Складаныя палетныя скрыні: кіраўніцтва па памерах для аўтаматызаванай інтэграцыі склада

У 2023 годзе нам патэлефанавалі з буйнога цэнтра размеркавання аўтамабільных запчастак у Германіі, які выдаткаваў 4,2 мільёна еўра на новы аўтаматызаваны высакаярусны склад і працаваў толькі на 68% ад праектнай магутнасці, бо іх кантэйнеры не падыходзілі да месцаў захоўвання належным чынам. Праблема была не ў кране AS/RS або праграмным забеспячэнні, а ў кантэйнерах. Яны набылі стандартныя еўрапейскія палетныя скрыні ў пастаўшчыка па каталогу, які ніколі не працаваў з аўтаматызаванымі сістэмамі захоўвання, а кантэйнеры былі на 8 мм занадта шырокімі для рэек складскіх стэлажоў.

Восем міліметраў гучыць банальна. Але ў сістэме AS/RS 8-міліметровая памылка памераў на кантэйнер азначае, што калі кран спрабуе размясціць кантэйнер у месцы захоўвання, кантэйнер зачапляецца за край рэйкі, а не слізгае ў патрэбнае становішча. Датчык становішча крана рэгіструе заклініванне, кран спыняецца, і ўся сістэма чакае ўмяшання ўручную. Пры кошце ад 2000 да 4000 еўра за гадзіну незапланаванага прастою гэтыя 8 мм абышліся кліенту ў 340 000 еўра за першыя шэсць месяцаў эксплуатацыі.

Я напісаў гэты артыкул, каб дапамагчы вам пазбегнуць гэтай памылкі. Паколькі памерныя характарыстыкі аўтаматызаваных складскіх кантэйнераў прынцыпова адрозніваюцца ад сістэм ручной апрацоўкі, гэта кіраўніцтва па памерах, якое дапаможа вам выбраць або ўказаць складаныя паддонныя скрыні, якія сапраўды працуюць у вашым аўтаматызаваным асяроддзі.

Пяць найважнейшых памераў для аўтаматызаваных складскіх кантэйнераў

Пры праектаванні складаных палетных скрынь для інтэграцыі ў аўтаматызаваны склад мы ацэньваем пяць катэгорый памерных характарыстык. Кожная з іх мае пэўныя дапушчальныя значэнні, якія неабходна выконваць для надзейнай аўтаматызаванай працы.

Памеры 1: Сумяшчальнасць з паверхняй паддона ISO

Амаль усе аўтаматызаваныя складскія сістэмы выкарыстоўваюць стандартныя планы паддонаў ISO ў якасці базавага модуля для месцаў захоўвання. Два стандартныя планы:

• еўрападдон (1200×800 мм)Стандарт у Еўропе, выкарыстоўваецца 90% еўрапейскіх лагістычных сістэм. Унутраная шырыня месца захоўвання: звычайна 1220-1240 мм.
• ISO-паддон (1200×1000 мм)Стандартна ў Паўночнай Амерыцы, Азіяцка-Ціхаакіянскім рэгіёне і многіх прамысловых галінах. Шырыня ўнутранага месца захоўвання: звычайна 1220-1240 мм.

Паколькі для прадухілення зачаплення рэек стэлажа патрабуецца дапушчальная адхіленне ад гарызантальнай паверхні кантэйнера ±2 мм (у параўнанні з ±5 мм пры ручной перавозцы).Знешнія памеры кантэйнера павінны складаць ±2 мм як па даўжыні, так і па шырыні. Гэта патрабуе дакладнага ліцця пад ціскам або канструкцыйнага тэрмафармавання з кантролем абсталявання, а не гатовых каталожных кантэйнераў з каталожнымі допускамі.

