Автоматизированная система хранения и извлечения ( ASRS или AS/RS ) состоит из множества управляемых компьютером систем для автоматического размещения и извлечения грузов из определенных мест хранения. [1] Автоматизированные системы хранения и извлечения (AS/RS) обычно используются в приложениях, где:
AS/RS может использоваться как со стандартными, так и с нестандартными грузами [2], что означает, что каждый стандартный груз может поместиться в едином по размеру объеме; например, контейнеры для пленки на изображении Центра визуальной информации Министерства обороны хранятся как часть содержимого металлических коробок одинакового размера, которые показаны на изображении. Стандартные грузы упрощают обработку запроса на предмет. Кроме того, аудит точности инвентаризации содержимого может быть ограничен содержимым отдельного металлического ящика, а не проходить сверху вниз по всему объекту для одного предмета.
Их также можно использовать в местах самостоятельного хранения . [3]
Системы AS/RS предназначены для автоматизированного хранения и извлечения деталей и предметов в производстве, дистрибуции, розничной торговле, оптовой торговле и учреждениях. [4] Они впервые появились в 1960-х годах, изначально сосредоточившись на тяжелых грузах на поддонах, но с развитием технологий обрабатываемые грузы стали меньше. [5] Системы работают под компьютерным управлением, поддерживая инвентаризацию хранимых предметов. Извлечение предметов осуществляется путем указания типа предмета и количества, которое необходимо извлечь. Компьютер определяет, откуда в зоне хранения можно извлечь предмет, и планирует извлечение. Он направляет соответствующую автоматизированную машину хранения и извлечения (SRM) к месту, где хранится предмет, и направляет машину на размещение предмета в месте, где его следует забрать. Система конвейеров и/или автоматизированных управляемых транспортных средств иногда является частью системы AS/RS. Они доставляют грузы в зону хранения и из нее и перемещают их на производственный участок или погрузочные доки. Для хранения предметов поддон или лоток помещается на входную станцию системы, информация для инвентаризации вводится в компьютерный терминал, и система AS/RS перемещает груз в зону хранения, определяет подходящее место для предмета и сохраняет груз. По мере того, как предметы помещаются на стеллажи или извлекаются из них, компьютер соответствующим образом обновляет свой инвентарь.
Преимущества системы AS/RS включают сокращение труда при транспортировке товаров в инвентарь и из него, снижение уровня запасов, более точное отслеживание запасов и экономию места. Товары часто хранятся более плотно, чем в системах, где товары хранятся и извлекаются вручную. [6]
В хранилище предметы могут быть размещены на поддонах или подвешены на штангах, которые прикреплены к цепям/приводам для перемещения вверх и вниз. Оборудование, необходимое для AS/RS, включает в себя машину для хранения и извлечения (SRM), которая используется для быстрого хранения и извлечения материалов. SRM используются для перемещения грузов по вертикали или горизонтали, а также могут перемещаться вбок для размещения предметов в правильном месте хранения. [6]
Тенденция к производству «точно вовремя» часто требует наличия производственных ресурсов на уровне поддонов, а AS/RS — это гораздо более быстрый способ организации хранения небольших изделий рядом с производственными линиями.
Институт обработки материалов Америки (MHIA), некоммерческая торговая ассоциация для мира обработки материалов, и ее члены классифицировали AS/RS на два основных сегмента: фиксированные проходы и карусели/вертикальные подъемные модули (VLM). Оба набора технологий обеспечивают автоматизированное хранение и извлечение деталей и предметов, но используют разные технологии. Каждая технология имеет свой уникальный набор преимуществ и недостатков. Системы фиксированных проходов обычно являются более крупными системами, тогда как карусели и вертикальные подъемные модули используются по отдельности или в группах, но в небольших и средних приложениях.
Машина AS/R с фиксированным проходом (штабелерный кран) представляет собой одну из двух основных конструкций: одномачтовая или двухмачтовая. Большинство из них опираются на рельсы и потолок, направляемые сверху направляющими рельсами или каналами для обеспечения точного вертикального выравнивания, хотя некоторые подвешиваются к потолку. «Шатлы», составляющие систему, перемещаются между фиксированными полками хранения, чтобы разместить или извлечь требуемый груз (от одной книги в библиотечной системе до нескольких тонн поддона с товарами в складской системе). Весь блок перемещается горизонтально в проходе, в то время как шаттлы могут подниматься на необходимую высоту, чтобы достичь груза, и могут выдвигаться и втягиваться для хранения или извлечения грузов, которые находятся на нескольких позициях в глубину стеллажа. Полуавтоматическую систему можно создать, используя только специализированные шаттлы в существующей системе стеллажей.
