Роботизированные технологические комплексы для транспортировки и складирования изделий в производстве

Введение

Эффективная внутренняя логистика - выгодное конкурентное преимущество любого бизнеса. Однако требования логистики меняются каждые три года, а складская технология закладывается при проектировании на двадцать лет вперед. Как, в условиях постоянно повышающихся требовании логистики, оставаться инвестиционно привлекательным и продолжать максимально эффективно использовать складские площади на протяжении всего времени существования склада?

В 70-х и 80-х гг. обычные технологии автоматизации складирования (крановые системы) позволили их создателям минимизировать строительные площади, сократить эксплуатационные издержки и улучшить качество работы склада.

На сегодняшний день стандартная ручная система складирования со штабелерами и автоматизированная крановая система достигли предела своих возможностей. Данные инженерно-технические решения складских комплексов уже не отвечают современным требованиям заказчика, который стремится сократить эксплуатационные затраты и получить максимальный объем эффективно функционирующих и безопасных складских площадей. Роботизированные комплексы для транспортировки и складирования , которые изобрели ведущие компании в области робототехники, получили широкое распространение , так как роботы , работающие в системе гораздо производительнее чем люди, и затраты на их обслуживание меньше чем зарплаты работников.

Такие комплексы работают ,обычно , в декартовой системе координат (прямоугольной или на плоскости) , что позволяет любому элементу этого комплекса добраться в любую точку склада ,т.к. рабочая зона элемента роботизированного комплекса определяется лишь характеристикой его движения и плоскостью, в которой он работает.

Вот некоторые примеры таких комплексов.

Автоматизированная система складирования нового поколения

Компания КОЛЕКСО-НЕВА, совместно со своими партнерами осуществляет комплексное строительство холодильно-складских комплексов любой существующей сегодня технологии. Совместно с европейским лидером в области автоматизации производства и логистики - французской компанией SAVOYE LOGISTICS компания предлагает универсальное решение - легко модернизирующуюся автоматизированную систему складирования нового поколения MAGMATIC.

В 1994 г. компания SAVOYE LOGISTICS делает следующий и последний на сегодняшний день шаг в развитии автоматизации складирования: создает гибкую и модульную технологию MAGMATIC. Система складирования нового поколения легко адаптируется к меняющимся требованиям логистики и бизнес-плану. Рентабельность инвестиций обеспечивает гибкое инженерно-техническое решение системы, позволяющее заказчику в любой момент увеличить производительность склада и поменять профиль компании.

Автоматизированная система складирования MAGMATIC состоит из

• Стеллажей, соединенных между собой на каждом уровне. Стеллажи одновременно выполняют несколько функции: являются каркасом самого здания, *поддерживают поддоны и обеспечивают доступ к ним тележек.
• Маленьких и относительно легких тележек. Каждая тележка автономна, работает автоматически от батареи и имеет доступ к каждому поддону на складе. Тележки легко передвигаются по всему складу и могут покидать его, чтобы «подходить» к месту обработки или к месту комплектации товара.
• Простых и надежных подъемников, транспортирующих тележку с одного уровня на другой с поддоном или без него. Система подъемников напоминает собой конвейер, только вертикальный.
• Программного обеспечения - надежной и эффективной системой управления складом, системой контроля склада, системой управления транспортом.
• Оригинальное инженерно-техническое решение системы MAGMATIC имеет ряд преимуществ в логистике и работе, обслуживании, а также проектировании и установке.

Преимущества в логистике и работе

• Склад  обладает большей вместимостью по сравнению со складским помещением автоматизированной крановой системы из расчета количество поддонов на один квадратный метр.
• Каждая тележка имеет доступ ко всем поддонам на складе. В результате, коэффициент заполнения склада  во всех случаях приближается к 99%, вне зависимости от референций и количества поддонов на каждую референцию или партию. В то время, как другие складские системы позволяют использовать только до 78% складских площадей.
• Степень погрузки склада не влияет на количество входных и выходных движений на складе. При поломке поддонов или тележек склад продолжает функционировать в рабочем режиме: все поддоны и места для поддонов остаются по-прежнему доступными для работы.

