Rafturi automate: tipuri, beneficii și soluții de depozitare industrială

Ce sunt sistemele automate de rafturi și de ce contează

Treceți printr-un depozit industrial convențional și veți vedea același tipar repetat: muncitori care se deplasează între culoare largi, stivuitoare care navighează unul în jurul celuilalt, personalul petrecând mult timp localând materialul potrivit înainte de a începe munca efectivă de recuperare. Acest model a servit producției de zeci de ani, dar ineficiențele sale au devenit mai greu de absorbit pe măsură ce costurile cu forța de muncă cresc, spațiul de pe podea devine mai scump și programele de producție necesită o schimbare mai rapidă a materialului.

Rafturile automate – cunoscute mai formal sub denumirea de Sisteme automate de stocare și recuperare (AS/RS) – înlocuiesc acest model manual cu mecanisme controlate de computer care stochează și recuperează materiale precis, rapid și fără a necesita personalul să navigheze fizic în zonele de depozitare. Un sistem de control înregistrează locația fiecărui articol la admisie, direcționează mecanismul de recuperare în poziția corectă la cerere și livrează materialul unui operator la un punct de acces ergonomic corect. Operatorul nu intră niciodată în zona de depozitare.

Trecerea către rafturile automate s-a mutat de la o aplicație de nișă la o strategie industrială principală. Potrivit informațiilor de la Grupul industrial al sistemelor automate de stocare și recuperare al MHI , adoptarea se accelerează în producție și logistică, determinată de presiunile convergente: lipsa cronică de forță de muncă, disponibilitatea mai redusă a spațiului de podea și imperativul competitiv de a muta materialele mai rapid, cu mai puține erori. În special pentru fabricarea metalelor, prelucrarea tablelor și operațiunile cu materiale structurale, argumentul pentru automatizare nu a fost niciodată mai clar.

Tipuri de bază de rafturi automatizate în setări industriale

Rafturile automate nu sunt o singură tehnologie – este o familie de sisteme, fiecare proiectat pentru diferite tipuri de materiale, cerințe de debit și constrângeri ale instalației. Înțelegerea distincțiilor este punctul de plecare pentru orice decizie semnificativă de achiziție.

Module de ridicare verticală (VLM) utilizați două coloane de tăvi - una pe fiecare parte a unei unități centrale de extracție - care se mișcă vertical pentru a livra tava solicitată într-o deschidere de acces fixă din partea din față a mașinii. VLM-urile sunt soluția cea mai eficientă din punct de vedere al spațiului pentru instalațiile cu înălțimea disponibilă a tavanului, deoarece înlocuiesc rafturile orizontale întinse cu o amprentă verticală compactă care poate ajunge la 15-30 de metri înălțime. Se potrivesc articolelor de greutate medie depozitate în tăvi sau pubele și sunt utilizate pe scară largă în depozitele de piese, magazinele de scule și operațiunile cu piese de schimb.

Carusele orizontale rotiți o serie de pubele sau suporturi în jurul unei piste ovale orizontale, aducând suportul solicitat în poziția operatorului. Sunt rapide pentru ridicarea de înaltă frecvență a articolelor mici sau medii, dar necesită o suprafață semnificativă a podelei și sunt cele mai potrivite pentru mediile în care viteza de preluare per articol este valoarea principală.

Sisteme automate de rack tip sertar sunt concepute special pentru materiale plate și grele - cel mai semnificativ tablă. În loc să rotească sau să ridice tăvi, aceste sisteme folosesc mecanisme de sertare motorizate care glisează casetele individuale de depozitare către operator la podea sau la înălțimea de lucru, eliminând nevoia de stivuitoare sau macarale rulante în punctul de acces. Fiecare sertar este adresabil independent de sistemul de control.

Sisteme de stivuitoare (AS/RS cu sarcină unitară) desfășurați un mecanism de macara care rulează pe o șină fixă într-un culoar îngust între structurile de rafturi înalte. Macaraua se deplasează orizontal și vertical pentru a plasa și a prelua paleți sau încărcături mari în orice locație de rafturi. Aceste sisteme suportă cele mai grele încărcături și cele mai mari densități de depozitare și sunt coloana vertebrală a depozitelor înalte complet automatizate din sectoarele de automobile, oțel și distribuție.