Другая технология AS/RS известна как челночная технология. В этой технологии горизонтальное перемещение осуществляется независимыми челноками, каждый из которых работает на одном уровне стеллажа, в то время как подъемник в фиксированном положении внутри стеллажа отвечает за вертикальное перемещение. [5] Используя две отдельные машины для этих двух осей, челночная технология способна обеспечить более высокую пропускную способность, чем краны-штабелеры. [7]
Машины для хранения и выгрузки забирают или выгружают грузы в остальную часть вспомогательной транспортной системы на определенных станциях, где входящие и исходящие грузы точно позиционируются для надлежащей обработки.
Кроме того, существует несколько типов устройств автоматизированных систем хранения и поиска (AS/RS), называемых AS/RS единичной загрузки, AS/RS мини-загрузки, AS/RS средней загрузки, [8] вертикальные подъемные модули (VLM), горизонтальные карусели и вертикальные карусели. Эти системы используются либо как автономные устройства, либо в интегрированных рабочих станциях, называемых pods или системами. Эти устройства обычно интегрируются с различными типами систем pick to light [ необходимо определение ] и используют либо микропроцессорный контроллер для базового использования, либо программное обеспечение для управления запасами. Эти системы идеально подходят для увеличения использования пространства до 90%, уровня производительности на 90%, точности до 99,9%+ и пропускной способности до 750 строк в час/на оператора или более в зависимости от конфигурации системы.
Эффективная автоматизированная система хранения и поиска обеспечивает ряд преимуществ для управления цепочкой поставок .
Вертикальные подъемные модули (VLM) могут быть построены на высоте, соответствующей имеющемуся навесному пространству на объекте. Несколько единиц могут быть размещены в «контейнерах», посредством чего оператор может извлекать предметы из одной единицы, пока другие единицы движутся. Варианты включают ширину, высоту, нагрузку, скорость и систему управления.
VLM — это автоматизированный вертикальный подъемный модуль с панелью управления. Инвентарь в VLM хранится на передних и задних лотках или рельсах. Когда запрашивается лоток, либо путем ввода номера лотка на встроенной панели управления, либо путем запроса детали через программное обеспечение, экстрактор перемещается вертикально между двумя колоннами лотков и вытягивает запрошенный лоток из его местоположения и доставляет его в точку доступа. Затем оператор выбирает или пополняет запас, и лоток возвращается на свое место после подтверждения.
Системы VLM продаются в многочисленных конфигурациях, которые могут применяться в различных отраслях промышленности, логистике, а также в офисных помещениях. Системы VLM могут быть настроены для полного использования высоты объекта, даже через несколько этажей. Благодаря возможности множественных отверстий доступа на разных этажах система VLM способна обеспечить инновационное решение для хранения и извлечения. Быстрое перемещение экстрактора, а также программное обеспечение для управления запасами могут значительно повысить эффективность процесса комплектации. Это происходит за счет одновременного извлечения и хранения лотков в нескольких блоках. В отличие от больших систем AS/RS, которые требуют полного капитального ремонта склада или производственной линии, модули вертикального подъема являются модульными, которые можно легко интегрировать в существующую систему или постепенно развертывать на разных этапах.
Наиболее распространенные области применения включают: техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация (MRO), комплектацию заказов , консолидацию, комплектацию, обработку деталей, буферизацию, хранение запасов, незавершенное производство, буферное хранение и многое другое.
VLM обеспечивают экономию площади, повышение производительности труда и точности комплектации, улучшение эргономики рабочего места и контролируемый процесс.
Большинство VLM предлагают динамическое хранение пространства, которое измеряет лоток каждый раз, когда он возвращается в устройство, чтобы оптимизировать пространство, а также функции безопасности, а некоторые предлагают наклонную доставку лотка для повышения эргономичности доступа и лазерные указатели, которые указывают, какой именно предмет следует взять на каждом лотке.
Горизонтальная карусель представляет собой ряд ячеек, вращающихся на овальной дорожке. Каждая ячейка имеет полки, которые регулируются до 0,75 дюйма (19 мм) и могут быть настроены для множества стандартных и специальных приложений. Оператор просто вводит номер ячейки, номер детали или местоположение ячейки, и карусель будет вращаться по кратчайшему пути. Несколько горизонтальных каруселей, интегрированных с технологией pick to light и программным обеспечением для управления запасами (модуль каруселей), используются для выполнения заказов.
Волна заказов отправляется в контейнер. Группа заказов выбирается для создания партии. Оператор просто следует за огнями и выбирает по кругу из каруселей и помещает предметы на станцию партии за ними. Каждая карусель предварительно позиционируется и вращается при выборе. Применяя принцип «продукт к человеку», операторам не нужно покидать свое положение для подготовки заказа.
Когда партия завершена, вводится новая партия, и процесс повторяется до тех пор, пока волна не завершится. Горизонтальные карусели могут сэкономить до 75% площади пола, увеличить производительность на 2/3, уровень точности до 99,9+% и пропускную способность до 750 строк в час на оператора.
