Автоматизация химического склада: как автоматизированная система хранения и поиска на 6309 паллет обеспечивает баланс между производством и отгрузкой.

На химическом заводе непрерывного действия хранение готовой продукции должно учитывать два режима работы, которые редко совпадают.

Упаковка осуществляет отгрузку паллет в соответствии с объемом производства. Отгрузка осуществляется с учетом графиков заказов, прибытия грузовиков и временных интервалов погрузки. В спокойную смену отгрузки запасы быстро накапливаются. Когда прибывает несколько транспортных средств одновременно, складу приходится переключаться из режима приемки в режим быстрой выдачи.

Этот временной промежуток имел решающее значение при планировании этого склада сульфата магния.

Задача инженера заключалась не просто в хранении данных о ежедневной отгрузке. Система должна была непрерывно принимать паллеты, сохранять информацию о партиях и при этом выпускать достаточное количество товаров для обеспечения концентрированной загрузки грузовиков.

Обоснование такого выбора гораздо полезнее, чем сам список оборудования.

Склад должен был справляться с неравномерным потоком материалов.

Завод производит моногидрат и гептагидрат сульфата магния в различных вариантах упаковки. Хотя продукция относится к одному и тому же семейству материалов, требования к ее логистике не идентичны.

Поддон с ткаными мешками весом 50 кг можно разобрать во время погрузки и адаптировать к различным требованиям транспортного средства или заказа. Мешок весом 1 тонна обрабатывается как тяжелый единичный груз, что значительно упрощает механическую погрузку.

Ранее использовавшиеся напольные склады и вилочные погрузчики затрудняли управление этими различиями. Готовые паллеты требовали значительного пространства, а проходы для перемещения уменьшали площадь, доступную для складских запасов. Ручная перегрузка и погрузка паллет также стали трудоемкими, особенно при обработке больших объемов мешков с сыпучими материалами.

Традиционным решением было бы рассчитать необходимый объем хранения и построить склад, исходя из этого значения. Проектной команде также нужно было выяснить, что произойдет во время наиболее интенсивного сочетания входящих и исходящих операций.

Если система эффективно принимала заказы, но слишком медленно их обрабатывала, грузовики ждали. Если отгружаемые заказы слишком долго имели приоритет, упаковка могла потерять свой запас прочности, что в конечном итоге повлияло бы на производство.

Таким образом, размеры складских помещений и парка роботов были подобраны с учетом различных целей.

Стеллажи обеспечивают 6309 мест для паллет, необходимых для размещения товаров на складе. 13 Робот-шаттлОни обеспечивают необходимую пропускную способность в соответствии с профилем работы. Поскольку роботы могут перемещаться как в продольном, так и в поперечном направлении, они не привязаны постоянно к одной из зон хранения.

Это позволяет WCS направлять доступные транспортные средства в зависимости от местоположения задачи, текущей рабочей нагрузки и состояния погрузчика. В период приема груза дополнительная вместимость транспортных средств может использоваться для хранения входящих грузов. При увеличении спроса на отгрузку задачи могут быть перенаправлены на их извлечение.

Такая же гибкость полезна и при техническом обслуживании оборудования. Остановившийся челнок уменьшает доступную вместимость, но его незавершенную работу можно перенаправить на другое транспортное средство. Склад не зависит от одной машины для доступа к одному и тому же проходу.

Для предприятия, где объем работы меняется в течение дня, это оказалось более ценным, чем установка стационарных погрузочно-разгрузочных устройств в каждом проходе.

Более простой способ перемещения поддонов между уровнями.

Тринадцать уровней хранения создают вместимость, но они также создают тринадцать мест, где может потребоваться перемещение поддонов между горизонтальным и вертикальным оборудованием.

Один из возможных вариантов конструкции предполагал установку конвейерной станции передачи на каждом уровне. Это проверенное решение, обеспечивающее быструю перевалку грузов. Также это позволило бы разместить двигатели, датчики, цепи, кабели и опорные рамы по всей высоте системы хранения.

