Автоматизированная система хранения и поиска
Роботизированный склад для физических объектов
Внутренняя часть ASRS в Центре визуальной информации Министерства обороны , используемая для хранения медиаматериалов, таких как контейнеры с пленкой.
Автоматизированный 4-х проходный склад для малогабаритных грузов с одномачтовыми кранами-штабелерами

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:

  • Очень большой объем грузов перемещается в хранилище и из него.
  • Плотность хранения важна из-за ограничений по пространству
  • В этом процессе не добавляется никакой ценности (нет обработки, только хранение и транспортировка)
  • Точность имеет решающее значение из-за потенциально дорогостоящего повреждения груза.

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]

Обзор

ASRS с входом на уровне земли
Системы ASRS также используются в библиотеках, что обеспечивает большую безопасность при просмотре и извлечении книг.

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 фокусируясь 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 способны 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.

Автоматизированная система хранения и поиска с использованием шаттловой технологии

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.

Преимущества

Эффективная автоматизированная система хранения и поиска обеспечивает ряд преимуществ для управления цепочкой поставок .

  • Эффективная система AS/RS помогает компаниям сократить расходы , минимизируя количество ненужных деталей и продуктов на складе , а также улучшая организацию содержимого склада. Благодаря автоматизированным процессам, она также позволяет увеличить складское пространство за счет высокой плотности хранения, более узких проходов и т. д. [9]
  • Автоматизация снижает затраты на рабочую силу, одновременно снижая требования к рабочей силе и повышая безопасность. [10]
  • Моделирование и управление логическим представлением физических складских помещений (например, стеллажи и т. д.). Например, если определенные продукты часто продаются вместе или пользуются большей популярностью, чем другие, эти продукты можно сгруппировать вместе или разместить рядом с зоной доставки, чтобы ускорить процесс сбора, упаковки и отправки клиентам.
  • Обеспечение бесперебойной связи с обработкой заказов и управлением логистикой для отбора, упаковки и отправки продукции с объекта.
  • Отслеживание того, где хранятся продукты, от каких поставщиков они поступают и как долго они хранятся. Анализируя такие данные, компании могут контролировать уровни запасов и максимально использовать складские площади. Кроме того, компании более подготовлены к требованиям и поставкам рынка, особенно в особых обстоятельствах, таких как пиковый сезон в определенный месяц. С помощью отчетов, генерируемых системой AS/RS, компании также могут собирать важные данные, которые могут быть включены в модель для анализа. [11]

Модуль вертикального подъема

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.

Горизонтальные карусели

склад с автоматизированным хранением
Склад с автоматизированным хранением [12]

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. Можно выполнять до восьми транзакций в минуту на единицу. В системе можно использовать 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 функции как хранения, так и транспортировки.

Установленные приложения

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.

Учреждения, использующие автоматизированные системы хранения и поиска

Вот несколько примеров академических учреждений, использующих автоматизированные системы хранения и поиска:

Типы

  • Вертикальные подъемные складские модули (VLSM) - их также называют автоматизированными системами хранения/извлечения с вертикальным подъемом. Все следующие типы AS/RS спроектированы вокруг горизонтального прохода. Используется тот же принцип использования центрального прохода для доступа к грузам, за исключением того, что проход вертикальный. Вертикальные подъемные складские модули, некоторые высотой 10 метров и более, способны хранить большие запасы, экономя при этом ценное пространство на заводе.
  • Штабелеры для единичных грузов - Штабелеры для единичных грузов обычно представляют собой большую автоматизированную систему, предназначенную для обработки единичных грузов, хранящихся на поддонах или в других стандартных контейнерах. Система управляется компьютером, а машины S/R автоматизированы и предназначены для обработки контейнеров с единичными грузами.
  • ASRS Gantry Robots - это тип автоматизированных систем хранения/извлечения, используемых в складских и логистических секторах. Некоторые из распространенных применений для них - в шинной промышленности для укладки шинных запасов. Большинство этих систем охватывают 50-60 футов в ширину и в среднем 200-300 футов в длину. Эти системы используют End Effectors, также известные как End of Arm Tooling, для захвата и размещения стопок шин с конвейеров. [41]

Системы «человек на борту»

Система man-a-board 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-a-board 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.

