms nustatyti. Du standartiniai išmatavimai yra šie:

• EUR padėklas (1200 × 800 mm)Standartas Europoje, naudojamas 90 % Europos logistikos sistemų. Vidinis sandėliavimo vietos plotis: paprastai 1 220–1 240 mm.
• ISO padėklas (1200 × 1000 mm)Standartas Šiaurės Amerikoje, Azijos ir Ramiojo vandenyno regione bei daugelyje pramoninių sričių. Vidinės saugyklos plotis: paprastai 1 220–1 240 mm.

Kadangi konteinerio pėdsako tolerancija yra ±2 mm (palyginti su ±5 mm rankiniu būdu tvarkant), kad būtų išvengta stelažo bėgių užsikabinimo, konteinerio išoriniai matmenys turi būti ±2 mm ilgio ir pločio atžvilgiu. Tam reikalingas tikslus liejimas įpurškimu arba konstrukcinis termoformavimas su įrankių valdymu, o ne standartiniai katalogo konteineriai su katalogo tolerancijomis.

2 matmuo: AS/RS krano keliamoji galia

Automatizuotų sandėliavimo ir iškėlimo sistemų (AS/RS) kranams taikomi konkretūs keliamosios galios apribojimai, apimantys konteinerį ir jo turinį. Krano vardinė keliamoji galia paprastai yra 10–15 % didesnė už maksimalią tvarią apkrovą. Svarbiausi dydžio pasirinkimo aspektai:

• Bendroji apkrovaDidžiausias svoris (konteineris + turinys), kurį kranas gali saugiai pakelti. Daugumai vidutinio greičio AS/RS sistemų šis svoris svyruoja nuo 500 kg iki 1500 kg vienai sandėliavimo pozicijai.
• Grynojo svorio ribaDidžiausias produkto svoris, neskaitant konteinerio tuščio svorio. Tai lemia, kiek produkto galite iš tikrųjų laikyti.
• Konteinerio taros svorio biudžetasSulankstomų konteinerių atveju paties konteinerio svoris sudaro dalį bendros apkrovos ribos. 25 kg sulankstomas konteineris 1000 kg talpos AS/RS modelyje palieka tik 975 kg produktui. Tai svarbu sunkiems produktams.

Kadangi AS/RS krano keitimo išlaidos svyruoja nuo 150 000 iki 500 000 eurų vienam kranuiKrano valdymas viršijant jo vardinę keliamąją galią (net ir trumpą laiką) nėra priimtina rizika. Skaičiuojant dydį, reikia atsižvelgti į maksimalų produkto tankį konteineryje, o ne į vidutinį tankį.

3 matmuo: AGV navigacijos jutiklių atstumai

Automatiškai valdomos transporto priemonės (AGV) naviguoja naudodamos lazerinių skenerių, kamerų sistemų ir magnetinės juostos derinį. Konteinerio geometrija AGV navigaciją veikia keliais būdais:

• Išsikišimo trukdžiaiSulankstytos konteinerio šoninės sienelės, kurios sulankstymo metu išlenkiamos į išorę, gali išsikišti už nominalaus konteinerio matmenų ribų ir trukdyti AGV lazeriniams skeneriams arba sukelti susidūrimo taškus siauro praėjimo navigacijoje.
• RFID žymės poveikisJei RFID žymės pritvirtintos prie konteinerio šoninių sienelių, tam tikromis kryptimis jas gali užstoti AGV borto skaitytuvo antenos, todėl konteinerių perkėlimo metu duomenys gali būti praleisti.
• Stabilumas krovimui perkeliantKai AGV transportuoja sukrautus konteinerius, viršutinis konteineris neturi judėti didelio pagreičio ar lėtėjimo metu. Sulankstomo užrakto mechanizmo įsijungimas turi būti patikrintas atsižvelgiant į konkrečius jūsų AGV sistemos pagreičio profilius.