Памеры 2: Грузападымальнасць крана AS/RS

Краны аўтаматызаваных сістэм захоўвання і пошуку (AS/RS) маюць пэўныя абмежаванні па грузападымальнасці, якія ўключаюць кантэйнер і змесціва. Намінальная грузападымальнасць крана звычайна на 10-15% перавышае максімальную дапушчальную нагрузку. Асноўныя меркаванні па памеры:

• Максімальная поўная нагрузкаМаксімальная вага (кантэйнер + змесціва), якую кран можа бяспечна апрацоўваць. Для большасці сістэм AS/RS сярэдняй хуткасці гэтая вага вагаецца ад 500 кг да 1500 кг на пазіцыю захоўвання.
• Ліміт чыстай нагрузкіМаксімальная вага прадукту, без уліку вагі тары кантэйнера. Гэта вызначае, колькі прадукту вы можаце рэальна захоўваць.
• Бюджэт вагі тары кантэйнераДля складаных кантэйнераў вага тары самога кантэйнера займае частку максімальнай грузападымальнасці. Складны кантэйнер вагой 25 кг у AS/RS ёмістасцю 1000 кг пакідае толькі 975 кг для прадукту. Для цяжкіх прадуктаў гэта мае значэнне.

Паколькі кошт замены кранаў AS/RS вагаецца ад 150 000 да 500 000 еўра за кранэксплуатацыя крана з грузападымальнасцю вышэй за яго намінальную (нават кароткачасовая) не з'яўляецца прымальнай рызыкай. Разлік памераў павінен улічваць максімальную шчыльнасць прадукту ў кантэйнеры, а не сярэднюю.

Памеры 3: Адлегласці датчыкаў навігацыі AGV

Аўтамабільныя кіраваныя транспартныя сродкі (АВК) перамяшчаюцца з дапамогай камбінацыі лазерных сканераў, сістэм камер і магнітнай стужкі. Геаметрыя кантэйнера ўплывае на навігацыю АВК некалькімі спосабамі:

• Перашкоды выступаннюЗгорнутыя бакавыя сценкі кантэйнера, якія адгінаюцца вонкі падчас працэсу складання, могуць выступаць за межы намінальнай плошчы кантэйнера, што можа перашкаджаць працы лазерных сканераў AGV або ствараць кропкі сутыкнення пры навігацыі па вузкіх праходах.
• Экспазіцыя RFID-меткіКалі на бакавых сценках кантэйнера ўсталяваныя RFID-меткі, яны могуць быць схаваныя ўбудаванымі антэнамі счытвальнікаў AGV у пэўных арыентацыях, што прывядзе да прапушчаных счытванняў падчас аперацый па перагрузцы кантэйнера.
• Стабільнасць штабелявання для перадачыКалі аўтаномна кіраваныя транспартныя сродкі перавозяць штабеляваныя кантэйнеры, верхні кантэйнер не павінен зрушвацца падчас рухаў з высокім паскарэннем або высокім запаволеннем. Спрацоўванне механізму блакавання складання павінна быць праверана для канкрэтных профіляў паскарэння вашай сістэмы аўтаномна кіраванага транспартнага сродку.

Мы працавалі з сістэмамі аўтаномнага кіравання транспартнымі сродкамі (AGV) ад MiR, OTTO Motors, Fetch Robotics, а таксама з уласнымі сістэмамі AGV ад буйных вытворцаў арыгінальнага абсталявання для аўтамабіляў. Кожная з іх мае розныя канфігурацыі навігацыйных датчыкаў, якія патрабуюць розных канструктыўных меркаванняў адносна кантэйнера.

Памеры 4: Размяшчэнне RFID-меткі для аўтаматычнага счытвання

Аўтаматызаваныя склады выкарыстоўваюць RFID для адсочвання кантэйнераў у месцах захоўвання, пунктах перагрузкі і адпраўных варотах. RFID-метка кантэйнера павінна быць чытальнай у кожнай кропцы сістэмы:

• Зчытванне пазіцыі захоўванняБіркі павінны быць счытвальныя праз канструкцыю стэлажа для захоўвання, звычайна патрабуецца бірка з мінімальнай далёкасцю счытвання 2 метры і дапушчальным вуглом арыентацыі ±45 градусаў ад аптымальнай.
• Зчытванне пункта перадачыУ пунктах перадачы з канвеера на аўтаномна-кіраваны транспартны сродак (AGV) або з AGV на робата меткі счытваюцца стацыянарнымі счытвальнікамі са спецыфічнай канфігурацыяй антэн. Размяшчэнне метак павінна быць узгоднена з пазіцыямі гэтых счытвальнікаў.
• Зчытванне варот дастаўкіДля хуткасных канвеерных счытвальнікаў на адпраўных варотах патрабуюцца біркі, якія можна счытваць пры хуткасці канвеера 0,5-1,5 м/с.