Автоматизация рабочей силы

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]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Material Handling Industry of America - Glossary - Page 2" . Получено 17 августа 2018 г. .
  2. ^ "AS/RS". Архивировано из оригинала 10 августа 2011 года . Получено 31 августа 2011 года .
  3. ^ Самостоятельное хранение. Спецификация услуг самостоятельного хранения, Британские стандарты BSI, doi :10.3403/30167611u , получено 23.12.2022
  4. ^ "Автоматизированное хранение и извлечение (AS/RS) с кранами". egemin automation . Архивировано из оригинала 2015-02-05 . Получено 22 апреля 2022 .
  5. ^ ab "Shuttle technology is take off" . Получено 11 февраля 2014 г. .
  6. ^ ab "AS/RS". Daifuku America. Архивировано из оригинала 14 августа 2011 года . Получено 23 августа 2011 года .
  7. ^ "Stingray Shuttle Solution". TGW Logistics Group. Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 года . Получено 11 февраля 2014 года .
  8. ^ "ISD - Integrated Systems Design объявляет о выпуске новой системы UltraStore ASRS, обеспечивающей экономически эффективную сортировку поддонов, коробок и товаров для операций" . Получено 1 июля 2013 г.
  9. ^ Брум-младший, Дж. Тол (июнь 1999 г.). «Преимущества интеллектуального программного обеспечения для управления запасами». CBS Interactive.
  10. ^ "Автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS)". Inc. Magazine . Получено 9 января 2013 г.
  11. ^ "Программное обеспечение для управления запасами". EGA Futura . Получено 23 ноября 2012 г.
  12. ^ "Автоматизация". Moffett Automated Storage . Получено 2020-11-09 .
  13. ^ "Access Storage (ASRS/PARC)". Университет Британской Колумбии . Получено 22 апреля 2022 г.
  14. ^ "ORCA Automated Retrieval System". Калифорнийский государственный университет: Библиотека университета Лонг-Бич . 24 мая 2017 г. Получено 22 апреля 2022 г.
  15. ^ "Автоматизированная система хранения и поиска (AS/RS)". CSUN . Получено 22 апреля 2022 г. .
  16. ^ Паркер, Сьюзан Э. (2010). «Продолжительные потрясения: восстановление библиотеки Овиатта после землетрясения в Нортридже». Всестороннее руководство по готовности к чрезвычайным ситуациям и восстановлению после стихийных бедствий . Assoc of Cllge & Rsrch Libr. стр. 99. ISBN 9780838985489. Получено 22 апреля 2022 г. .
  17. ^ "Automated Retrieval Center (ARC)". Библиотеки UCV . Архивировано из оригинала 20 ноября 2021 г. Получено 22 апреля 2022 г.
  18. ^ "Circulation: Automated Storage and Retrieval System (Rover)". Библиотека Гвендолин Брукс . Архивировано из оригинала 12 августа 2021 г. Получено 23 апреля 2022 г.
  19. ↑ Watercutter, Angela (11 мая 2011 г.). «Роботы извлекают книги в новой футуристической библиотеке Чикагского университета». Wired . Получено 23 апреля 2022 г.
  20. ^ "О библиотеках Университета Колгейт". Университет Колгейт . Получено 23 апреля 2022 г.
  21. ^ «Добро пожаловать в Библиотечное приложение». Библиотека Корнеллского университета . Получено 23 апреля 2022 г.
  22. ^ "Получить предметы из ARC". Архивировано из оригинала 2017-02-25 . Получено 2017-02-25 .
  23. ^ «Уникальная автоматизированная система помогает библиотеке решать проблемы хранения». Georgia Southern University . 26 сентября 2006 г. Получено 23 апреля 2022 г.
  24. ^ "ASRS status". Архивировано из оригинала 2017-02-26 . Получено 2017-02-25 .
  25. ^ "Технологии". Библиотека Джерри Фолвелла . Получено 23 апреля 2022 г.
  26. ^ Халлоран, Кэти (22 июня 2018 г.). «В Университете Лимерика открывается новая библиотека стоимостью 31 млн евро». RTÉ.ie . Получено 22 апреля 2022 г. .
  27. ^ "Robotic Retrieval System". Библиотеки университета L. Получено 23 апреля 2022 г.
  28. ^ "Ваша библиотека в пути". Архивировано из оригинала 2017-02-26 . Получено 2017-02-25 .
  29. ^ "Доступ к панели знаний" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-02-26 . Получено 2017-02-25 .
  30. ^ «Meet RooBot!». Отдел по делам студентов UMKC . 5 октября 2010 г. Получено 23 апреля 2022 г.
  31. ^ "Lied Automated Storage And Retrieval Unit". Архивировано из оригинала 2017-02-25 . Получено 2017-02-25 .
  32. ^ "Университет Невады - Библиотечный робот Рино". YouTube . Гвидо Ромео. 18 мая 2009 г. Получено 23 апреля 2022 г.
  33. ^ "Project". UTS: Library . Архивировано из оригинала 3 мая 2017 г. Получено 22 апреля 2022 г.
  34. ^ "Self Storage Unit" . Получено 27 сентября 2023 г. .
  35. ^ "Hunt Library bookBot". Библиотека NC State University . Получено 23 апреля 2022 г.
  36. ^ "Автоматизированная поисковая система (ARS)". Библиотека университета Санта-Клары . Получено 23 апреля 2022 г.
  37. ^ "Автоматизированная система поиска". Sonoma State University . Получено 23 апреля 2022 г.
  38. ^ "ARC (Automated Retrieval Center)". Библиотека Дж. Уилларда Марриота: Университет Юты . Получено 22 апреля 2022 г.
  39. ^ "Библиотека университета штата Юта автоматизировала хранение/извлечение 1,5 миллиона книг". Дистанционный преподаватель . 17 июня 2005 г. Получено 23 апреля 2022 г.
  40. ^ "Christopher Center AS/RS". YouTube . ValpoLibrary. 2 декабря 2011 г. Получено 23 апреля 2022 г.
  41. ^ "Sage Автоматизированная система хранения и поиска". 30 августа 2018 г.
  42. ^ «Складской робот, которого не нужно обучать» (на итальянском). 31 марта 2021 г.
  43. ^ «Вот Воробей, робот-работник склада Amazon, который распознает продукты» (на итальянском). 12 ноября 2022 г.
  44. ^ «Новые складские роботы двигаются и также способны использовать руки». 20 октября 2022 г.
  45. ^ «Логистика 4.0: Boston Dynamics запускает Stretch, складского робота». 31 марта 2021 г.
  46. ^ «Робот, сделанный в Италии, который будет выполнять работу, которую люди не заслуживают делать». 23 октября 2023 г.

Дальнейшее чтение

  • Фразелл, Э. (2001), Складирование и обработка материалов мирового класса, McGraw-Hill, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.
  • «Автоматизированная система хранения и поиска». Библиотека Чикагского университета . Получено 9 января 2013 г.
  • Медиафайлы по теме Автоматизированные системы хранения и поиска на Wikimedia Commons
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Automated_storage_and_retrieval_system&oldid=1250601435"