Rafturi automate pentru tablă: o aplicație specializată

Depozitarea tablei prezintă un set de provocări pe care rafturile standard – automate sau manuale – le gestionează prost. Foile brute și semifabricatele tăiate sunt grele (o singură foaie de oțel de 3000×1500 mm poate cântări câteva sute de kilograme), mari dimensional, predispuse la deteriorarea suprafeței prin contact și abraziune și dificil de identificat vizual atunci când sunt stivuite. În depozitarea manuală convențională, recuperarea unei anumite foi dintr-o stivă necesită un stivuitor, un operator calificat și, adesea, îndepărtarea și re-stivuirea mai multor foi care se află deasupra materialului țintă. Acest proces este lent, dăunează suprafețelor și prezintă un risc real de rănire.

Sistemele automate de rafturi din tablă de tip sertar rezolvă toate aceste probleme într-o singură arhitectură. Fiecare foaie sau lot de foi ocupă propria casetă sau sertar independent, înregistrată după tipul materialului, grosimea, calitatea aliajului și cantitatea în baza de date de inventar a sistemului. Când o mașină de tăiat sau o presă necesită un anumit material, operatorul introduce cererea la un terminal — sau sistemul o primește automat de la MES sau ERP conectat — iar mecanismul motorizat preia sertarul corect și îl prezintă la stația de încărcare. Niciun stivuitor nu intră în imagine. Nicio cearșaf nu este mutată inutil. Materialul ajunge la operator nedeteriorat și corect identificat.

Economiile de spațiu din această abordare sunt substanțiale. Tablele metalice depozitate în stive orizontale convenționale cu culoar de acces pentru stivuitoare necesită o suprafață semnificativă a podelei pe tonă de material. Un sistem automat de tip sertar consolidează același inventar într-o fracțiune din amprenta la sol prin eliminarea spațiului pe culoar și stivuirea compactă a casetelor în structura raftului. Explorați întreaga gamă de sisteme automate de depozitare table metalice pentru ateliere industriale , inclusiv soluții la scară atât pentru medii de procesare a foilor de loturi mici, cât și de volum mare. Pentru instalațiile care necesită automatizarea completă a admisiei și extragerii foilor, sisteme automate de depozitare tablă cu acces tip sertar se integrează direct cu echipamentele de procesare din amonte și din aval pentru a crea un flux de materiale automatizat continuu.

Depozitare automată pentru materiale lungi: țevi, profile și bare

Materialele lungi — țevi de oțel, extrudate de aluminiu, secțiuni structurale, stocul de bare rotunde și plate — prezintă un set diferit de provocări de depozitare față de table, dar rezultate la fel de slabe în regimurile de depozitare manuală. Depozitate în mod convențional pe rafturi statice în consolă sau în mănunchiuri de podea, materialele lungi necesită acces la macara rulantă sau stivuitorul pentru recuperare, consumă suprafețe mari de podea datorită spațiului liber pe culoar cerut de lungime și creează pericole serioase de siguranță atunci când lucrătorii manipulează manual lungimi care pot depăși 6 metri și cântăresc sute de kilograme.

Identificarea profilului corect în cadrul unui inventar mixt este o altă problemă persistentă. Secțiunile structurale din oțel cu aspect similar, dar diferite calități sau grosimi ale peretelui sunt frecvent confundate în mediile de depozitare manuală, ceea ce duce la erori costisitoare de identificare greșită a materialelor care apar numai după tăiere sau fabricare.

Sistemele automate de depozitare pentru materiale lungi abordează aceste probleme prin casete motorizate sau mecanisme cantilever telescopice care preiau lungimi specifice de material și le livrează la un punct de acces al operatorului fără nicio implicare a macaralei sau stivuitorului. Baza de date de inventar a sistemului urmărește conținutul fiecărei casete – tipul materialului, gradul, lungimea, cantitatea – și gestionează automat secvențierea primul intrat, primul ieșit. The sisteme automate de depozitare pentru materiale lungi, inclusiv țevi și profile satisfac exact această nevoie, combinând arhitectura de stocare compactă cu controlul precis al recuperării pentru stocurile de tuburi, bare și secțiuni de orice complexitate.

Pentru instalațiile care au nevoie de capacitate de recuperare automată fără automatizare completă a sistemului, rafturile cantilever telescopice electrice motorizate oferă un pas intermediar: brațele cantilever se extind automat pentru a aduce materialul solicitat pe fața de acces, eliminând operațiunile cu macaraua, păstrând în același timp formatul familiar cantilever, pe care operațiunile cu materiale lungi l-au standardizat.

Beneficii cheie care justifică investiția

Sistemele automate de rafturi au un cost inițial mai mare decât rafturile convenționale, iar acest cost este adesea prima obiecție ridicată în discuțiile de aprobare a capitalului. Cazul de afaceri pentru automatizare devine convingător, totuși, atunci când costul total al stocării manuale - nu doar prețul de achiziție a rackului - este pus pe masă.