Паколькі збоі зчытвання RFID у аўтаматызаваных пунктах перадачы выклікаюць каскадныя затрымкі сістэмыМы праектуем размяшчэнне RFID-меткі на кантэйнерах сумесна з канкрэтным сістэмным інтэгратарам AS/RS на этапе распрацоўкі спецыфікацыі кантэйнера, а не пасля яго зборкі.

Памеры 5: Памеры механізму складання ў складзеным выглядзе

Для аўтаматызаванай лагістыкі вяртання грузаў памеры кантэйнера ў складзеным выглядзе вызначаюць шчыльнасць захоўвання ў буфернай зоне вяртання грузаў і эфектыўнасць загрузкі грузавікоў:

• Згорнутая вышыняДля надзейнай працы аўтаматычнага абсталявання для дэнестынгу павінна быць аднолькавая тэмпература для ўсяго парку. Дапушчальнае адхіленне: ±2 мм у складзеным выглядзе.
• Згорнутая блакіроўкаСкладзеныя кантэйнеры павінны паслядоўна злучацца для стабільнага штабелявання ў аўтаматызаваным абсталяванні для расшчэплівання. Геаметрыя штабелеўкі павінна быць распрацавана ў адпаведнасці з канкрэтным профілем інструмента для расшчэплівання.
• Зазор механізму складанняМеханізм складання (шарнірныя злучэнні) не павінен выступаць за межы габарытаў кантэйнера ў складзеным выглядзе, інакш ён зачапіцца за аўтаматычнае абсталяванне для штабелявання.

Дрэва рашэнняў па памеры: як выбраць правільны кантэйнер для вашай аўтаматызаванай сістэмы

Вось практычная структура рашэнняў, якую мы выкарыстоўваем з кліентамі, якія выбіраюць складаныя паддонныя скрыні для аўтаматызаваных складоў:

Крок 1: Якая намінальная грузападымальнасць вашага крана AS/RS?
→ Менш за 750 кг на пазіцыю: выбірайце кантэйнер з вагой тары менш за 20 кг, каб максімальна павялічыць нагрузку прадукту
→ 750-1250 кг: прымальны бюджэт вагі тары кантэйнера ў 20-35 кг
→ Больш за 1250 кг: даступныя кантэйнеры для цяжкай нагрузкі з узмоцненым дном і большай тары.

Крок 2: Якая шырыня вашага месца захоўвання AS/RS?
→ 1220–1240 мм (стандарт EUR): выкарыстоўвайце кантэйнер памерам 1200 × 800 мм з дапушчальным адхіленнем ±2 мм
→ 1320–1340 мм (падвойная шырыня): выкарыстоўвайце два стандартныя кантэйнеры побач або адзін шырокі кантэйнер
→ Нестандартнае: патрабуецца кантэйнер па індывідуальных памерах — бюджэт 12-16 тыдняў на выраб індывідуальных інструментаў

Крок 3: Якая ў вас сістэма AGV?
→ Навігацыя з дапамогай лазернага сканера: пераканайцеся, што механізм складання не выступае за межы апоры ў складзеным стане
→ Навігацыя на аснове камеры: пераканайцеся, што размяшчэнне RFID-меткі не перашкаджае палям зроку камеры
→ Магнітная стужка: менш абмежаванняў на геаметрыю кантэйнера, але праверце наяўнасць магнітных перашкод з этыкеткай