Dirbome su „MiR“, „OTTO Motors“, „Fetch Robotics“ AGV sistemomis ir su didžiausių automobilių originalios įrangos gamintojų AGV sistemomis. Kiekviena iš jų turi skirtingas navigacijos jutiklių konfigūracijas, kurioms reikia skirtingo konteinerio dizaino.

4 aspektas: RFID žymos išdėstymas automatiniam nuskaitymui

Automatizuoti sandėliai naudoja RFID konteinerių sekimui saugojimo vietose, perkėlimo punktuose ir išsiuntimo vartuose. Konteinerio RFID žyma turi būti nuskaitoma kiekviename sistemos taške:

• Saugojimo padėties nuskaitymasŽymos turi būti nuskaitomos per sandėliavimo stelažų konstrukciją, paprastai reikalaujama, kad žymų skaitymo atstumas būtų ne mažesnis kaip 2 metrai, o orientacijos tolerancija – ±45 laipsniai nuo optimalios.
• Perkėlimo taško nuskaitymasPerdavimo taškuose nuo konvejerio iki AGV arba nuo AGV iki roboto žymos nuskaitomos stacionariais skaitytuvais su specialiomis antenų konfigūracijomis. Žymų išdėstymas turi būti suderintas su šių skaitytuvų padėtimi.
• Siuntimo vartų nuskaitymasDidelės spartos konvejerių skaitytuvams prie išsiuntimo vartų reikalingos žymos, kurias būtų galima nuskaityti esant 0,5–1,5 m/s konvejerio greičiui.

Kadangi RFID nuskaitymo gedimai automatizuotuose perdavimo taškuose sukelia kaskadinius sistemos vėlavimusRFID žymų išdėstymą konteineryje projektuojame bendradarbiaudami su konkrečiu AS/RS sistemos integratoriumi konteinerio specifikacijos etape, o ne po to, kai konteineris jau pagamintas.

5 matmuo: Sulankstymo mechanizmo matmenys sulankstyto

Automatizuotoje grąžinimo logistikoje sulankstyto konteinerio matmenys lemia sandėliavimo tankį grąžinimo konteinerio buferinėje zonoje ir sunkvežimių pakrovimo efektyvumą:

• Sutraukto aukščioKad automatinė išstūmimo įranga veiktų patikimai, ji turi būti nuosekli visame parke. Tolerancija: ±2 mm suskleisto aukščio atžvilgiu.
• Sutrauktas blokavimasSulankstyti konteineriai turi tolygiai susijungti, kad būtų galima stabiliai krauti juos automatinėje išėmimo įrangoje. Krovimo bėgių geometrija turi būti suprojektuota atsižvelgiant į konkretaus išėmimo įrankio profilį.
• Sulankstymo mechanizmo laisvumasSulankstymo mechanizmas (vyriai) sulankstymo metu neturi išsikišti už konteinerio pagrindo ribų, kitaip jis užkliūva už automatinės krovimo įrangos.

Dydžio nustatymo medis: kaip pasirinkti tinkamą konteinerį savo automatizuotai sistemai

Štai praktinė sprendimų priėmimo sistema, kurią naudojame klientams, renkantis sulankstomas padėklų dėžes automatizuotiems sandėliams:

1 veiksmas: Kokia jūsų AS/RS krano vardinė keliamoji galia?
→ Mažiau nei 750 kg vienoje pozicijoje: Pasirinkite konteinerį, kurio tuščiosios masės svoris yra mažesnis nei 20 kg, kad maksimaliai padidintumėte produkto apkrovą.
→ 750–1 250 kg: priimtinas konteinerio svoris nuo 20 iki 35 kg
→ Virš 1250 kg: sunkiasvoriai konteineriai su sustiprintais pagrindais ir didesniu leistinu savituku

2 veiksmas: Koks jūsų AS/RS saugyklos plotis?
→ 1 220–1 240 mm (EUR standartas): Naudokite 1 200 × 800 mm konteinerį su ± 2 mm paklaida
→ 1 320–1 340 mm (dvigubo pločio): naudokite du standartinius konteinerius greta arba vieną platų konteinerį
→ Nestandartinis: Reikalingas individualus konteinerio dydis – individualiems įrankiams pagaminti prireiks 12–16 savaičių