Recuperarea spațiului. Sistemele automate elimină culoarele largi pe care le necesită accesul cu stivuitoare. Într-o instalație industrială tipică, spațiul culoarului reprezintă 30-50% din suprafața totală a podelei dedicată depozitării. Înlocuirea rafturilor convenționale cu rafturi automate în același spațiu poate dubla sau tripla capacitatea de depozitare sau, alternativ, permite redistribuirea unei părți din suprafața existentă a podelei pentru utilizarea productivă în producție. Pentru instalațiile care funcționează în apropierea capacității, acest spațiu recuperat are adesea o valoare care justifică singură investiția.

Precizia inventarului. Sistemele de selectare manuală depind de atenția umană pentru a selecta și înregistra corect fiecare extragere. Estimările industriei plasează ratele de greșeală în depozitele manuale la rate care se traduc în mii de dolari anual în reprelucrare, anulări și impact asupra clienților. Sistemele automate realizează rate de precizie a inventarului de 99,9% sau mai mult , deoarece sistemul de control urmărește fiecare mișcare și previne ambiguitatea care provoacă erori manuale. Pentru operațiunile de tablă și materiale lungi, această precizie reduce direct risipa de material din procesarea greșită.

Eficiența și siguranța muncii. Rafturile automate aduc materialul către operator, mai degrabă decât să trimită operatorul în zona de depozitare. Acest lucru elimină efortul fizic, timpul de călătorie și riscul de rănire asociate cu recuperarea manuală de pe rafturi înalte sau stive de materiale grele. Este nevoie de mai puțin personal pentru manipularea materialelor, iar personalul respectiv lucrează în condiții mai sigure, mai controlate. Reducerea costurilor cu forța de muncă este de obicei cel mai mare contributor la cazul financiar pentru automatizare.

Cronologia rentabilității investiției. În ciuda costurilor inițiale semnificative, sistemele AS/RS din mediile de producție obțin frecvent ROI în interior 6 până la 18 luni atunci când sunt luate în considerare economiile de forță de muncă, valoarea spațiului, îmbunătățirea preciziei inventarului și reducerea daunelor materiale. Perioada de rambursare se scurtează și mai mult pe piețele cu costuri ridicate ale forței de muncă și în operațiunile care desfășoară mai multe schimburi, în care capacitatea 24/7 a sistemelor automate oferă un randament pe care operațiunile manuale nu îl pot egala fără creșteri proporționale de personal.

Integrarea raftului automat cu echipamentele de manipulare și software

Un sistem automat de rafturi care funcționează izolat oferă o valoare semnificativă. Un sistem integrat în fluxul de materiale mai larg al unei unități de producție - conectat la echipamente de manipulare, programarea producției și software-ul de întreprindere - oferă valoare de transformare.

Punctul de integrare fizică este interfața de încărcare și descărcare. Într-un flux de materiale complet automatizat, foile sau materialele lungi ajung la sistemul de depozitare din logistica de intrare, sunt introduse în depozit automat printr-un manipulator de încărcare și sunt preluate și livrate la mașina de tăiat sau de prelucrare fără intervenție manuală în orice etapă. The manipulatoare inteligente de încărcare și descărcare pentru manipularea automată a materialelor completați această buclă — gestionând transferul fizic de material între sistemul de depozitare și echipamentul de producție cu o precizie pe care operațiunile manuale cu stivuitorul nu o pot realiza în mod constant.

În ceea ce privește software-ul, sistemul de control al unei instalații moderne de rafturi automatizate acceptă de obicei integrarea cu sistemele de management al depozitelor (WMS), sistemele de execuție a producției (MES) și platformele ERP. Această integrare permite sistemului de stocare să primească automat declanșări de reaprovizionare cu materiale atunci când stocul scade sub pragul, să elibereze materialul în producție în conformitate cu planul de producție și să actualizeze înregistrările de stoc în timp real fără introducerea manuală a datelor. Rezultatul este o funcție de stocare care nu este doar mai rapidă și mai precisă, ci și cu adevărat conectată la operațiunea de producție pe care o deservește.

Pentru operațiunile care caută o soluție completă, mai degrabă decât componente individuale, sisteme complete automatizate de stocare pentru mediile de producție combina rafturile de depozitare, mecanismele de recuperare, echipamentele de manipulare și software-ul de control în pachete integrate proiectate pentru cerințele specifice ale atelierelor de fabricare și prelucrare a metalelor - de la ateliere de lucru cu loturi mici până la linii de producție continuă de mare volum.