Крок 4: Які каэфіцыент згортвання вам патрэбны для лагістыкі вяртання?
→ Адлегласць туды і назад менш за 800 км: каэфіцыент разбурэння 3:1 можа быць дастатковым
→ 800–2000 км: мінімум 4:1, рэкамендуецца 5:1
→ Больш за 2000 км: абавязковае суадносіны 5:1 — эканоміка вяртання патрабуе максімальнай шчыльнасці

Паколькі няправільныя памеры кантэйнераў на аўтаматызаваным складзе каштуюць ад 150 000 да 500 000 еўра на адзін кран з-за пашкоджанняў і прастояў.Я настойліва раю праверыць спецыфікацыі кантэйнераў сістэмным інтэгратарам AS/RS, перш чым брацца за распрацоўку вытворчага абсталявання. Большасць інтэгратараў разглядаюць чарцяжы кантэйнераў у якасці платнай інжынернай паслугі — грошы, выдаткаваныя вельмі добра.

Нашы рашэнні для металічных стэлажоў для інтэграцыі аўтаматызаванага склада

Для прымянення, якія патрабуюць максімальнай трываласці і даўгавечнасці канструкцыі ў аўтаматызаваных складскіх умовах, нашы металічная стойка прадукты прапануюць перавагі, з якімі пластыкавыя кантэйнеры не могуць параўнацца:

• Больш высокая грузападымальнасцьМеталічныя стэлажы могуць вытрымліваць нагрузку да 2000 кг на пазіцыю — што перавышае дыяпазон большасці пластыкавых кантэйнераў.
• Паслядоўная стабільнасць памераўМетал не паўзе і не дэфармуецца пад працяглай нагрузкай, захоўваючы дапушчальнае адхіленне ±2 мм на нявызначаны тэрмін
• Палепшаная інтэграцыя RFIDМеталічныя RFID-меткі можна ўбудоўваць у металічныя канструкцыі без праблем з перашкодамі.
• Больш працяглы тэрмін службыМеталічныя стэлажы ў аўтаматызаваных сістэмах служаць 10-15 гадоў у параўнанні з 4-6 гадамі для пластыкавых кантэйнераў.

Паколькі аўтаматызаваныя складскія сістэмы маюць высокія капітальныя выдаткі на адно месца захоўваннякошт выкарыстання металічнага стэлажа (размеркаваны на 10-15 гадоў) можа быць ніжэйшым, чым у пластыкавых кантэйнераў, нават пры больш высокім пачатковым кошце. Мы праводзім аналіз агульнай кошту ўласнасці для абодвух варыянтаў у рамках нашай аўтаматызаванай кансультацыі па ўпакоўцы для складоў.

Тыповыя памылкі пры выбары памеру і як іх пазбегнуць

Зыходзячы з нашага досведу ўкаранення кантэйнераў у 45 аўтаматызаваных складскіх праграмах, вось пяць найбольш распаўсюджаных памылак пры вызначэнні памераў і спосабы іх пазбегнуць:

Памылка 1: Вызначэнне каталожных дапушчальных адхіленняў для аўтаматызаваных прыкладанняў

Звычайна дапушчальныя адхіленні памераў для каталожных кантэйнераў складаюць ±3-5 мм. Для аўтаматызаванага захоўвання патрабуецца ±2 мм. Паколькі ўказанне каталожных дапушчальных адхіленняў для аўтаматызаванага прыкладання гарантуе адхіленні памераўЗаўсёды пры замове аўтаматызаваных складоў выразна ўказвайце патрабаванні да дапушчальнага адхілення ±2 мм.

Памылка 2: Неўлік цеплавога пашырэння

Пластыкавыя кантэйнеры пашыраюцца і сціскаюцца ў залежнасці ад тэмпературы. У неацяпляемым складзе пры тэмпературы ад -5°C да +40°C кантэйнер дыяметрам 1200 мм можа змяніць памеры на 2-4 мм. Паколькі кантэйнер павінен падыходзіць для абодвух тэмпературных крайнасцей, памерная спецыфікацыя павінна ўключаць дапушчальнае цеплавое пашырэнне, звычайна шляхам указання памеру пры сярэдняй тэмпературы і допуска зацяжкі з улікам цеплавых змен.