На чертеже складского помещения эти компоненты могут показаться незначительными деталями. Для ремонтной бригады они представляют собой десятки дополнительных точек осмотра и ремонта, расположенных внутри высотного здания.

Вместо этого в проекте используются четыре вилкообразных соединения. подъемники для поддоновТелескопические вилы перемещают поддон непосредственно между подъемником и необходимым уровнем хранения, устраняя необходимость в конвейерной станции с приводом на каждом этаже.

Это решение позволило сократить количество оборудования, установленного внутри стеллажей, но при этом возложило большую ответственность на грузчиков. Их грузоподъемность, расположение и доступность необходимо было тщательно учитывать, поскольку все поддоны проходят через вертикальный стык.

Каждый погрузчик перемещает приблизительно 40 поддонов в час со скоростью 40 м/мин под грузом. Четыре таких погрузчика обеспечивают достаточную суммарную производительность для запланированного пикового потока около 123 поддонов в час.

Число четыре также имело важное значение для обеспечения отказоустойчивости. Один высокопроизводительный подъемник мог бы показаться проще, но он бы сосредоточил слишком много операционных рисков в одной машине. Благодаря наличию нескольких вертикальных путей часть склада может продолжать работать, когда один из агрегатов находится на техническом обслуживании.

Это часто встречающаяся проблема при планировании автоматизированных систем хранения и поиска (AS/RS). Удаление оборудования может упростить систему, но только если оставшимся интерфейсам будет обеспечена достаточная пропускная способность и резервирование для выполнения рабочей нагрузки.

Воздействие пороха изменило технические характеристики челнока.

При выборе конфигурации шаттла учитывалась не только скорость передвижения.

Сульфат магния обрабатывается в среде, богатой порошкообразными веществами. С годами эксплуатации контроль загрязнения и техническое обслуживание становятся частью работы склада, даже если это не отражается в основных показателях производительности.

Он Робот-шаттлпоэтому используйтемеханический подъемный механизм а не гидравлический.

Это позволяет исключить использование гидравлического масла в процессе подъема и предотвратить потенциальную утечку внутри зоны хранения продукции. Кроме того, механическая трансмиссия относительно проста для осмотра техническими специалистами.

Это не означает, что механический подъем является предпочтительным решением для всех случаев. Паллетный челнок в данном случае, однако, это соответствовало условиям эксплуатации продукта и долгосрочным приоритетам заказчика в области технического обслуживания.

В случае порошкообразных химикатов небольшое снижение риска загрязнения может иметь большую эксплуатационную ценность, чем дополнительная, редко используемая функция.

Различные способы загрузки мешков для сыпучих материалов и тканых мешков.

Два исходящих потока поставили перед нами разные вопросы планирования: следует ли автоматизировать оба в одинаковой степени?

В случае с мешками для сыпучих материалов весом в 1 тонну, аргументы в пользу автоматизированной загрузки были убедительными. Грузы тяжелые, последовательность погрузочно-разгрузочных работ повторяющаяся, а ручная погрузка в грузовики создает очевидную трудозатрату и угрозу безопасности.

Таким образом, мешки с сыпучими материалами направляются в зону загрузки, создаваемую портальным роботом. Система 3D-сканирования идентифицирует отсек грузовика, прежде чем робот разместит груз. Линия обрабатывает приблизительно 60 поддонов в час.

Поток в тканых мешках был менее равномерным.

Заказы могут включать различные типы транспортных средств и схемы погрузки. Ручная депаллетизация по-прежнему помогает команде реагировать на эти изменения. Для подачи товаров в транспортное средство был выбран телескопический ленточный конвейер, в то время как операторы выполняют процесс депаллетизации и погрузки. Линия обрабатывает приблизительно 30 паллет в час.

Использование двух разных подходов не было компромиссом, вызванным отсутствием технологий. Оно отражало экономические и эксплуатационные условия каждого из потоков.

Полная автоматизация линии по производству тканых мешков привела бы к увеличению затрат и сложности, не устранив при этом тот же объем тяжелой ручной работы, который характерен для производства биг-бэгов. Нынешняя компоновка может быть дополнена роботизированной депаллетизацией в будущем, если объемы производства, стандартизация транспортных средств и стабильность заказов оправдают инвестиции.