Горизонтальные карусельные системы обычно превосходят роботизированные системы за малую часть стоимости. Горизонтальные карусели являются наиболее экономически эффективной системой AS/RS, доступной на рынке.
Роботизированные устройства вставки/извлечения также могут использоваться для горизонтальных каруселей. Роботизированное устройство располагается спереди или сзади до трех горизонтальных каруселей, расположенных ярусами. Робот захватывает требуемый в заказе контейнер и часто одновременно пополняет его, чтобы ускорить пропускную способность. Затем контейнер(ы) доставляются на конвейер, который направляет его на рабочую станцию для сбора или пополнения. Может быть выполнено до восьми транзакций в минуту на единицу. В системе могут использоваться контейнеры или емкости размером до 36" x 36" x 36".
На упрощенном уровне горизонтальные карусели также часто используются как «вращающиеся стеллажи». С помощью простой команды «принести» предметы доставляются оператору, и в противном случае неиспользуемое пространство устраняется.
Приложения AS/RS: Большинство приложений технологии AS/RS связаны со складированием и дистрибуцией. AS/RS также может использоваться для хранения сырья и незавершенного производства в производстве. Можно выделить три области применения AS/RS: (1) хранение и обработка единичных грузов, (2) подбор заказов и (3) хранение незавершенного производства. Приложения для хранения и извлечения единичных грузов представлены системами AS/RS для единичных грузов и системами хранения с глубокими рядами. Такие виды приложений обычно встречаются на складах для окончательной обработки товаров в распределительном центре, редко в производстве. Системы с глубокими рядами используются в пищевой промышленности. Как описано выше, сбор заказов подразумевает извлечение материалов в количествах, не соответствующих полной единичной загрузке. Для этой второй области применения используются системы Minilpass, man-on-board и системы извлечения предметов.
Хранение незавершенного производства — это более позднее применение автоматизированной технологии хранения. Хотя желательно минимизировать объем незавершенного производства, незавершенное производство неизбежно и должно эффективно управляться. Автоматизированные системы хранения, будь то автоматизированные системы хранения/извлечения или карусельные системы, представляют собой эффективный способ хранения материалов между этапами обработки, особенно при серийном и индивидуальном производстве. При высоком производстве незавершенное производство часто перемещается между операциями с помощью конвейерной системы, которая таким образом выполняет как функции хранения, так и транспортные функции.
Установленные приложения этой технологии могут быть широкомасштабными. В некоторых библиотеках, например, в Университете Невады, библиотека Рино, такая система используется для извлечения книг. Другие же в использовании включают извлечение велосипедов из велосипедного дерева , как в случае систем в Японии.
Вот несколько примеров академических учреждений, использующих автоматизированные системы хранения и поиска:
Система man-aboard может обеспечить значительную экономию площади пола по сравнению с ручными операциями или операциями с использованием вилочного погрузчика, но не является настоящей AS/RS, поскольку операция по-прежнему выполняется вручную. Высота системы хранения не ограничивается высотой досягаемости сборщика заказов, поскольку сборщик едет по платформе, перемещаясь вертикально или горизонтально к различным местам хранения. Полки или шкафы для хранения могут быть сложены так высоко, как это позволяют нагрузка на пол, грузоподъемность, требования к пропускной способности и/или высота потолка. Системы хранения и извлечения man-aboard являются, безусловно, самой дорогой альтернативой оборудованию для подбора на склад, но они дешевле, чем полностью автоматизированная система. Машины для хранения/извлечения с захватом прохода, достигающие высоты до 40 футов (12 м), стоят около 125 000 долларов США. Следовательно, должна быть достаточная плотность хранения и/или повышение производительности по сравнению с подбором с помощью тележек и контейнеров, чтобы оправдать инвестиции. Кроме того, поскольку вертикальное перемещение медленное по сравнению с горизонтальным перемещением, типичные скорости подбора в операциях man-aboard варьируются от 40 до 250 строк на человека в час. Диапазон большой, поскольку существует большое разнообразие схем работы для систем man-aboard. Системы man-aboard обычно подходят для медленно перемещаемых предметов, где пространство довольно дорого.
Во втором десятилетии 2000-х годов на рынке появились первые роботизированные модели, оснащенные верхними и нижними конечностями (а не тележкой с механической рукой), радаром / компьютерным зрением или датчиками , и способные распознавать продукты, выполнять погрузочно-разгрузочные операции с грузовика/полок/ погрузчиков , размещать грузовые единицы на полках, обрабатывать и комплектовать заказ. [42] [43] [44] [45] [46]
Медиафайлы по теме Автоматизированные системы хранения и поиска на Wikimedia Commons