3 veiksmas: Kokia jūsų AGV sistema?
→ Lazerinio skenerio navigacija: patikrinkite, ar sulankstymo mechanizmas sulankstytoje būsenoje neišsikiša už pagrindo ribų
→ Kameros pagrindu veikianti navigacija: patikrinkite, ar RFID žymės padėtis netrukdo kameros matymo laukams
→ Magnetinė juosta: mažiau riboja konteinerio geometriją, bet patikrinkite, ar nėra magnetinių trukdžių žymei

4 veiksmas: Koks griūties santykis reikalingas grąžinimo logistikai?
→ Kelionė pirmyn ir atgal iki 800 km: gali pakakti 3:1 griūties santykio
→ 800–2 000 km: mažiausiai 4:1, rekomenduojama 5:1
→ Virš 2 000 km: privalomas 5:1 santykis – grąžos ekonomijai reikalingas maksimalus tankumas

Nes neteisingų konteinerių matmenų kaina automatizuotame sandėlyje kainuoja 150 000–500 000 eurų vienam kranui dėl žalos ir prastovų.Prieš įsipareigojant gamybos įrankiams, primygtinai rekomenduoju kreiptis į AS/RS sistemų integratorių, kad patikrintų konteinerių specifikacijas. Dauguma integratorių peržiūri konteinerių brėžinius kaip mokamą inžinerinę paslaugą – labai gerai išleisti pinigai.

Mūsų metalinių stelažų sprendimai automatizuotai sandėlio integracijai

Automatizuotose sandėlio aplinkose, kurioms reikalingas maksimalus konstrukcinis tvirtumas ir ilgaamžiškumas, mūsų metalinis stovas Produktai turi privalumų, su kuriais negali lygintis plastikiniai konteineriai:

• Didesnė keliamoji galiaMetaliniai stelažai gali atlaikyti iki 2000 kg krovinius vienoje pozicijoje – tai viršija daugumos plastikinių konteinerių keliamąją galią.
• Nuolatinis matmenų stabilumasMetalas neslysta ir nedeformuojasi veikiant nuolatinei apkrovai, neribotą laiką išlaikant ±2 mm toleranciją
• Aukščiausios kokybės RFID integracijaMetalines RFID žymas galima įterpti į metalines konstrukcines dalis be trukdžių problemų
• Ilgesnis tarnavimo laikasAutomatizuotų sistemų metalinės lentynos tarnauja 10–15 metų, palyginti su 4–6 metais plastikinių konteinerių.

Kadangi automatizuotų sandėlių sistemos turi dideles kapitalo sąnaudas vienai sandėliavimo vietai, metalinio stelažo naudojimo kaina (paskirstyta per 10–15 metų) gali būti mažesnė nei plastikinių konteinerių, net ir esant didesnei pradinei kainai. Mes atliekame abiejų variantų TCO analizę kaip mūsų automatizuoto sandėlio pakavimo konsultacijos dalį.

Dažniausios dydžio nustatymo klaidos ir kaip jų išvengti

Remiantis mūsų patirtimi diegiant konteinerius 45 automatizuotose sandėlių programose, pateikiame penkias dažniausiai pasitaikančias dydžio nustatymo klaidas ir kaip jų išvengti:

1 klaida: katalogo tolerancijų nurodymas automatizuotoms programoms

Katalogo konteinerių matmenų tolerancija paprastai yra ±3–5 mm. Automatizuotam sandėliavimui reikalinga ±2 mm paklaida. Kadangi nurodant katalogo tolerancijas automatizuotai programai, garantuojami matmenų gedimaiužsakydami automatizuotus sandėlius, visada aiškiai nurodykite ±2 mm tolerancijos reikalavimus.