Памылка 3: Вызначэнне памераў кішэні для відэльца без агляду інтэграцыі AS/RS

Механізмы вілак кранаў AS/RS маюць пэўныя патрабаванні да шырыні, таўшчыні і адлегласці паміж вілкамі, якія адрозніваюцца ў залежнасці ад вытворцы. Паколькі ўказанне месцаў для відэльцаў з каталога без праверкі інтэгратара AS/RS з'яўляецца адной з найбольш распаўсюджаных прычын заціскання AS/RS.заўсёды правярайце геаметрыю гнёздаў для відэльцаў у адпаведнасці з апублікаванымі спецыфікацыямі канкрэтнага сістэмнага інтэгратара AS/RS.

Памылка 4: ігнараванне лагістыкі вяртання з самага пачатку

Многія склады праектуюцца з улікам уваходнай лагістыкі, але лагістыка вяртання пустых кантэйнераў застаецца другараднай. Паколькі буферная плошча зваротных кантэйнераў на аўтаматызаваным складзе звычайна складае 15-25% ад агульнай плошчы захоўвання, праектаванне з улікам правільнага каэфіцыента згортвання з самага пачатку вызначае, ці ёсць у вас дастаткова месца для зваротных кантэйнераў.

Памылка 5: Не планаванне росту кантэйнернага флоту

Сістэмы AS/RS прызначаны для пэўнай колькасці месцаў захоўвання. Памер кантэйнернага парку павінен адпавядаць гэтаму, з буфернымі запасамі на 15-20% вышэй за тэарэтычны мінімум. Паколькі дэфіцыт кантэйнернага парку выклікае неадкладныя збоі ў вытворчасці, разлік памеру кантэйнернага парку павінен уключаць як аперацыйны парк, так і буферны парк, а не толькі тэарэтычны мінімум.

Выснова: Дакладныя памеры не падлягаюць абмеркаванню для аўтаматызаваных складоў

Розніца паміж кантэйнерам, які працуе на аўтаматызаваным складзе, і тым, які выклікае прастой коштам 340 000 еўра, складае 8 мм. Гэта ўзровень дакладнасці, неабходны пры вызначэнні памеру кантэйнераў для інтэграцыі ў аўтаматызаваны склад.

Паколькі капітальныя выдаткі на адно аўтаматызаванае месца захоўвання (800–2500 долараў ЗША) і кошт прастою на адну гадзіну працы крана AS/RS (2000–4000 долараў ЗША) вельмі высокія.Інвестыцыі ў дакладнае вымярэнне памераў кантэйнераў з'яўляюцца адным з інжынерных рашэнняў з найбольшай рэнтабельнасцю інвестыцый у праектаванне складоў. Дадатковыя выдаткі на дакладнае абсталяванне (дапушчальнае адхіленне ±2 мм у параўнанні з дапушчальным адхіленнем ±5 мм па каталогу) звычайна складаюць ад 5000 да 20 000 долараў ЗША за кожны памер кантэйнера — гэта нязначная частка патэнцыйнай эканоміі выдаткаў на прастой.

Калі вы задаеце кантэйнеры для аўтаматызаванага склада, Наша каманда па аўтаматызаванай складской упакоўцы можа праверыць спецыфікацыі вашых кантэйнераў на адпаведнасць патрабаванням вашай сістэмы AS/RS і выяўляць патэнцыйныя канфлікты памераў, перш чым яны прывядуць да праблем з эксплуатацыяй.

Часта задаваныя пытанні

Якія крытычныя дапушчальныя памеры для складаных палетных скрынь у аўтаматызаваных складах?

Аўтаматызаваныя сістэмы патрабуюць дапушчальных адхіленняў ±2 мм на знешнія памеры (у параўнанні з ±5 мм для ручной апрацоўкі). Крытычныя памеры ўключаюць: агульную аснову (±2 мм), шырыню і адлегласць паміж кішэнямі для вілкаў (±1 мм), агульную вышыню ў адкрытым і складзеным стане (±3 мм) і роўнасць асновы (±2 мм). Паколькі адхіленні, якія выходзяць за межы гэтых дапушчальных значэнняў, прыводзяць да захрасанняў, няправільнага выбару і адключэння сістэмы, каталожныя кантэйнеры з каталожнымі допускамі не падыходзяць для аўтаматызаванага прымянення.