В результате на заводе автоматизация сохранилась там, где это было необходимо из-за повторяющихся действий и веса груза, а гибкость в использовании человеческого фактора сохранилась там, где этого требовали колебания объемов отгрузок.

Проверка начинается до автоматизированного хранения.

В плотно застроенной автоматизированной системе хранения и поиска (AS/RS) менее терпимо отношение к плохому состоянию поддонов, чем в зоне ручного хранения на полу.

Поврежденный поддон, неправильные габариты груза или нечитаемый идентификационный код могут быть устранены с помощью вилочного погрузчика. Внутри помещения Автоматизированные стеллажиОднако та же проблема может привести к сбою в работе челночного транспорта, подъемника или пункта пересадки.

По этой причине каждый готовый поддон проходит проверку размеров и идентификацию штрихкодом перед поступлением на склад. Грузы, не соответствующие допустимым условиям, перенаправляются на ручную обработку. Только принятые поддоны продолжают движение в автоматизированном потоке.

Этот этап проверки защищает не только оборудование. Он также устанавливает цифровой идентификатор поддона перед его хранением.

Система управления складом (WMS) регистрирует взаимосвязь между продуктом, партией, поддоном и местом хранения, а также управляет состоянием запасов и правилами FIFO. Система управления складом (WCS) получает задачи по складированию и определяет, как челночные устройства, подъемники, конвейеры и погрузочное оборудование должны их выполнять.

Системы ERP и MES обмениваются информацией о бизнесе и производстве с системой WMS. Они не отправляют инструкции по перемещению напрямую в систему. Робот-шаттлРазделение принятия бизнес-решений и управления оборудованием на отдельные уровни упрощает управление интерфейсом и предотвращает передачу производственных систем обязанностей, относящихся к выполнению складских операций.

Для производителя химической продукции результатом является непрерывный информационный след от упаковки и хранения до отгрузки. Складские запасы можно проверять по паллетам и партиям, а не восстанавливать позже по данным, полученным вручную.

Проект был разработан с учетом ограничений, а не с целью максимальной автоматизации.

Завершённая система способна обрабатывать смешанные входящие и исходящие потоки завода, обеспечивая при этом плотное хранение для непрерывного производства. Однако наиболее важные инженерные решения не обязательно были самыми очевидными.

Объем челночных перевозок был отделен от емкости склада, так что инвестиции в робототехнику зависели от спроса на продукцию. Вилочные погрузчики убрали конвейерные станции с 13 уровней, но были развернуты в достаточном количестве для обеспечения бесперебойной работы и доступности. Механические подъемные механизмы были разработаны для решения проблем загрязнения порошкообразными материалами. Загрузка грузовиков в тяжелые мешки была автоматизирована, в то время как более изменчивый поток тканых мешков сохранил определенную степень ручной гибкости.

В совокупности эти решения позволили создать систему, подходящую именно для этого предприятия, а не стандартный пакет автоматизации.

Другой химический процесс может привести к другому решению. Для работы с опасными материалами может потребоваться взрывозащищенное оборудование. Более низкая производительность может сделать более простую систему хранения более экономичной. Высоко стандартизированный парк транспортных средств может оправдать полностью роботизированную загрузку небольших мешков. Более высокое здание или другой профиль запасов могут способствовать... Штабелерный кранс.

Урок, который можно применить на практике, не сводится к точному сочетанию 13 челночных упражнений и четырех тяжелоатлетов.

Необходимо изучить, где поток материалов действительно теряет мощность, где отказ оборудования может остановить производство или отгрузку, и где автоматизация устраняет существенные ограничения, связанные с трудовыми ресурсами, безопасностью или техническим обслуживанием.

В этом проекте по производству сульфата магния склад планировался как связующее звено между упаковкой и погрузкой грузовиков, а не как изолированное место для хранения 6309 поддонов.

Это различие определяло практически каждое важное проектное решение.