Преимущества в обслуживании

• Технический осмотр и устранение неисправностей осуществляется в рабочей зоне, с помощью камеры безопасности, даже в условиях пониженного содержания кислорода и при температуре -18°С. Работа склада , при этом, не останавливается.
• Гибкая система складирования позволяет в любой момент ввести в работу склада дополнительные грузоподъемники и тележки, что позволяет заказчику увеличить производительность склада и поменять профиль компании.

Преимущества в проектировании и установке системы MAGMATIC

• Технология системы безопасна. Ее надежность и устойчивость обеспечивают стеллажи, соединенные друг с другом на каждом уровне. В результате, стеллажная система отлично переносит боковое давление (ветровые нагрузки), что немаловажно при высоте здания до 40 метров.
• В складских помещениях используется противопожарная система пониженного содержания кислорода. Кроме того, результаты официальных исследований доказали безопасность системы при возникновении пожара. В случае пожара склад обрушивается внутрь собственного периметра, без ущерба для других зданий.
• При проектировании данной системы заказчик сокращает капитальные затраты на фундамент, что невозможно при реализации проектов складов других технологий.
• Система может быть встроена в здание любой формы, в том числе, в уже построенное складское помещение.
• Инвестиционные затраты на строительство склада технологии MAGMATIC не выше, если проводить сравнения со складами, выполненными по другим технологиям. При этом, затраты окупаются значительно более низкими эксплуатационными издержками и возможностью моделировать склад под любые логистические задачи и производство.
• Главное конкурентное преимущество данной технологии - в безупречной репутации системы, хорошо зарекомендовавшей себя на европейском  рынке. Рекомендации таких компаний, как: «Procter and Gamble», «Miko», «Lever Faberge», «Lutosa», «Ardo», ‛Christian Salvesen‛, ‛Unifrost Dujardin‛, ‛Estee Lauder‛, ‛DHL‛, ‛Kinzo‛, ‛Nestle‛, ‛Unilever‛, ‛Guilbert‛, ‛Fennel‛, ‛Pliva‛, ‛Interforum‛, ‛Antalis‛ и др. - лучшее тому подтверждение.

Один склад и сотни роботов

Kiva Systems (Kiva Systems) помогает реконструировать и автоматизировать склады распределения продукции (центры дистрибуции), используя множество роботов.

Красота нашей системы, говорит один из разработчиков - Raffaello D'Andrea - в том, что: «Вы не должны идти к полкам, чтобы получить вещи - полки прибывают к Вам».

Приземистые машины, похожие на оранжевые чемоданы на колесах, несутся на полу склада. Один робот буксирует полки с 12 пакетами воды; другой несет бутылки шампуня. Они двигаются по-прямой, делают повороты, проходят очень близко друг от друга.

Чтобы показать роботов в действии, Kiva построила демонстрационный склад площадью 1000 квадратных метров недалеко от Бостона (США). Там роботы, проходя по складу, своими камерами читают закодированные «этикетки» на полу и передают закодированную информацию центральной компьютерной группе, которая работает как диспетчер. Далее диспетчер инструктирует примерно так: роботу N 1051 принести пакет N 145747 к стойке N 308, не сталкиваясь с роботом N 1433, который пересекает путь. Также есть возможность человеку-оператору подсветить роботу лазерным указателем нужный пакет.

Компьютерная группа отслеживает все роботы и стойки на полу склада, а алгоритмы распределения ресурсов эффективно организуют движение роботов в режиме реального времени. Компьютерная группа отслеживает высоко - и слабо продаваемые товары и хранит их соответственно. Это позволяет роботам тратить меньше времени на доставку популярных товаров и повысить скорость выполнения заказа.