2 klaida: neatsižvelgiama į šiluminį plėtimąsi

Plastikiniai konteineriai plečiasi ir traukiasi dėl temperatūros. Nešildomame sandėlyje, kurio temperatūra yra nuo -5 °C iki +40 °C, 1200 mm konteinerio matmenys gali pasikeisti 2–4 mm. Kadangi konteineris turi būti tinkamas abiem temperatūros kraštutinumamsmatmenų specifikacijoje turi būti nurodytas šiluminio plėtimosi leidimas, paprastai nurodant matmenį esant vidurio temperatūrai ir priveržimo toleranciją, atsižvelgiant į šiluminius pokyčius.

3 klaida: šakės kišenės matmenų nurodymas be AS/RS integracijos peržiūros

AS/RS krano šakių mechanizmams taikomi konkretūs šakių pločio, storio ir atstumo reikalavimai, kurie skiriasi priklausomai nuo gamintojo. Kadangi šakių lizdų nurodymas iš katalogo be AS/RS integratoriaus peržiūros yra viena iš dažniausių AS/RS užstrigimo priežasčių., visada patikrinkite šakės kišenės geometriją pagal konkretaus AS/RS sistemos integratoriaus paskelbtas specifikacijas.

4 klaida: grąžinimo logistikos ignoravimas nuo pat pradžių

Daugelis sandėlių yra projektuojami atsižvelgiant į atgabenimo logistiką, tačiau tuščių konteinerių grąžinimo logistika yra antraeilis dalykas. Kadangi grąžinimo konteinerio buferinis plotas automatizuotame sandėlyje paprastai sudaro 15–25 % viso sandėliavimo plotoTinkamo sugriuvimo santykio projektavimas nuo pat pradžių lemia, ar turite pakankamai vietos grąžinimo konteineriams.

5 klaida: neplanuojama konteinerių parko plėtra

AS/RS sistemos yra sukurtos konkrečiam sandėliavimo vietų skaičiui. Konteinerių parko dydis turi tai atitikti, o buferinės atsargos turi būti 15–20 % didesnės už teorinį minimumą. Nes konteinerių parko trūkumas sukelia tiesioginius gamybos sutrikimusKonteinerių parko dydžio skaičiavimas turi apimti tiek veikiantį, tiek buferinį laivyną, o ne tik teorinį minimumą.

Išvada: tikslus dydžių nustatymas automatizuotuose sandėliuose yra neginčijamas.

Skirtumas tarp konteinerio, kuris veikia automatizuotame sandėlyje, ir konteinerio, kuris sukelia 340 000 eurų vertės prastovų, yra 8 mm. Toks tikslumas reikalingas konteinerių dydžiui nustatyti, kad būtų galima integruoti automatizuotą sandėlį.

Kadangi kapitalo sąnaudos vienai automatizuotai sandėliavimo vietai (800–2 500 USD) ir prastovos sąnaudos vienai AS/RS krano valandai (2 000–4 000 USD) yra labai didelės.Investicijos į tikslų konteinerių dydžių nustatymą yra vienas iš didžiausią investicijų grąžą užtikrinančių inžinerinių sprendimų sandėlių projektavimo srityje. Papildomos tiksliųjų įrankių išlaidos (±2 mm tolerancija, palyginti su ±5 mm katalogo tolerancija) paprastai siekia 5 000–20 000 USD už vieną konteinerio dydį – tai tik nedidelė dalis galimų prastovų išlaidų santaupų.

Jei nurodote konteinerius automatizuotam sandėliui, Mūsų automatizuoto sandėlio pakavimo komanda gali peržiūrėti jūsų konteinerių specifikacijas pagal jūsų AS/RS sistemos reikalavimus ir nustatyti galimus matmenų konfliktus, kol jie nesukėlė eksploatacinių problemų.

Dažnai užduodami klausimai

Kokie yra kritiniai sulankstomų padėklų dėžių matmenų tolerancijos automatizuotuose sandėliuose?