Які каэфіцыент зрушэння неабходны, каб аўтаматызаваная лагістыка вяртання была эканамічна мэтазгоднай?

Мы рэкамендуем мінімальны каэфіцыент складання 4:1 для інтэграцыі аўтаматызаванага склада, прычым аптымальным з'яўляецца 5:1. Каэфіцыент 5:1 азначае, што кантэйнер вышынёй 1200 мм складаецца да 240 мм, што дазваляе размясціць 5 штабеляваных адзінак у аўтаматызаваных месцах захоўвання ў параўнанні з 1 жорсткай адзінкай. Паколькі плошча буфера зваротнага кантэйнера звычайна складае 15-25% ад агульнай плошчы захоўвання, максімізацыя каэфіцыента згортвання непасрэдна памяншае складскую прастору, неабходную для кіравання зваротнымі кантэйнерамі.

Як размеркаванне вагі кантэйнераў уплывае на прадукцыйнасць аўтаматызаванай сістэмы захоўвання і здабывання?

Для кранаў AS/RS патрабуецца прадказальнае размеркаванне вагі з цэнтрам цяжару ў сярэдніх 60% плошчы асновы і цяжкай нагрузкай знізу. Вага аднаго кантэйнера не павінна перавышаць грузападымальнасць крана AS/RS мінус 15% запасу трываласці. Для кантэйнераў з няправільнай геаметрыяй дэталяў патрабуюцца спецыяльныя пенапластавыя або латковыя ўстаўкі, каб размясціць груз у межах дапушчальнай зоны цэнтра цяжару. Паколькі кошт замены кранаў AS/RS вагаецца ад 150 000 да 500 000 еўра за кран, праца звыш намінальнай магутнасці не з'яўляецца прымальнай рызыкай.

Якія стандарты сумяшчальнасці з MHE варта праверыць для складаных паддонных скрынь?

Асноўныя стандарты: ISO 445 (памеры паддонаў), ISO 6781 (распазнаванне выяваў паддонаў), VDA 4500 (стандарты аўтамабільных паддонаў для еўрапейскіх вытворцаў арыгінальнага абсталявання) і ASTM D6251 (трываласць на сціск). Для аўтаматызаваных сістэм дадаткова праверце: памеры кішэняў для вілкаў у адпаведнасці з канкрэтным вытворцам AS/RS (Dematic, Siemens, Swisslog, Knapp маюць розныя спецыфікацыі), сумяшчальнасць размяшчэння RFID-меткі з пазіцыямі антэн счытвальніка і месцы лазернай маркіроўкі, якія не будуць перашкаджаць аўтаматызаванаму сканаванню.

Якая розніца ў кошце абслугоўвання паміж складанымі і жорсткімі кантэйнерамі ў аўтаматызаваных сістэмах?

Аўтаматызаваныя сістэмы выключаюць пашкоджанні ад удараў аўтапагрузчыка (што звычайна сустракаецца пры ручной працы), але патрабуюць абслугоўвання механізму складання. Нашы дадзеныя па 45 аўтаматызаваных складскіх праграмах паказваюць: ручныя сістэмы: 12-18 долараў ЗША за кантэйнер у год на пашкоджанні; аўтаматызаваныя сістэмы: 5-10 долараў ЗША за кантэйнер у год на абслугоўванне механізму складання плюс 2-4 долары ЗША на замену RFID/меткі. Паколькі аўтаматызаваныя сістэмы зніжаюць агульныя выдаткі на абслугоўванне кантэйнераў на 40-60%, перавага аўтаматызаваных сістэм у дачыненні да агульнай кошту валодання ўключае ў сябе як перавагу ў шчыльнасці захоўвання дадзеных, так і зніжэнне выдаткаў на абслугоўванне.