В общем, идея разработчиков проста: заставляя предметы хранения прибыть к складским рабочим, а не наоборот. Одна из идей: о машине, «обрабатывающей параллельно выполнение заказа в реальном времени и системе ее управления» оформлена в виде американского патента N6950722 от 15 июля 2002года.

Отличия от типовой складской системы

Сегодняшние автоматизированные центры распределения полагаются на лабиринты ленточных конвейеров, скатов, и каруселей. Рабочие операторы стоят вдоль конвейеров, около полок инвентаря, захватывая продукты и помещая их в коробки. Это - подход сборочного конвейера, который не изменился за прошедшие 100 лет. В тоже время Интернет сделал посещение магазина легким для потребителей. И теперь пришло время, чтобы облегчить работу склада, центра распределения продукции и повысить скорость выполнения заказа, например, в три раза. А это достигается переходом от последовательных - к параллельным процессам.

При проектировании роботов перед компанией Kiva Systems стояла проблема: как бороться с высоким весом и габаритами, высокой сложностью и большой стоимостью роботов. С одной стороны, они заняли бы слишком много места в складе. С другой - они были бы дорогостоящими, так как каждый робот будет нуждаться в собственных двигателях, батареях, диспетчерах и модуле коммуникаций.

Команда проводила совещания, искала проекты с мобильными роботы, и была очарована видео международного чемпионата по футболу RoboCup. В результате появилась идея простых роботов, перемещающих подносы (паллеты) с товаром, этикетки штрихового кода на полу, которые считывает робот своей камерой и компьютерная система параллельного управления заказами.

Основное преимущество этого подхода состоит в том, что роботы механически просты, и поэтому дешевы. Вместо того, чтобы оборудовать роботы дорогими узлами высокой точности, в системе основная забота на управление переносится на центральный компьютер и навигационную систему. Такая система могла появиться, потому что появились мощные и недорогие беспроводные датчики, процессоры, а также новые алгоритмы в области навигации, систем контроля и управления роботами. И, конечно, благодаря упорному труду разработчиков компании.

Внедрение системы

Компания получила три крупных клиента:

• 500 роботов Kiva работают в одном центре дистрибуции канцелярских товаров на 30 000 квадратных метров.
• Сеть аптек использует сотни роботов Kiva в центре распределения лекарств.
• Обувной онлайн-магазин Zappos, использует систему Kiva в своем огромном центре исполнения заказов.

Уже сотни автономных роботов одновременно работают на одном коммерческом автоматизированном складском центре. И компания-разработчик надеется, что будет первой, когда в будущем установит более 1000 роботов на одном логистическом предприятии. Компания продолжают совершенствовать систему Kiva и предлагает потенциальным клиентам переключиться с обычных складских технологий на автоматизированную складскую систему с флотом мобильных роботов.

Производительность новой роботизированной системы

Разработчики говорят, что в типовой складской конвейерной системе рабочий может осуществить 200-400 трансакций в час. А роботы Kiva могут поставлять новый объект рабочему каждые 6 секунд, что обеспечивает 600-700 транзакций в час. Большой склад, выполняющий 200 000 операций в день, потребовал бы двух рабочих смен с 75 работниками, если бы он использовал конвейеры. С новой робо-технологией на складе потребовалось бы только 25 человек. При этом, по информации компании, оборудование роботизированного склада стоит меньше, чем обычная конвейерная складская технологическая линия. Причем срок запуска развертывание системы Kiva занимает несколько недель, вместо 12 - 18 месяцев, требуемых для постройки и отладки конвейерной системы для склада или логистического центра.

Параметры роботов

• Вес: стандартный робот Kiva может поднять и перевезти груз весом в 450 кг, а другая модель - 1360 кг.
• Скорость - 1,3 м/сек.

Источники

• Один склад и сотни роботов (видео)
• Егоров А. Роботизированные технологические комплексы для транспортировки и складирования изделий в производстве