Automatizuotoms sistemoms reikalingi ±2 mm išorinių matmenų tolerancijos apribojimai (palyginti su ±5 mm rankinio tvarkymo atveju). Svarbiausi matmenys: bendras pėdsakas (±2 mm), šakių kišenių plotis ir tarpai (±1 mm), bendras aukštis išskleistoje ir sulankstytoje padėtyje (±3 mm) ir pagrindo lygumas (±2 mm). Kadangi nukrypimai, viršijantys šias tolerancijas, sukelia strigimus, neteisingą surinkimą ir sistemos išsijungimąKatalogo konteineriai su katalogo tolerancijomis netinka automatizuotoms programoms.

Koks griūties santykis reikalingas, kad automatizuota grąžinimo logistika būtų ekonomiškai perspektyvi?

Automatizuotai sandėlio integracijai rekomenduojame minimalų 4:1 sulankstymo santykį, o optimalus – 5:1. 5:1 santykis reiškia, kad 1200 mm aukščio konteineris sulankstomas iki 240 mm aukščio, todėl automatizuotose sandėliavimo vietose galima sukrauti 5 vienetus, o ne 1 standų vienetą. Kadangi grąžinimo konteinerio buferinis plotas paprastai sudaro 15–25 % viso sandėliavimo plotoMaksimalus sugriuvimo santykio padidinimas tiesiogiai sumažina grąžinamų konteinerių valdymui reikalingą sandėlio erdvę.

Kaip konteinerių svorio paskirstymas veikia automatizuotos sandėliavimo ir paieškos sistemos našumą?

AS/RS kranams reikalingas nuspėjamas svorio paskirstymas, kurio svorio centras turi būti viduriniuose 60 % pagrindo ploto, o sunkus pakrovimas tenka dugnui. Vieno konteinerio svoris neturėtų viršyti AS/RS krano keliamosios galios atėmus 15 % saugos ribą. Konteineriams su netaisyklingos geometrijos dalimis reikalingi specialūs putplasčio arba padėklų įdėklai, kad krovinys būtų išdėstytas priimtinoje svorio centro zonoje. Kadangi AS/RS krano keitimo išlaidos svyruoja nuo 150 000 iki 500 000 eurų vienam kranuiveikimas viršijant vardinį pajėgumą nėra priimtina rizika.

Kokius MHE suderinamumo standartus turėčiau patikrinti, rinkdamasis sulankstomas padėklų dėžes?

Pagrindiniai standartai: ISO 445 (padėklų matmenys), ISO 6781 (padėklų vaizdo atpažinimas), VDA 4500 (automobilių padėklų standartai Europos originalios įrangos gamintojams (OEM) ir ASTM D6251 (atsparumas gniuždymui). Automatizuotoms sistemoms papildomai patikrinkite: šakių kišenių matmenis pagal konkretų AS/RS gamintoją („Dematic“, „Siemens“, „Swisslog“, „Knapp“ turi skirtingas specifikacijas), RFID žymų išdėstymo suderinamumą su skaitytuvo antenos padėtimis ir lazerinio žymėjimo vietas, kurios netrukdys automatiniam nuskaitymui.

Kuo skiriasi sulankstomų ir standžių konteinerių priežiūros išlaidos automatinėse sistemose?

Automatizuotos sistemos pašalina šakinių krautuvų smūgių daromą žalą (dažną rankinio tvarkymo metu), tačiau reikalauja sulankstymo mechanizmo priežiūros. Mūsų duomenys iš 45 automatizuotų sandėlio programų rodo: rankinės sistemos: 12–18 USD už konteinerio pažeidimus per metus; automatinės sistemos: 5–10 USD už konteinerio sulankstymo mechanizmo priežiūrą per metus plius 2–4 USD už RFID / žymų pakeitimą. Kadangi automatizuotos sistemos sumažina bendras konteinerių priežiūros išlaidas 40–60 %, automatizuotų sistemų TCO pranašumas apima tiek saugojimo tankio pranašumą, tiek mažesnes priežiūros išlaidas.