Автоматические склады и их оборудование. Автоматизированные складские системы

Транспортировка грузов составляет основу производственных процессов в складских помещениях разного типа. Подъемно-передвижные операции все реже осуществляются вручную и требуют применения специализированного оборудования. На сегодняшнем этапе развития технического обеспечения склада автоматические узлы и агрегаты считаются наиболее эффективным решением транспортировочных задач такого типа. Другое дело, что реализация данной автоматики может иметь разные конструкционные формы и функциональное наполнение.

Какое оборудование используется для автоматизации?

Всю рабочую инфраструктуру можно определить тремя функциональными группами:

• Стационарные недвижимые приспособления и конструкции. Это традиционная тара и другие компоненты складского обеспечения, которые выполняют непосредственную задачу содержания целевой продукции. В частности, наиболее распространенной единицей данного типа является полка или стеллаж.
• Автоматизацию как таковую обеспечивают приводные механизмы. Это двигатели, подключенные к контроллерам управления с одной стороны, а с другой – механически связанные с манипуляторами и другими исполнительными органами. Как правило, работа автоматических складов и их оборудования поддерживается электромоторами, но при наличии эффективной принудительно-вытяжной системы допускается и использование бензиновых движков. Хотя тенденции все же говорят о росте спроса на компактные аккумуляторные источники питания и промышленные батареи, которые вместе с автоматикой комплексно обеспечивают функции складского инжиниринга.
• Исполнительные устройства. Широкий перечень технических средств и механизмов, которые непосредственно выполняют операции погрузки-разгрузки, подъема и транспортировки грузов. Это могут быть краны-штабелеры, цепные конвейеры, подвесные манипуляторы, транспортерные ленты и др.

Проектирование автоматических складов

Проектирование осуществляется в несколько этапов с учетом большого массива входных данных. В первую очередь определяется схема логистики грузопотоков, которая должна будет работать в рамках конкретной складской площадки. Путем моделирования конструкторы выстраивают динамическую схему движения грузов с рабочими точками погрузки, выгрузки и подъема. Для транспортной сети рассчитываются контуры движения потоков с технической инфраструктурой – определяются параметры рельс, конвейеров, подвесных систем и т. д. Каждый исполнительный орган автоматизированной складской системы на этапе проектирования получает собственную спецификацию с указанием необходимых эксплуатационных характеристик. В обязательном порядке учитывается грузоподъемность, способ захвата, материал изготовления, износостойкость и другие качества оборудования. На основе функциональной схемы разрабатывается завершающая проектная часть с распределением мест оптимального хранения грузов с точки зрения обеспечения их сохранности и удобства выполнения физических манипуляций.

Лифтовые системы

В условиях содержания крупногабаритных грузов на больших высотных площадях промышленного назначения целесообразно использовать лифтовую конфигурацию обустройства автоматизированного комплекса. Это вертикальные механизмы складирования на поддонах, которые передвигаются по определенным контурам между технологическими точками хранения. Причем современные лифтовые конструкции отличаются гибкостью в монтаже. Они строятся на сборных модулях, допускающих широкие возможности наращивания по высоте. Взаимодействие с грузами на автоматическом складе такого типа осуществляется манипулятором-экстрактором с заданной программой движения между полками. Устройство движется по ходовым роликам с определенными настройками по скорости. Для обеспечения точности манипуляций механизм оснащается и специальными датчиками контроля положения груза, которые в режиме реального времени взаимодействуют с ответными сенсорами в свободных местах содержания груза.

Карусельные системы

Подобные системы также называют элеваторными. Они используются в коммерческих складских помещениях для содержания разноформатной продукции. Впрочем, проектировщики рекомендуют заранее как можно точнее определять размеры полок по длине, глубине и высоте. Это позволит оптимизировать пространство при управлении многофункциональными стеллажами. Основу же автоматизированных складских систем элеваторного типа составляют полки, связанные между собой цепями. Они также перемещаются по замкнутым рельсам за счет усилия электродвигателя. Но в отличие от лифтовых систем карусельные могут быть не только вертикальными, но и горизонтальными. Во втором случае предполагается меньшая нагрузка из-за отсутствия подъемного усилия.

Оснащение автоматического склада для мелкой продукции

Конфигурация складской инфраструктуры, предназначенной для хранения мелкой продукции, в большей степени ориентируется не на силовые характеристики с оптимизированными схемами перемещения, а на рациональность ячеистого содержания. Также важен принцип хранения «товар к человеку», в соответствии с которым процесс обслуживания должен обеспечивать короткое время доступа к конкретной единице товара. В оптимизированном виде эта концепция реализуется без манипуляций с тарой, что изначально предполагает специальную конфигурацию размещения стеллажей с высокой плотностью и множеством переходных участков. Что касается управления, то автоматические склады мелкого товара предусматривают точечное подключение приводной системы с электронным контролем к каждой секции. Вместе с механизмом физического управления в данном случае обеспечивается высокая степень безопасности с контролем несанкционированного доступа.

Системы позиционирования

Наряду с механическими контроллерами и манипуляторами, все чаще вводятся устройства для адресного позиционирования «умных» стеллажей и полок. Структура таких систем включает кодовые пластины, посредством которых обеспечивается синхронизация с исполнительным оборудованием. Например, в кодировании автоматических складов с кранами-штабелерами обычно применяют двоичные системы счисления или код Грея, что повышает надежность адресования. Общий же операционный контроль осуществляется через бортовой компьютер или централизованный диспетчерский пульт.

Преимущества автоматизированного склада

Концепция автоматизации складского хранения дает массу преимуществ непосредственному владельцу объекта и обслуживающему персоналу. Среди основных ее положительных свойств можно выделить следующие:

• Рациональное использование площади. Экономия свободного пространства относительно традиционных моделей организации хранения может достигать 75%.
• Минимизация числа ошибок, связанных с комплектацией и распределением товаров.
• Возможность интеграции интеллектуального контроля доступа с многоуровневой идентификацией по соответствующим правам.
• Эргономичное управление. На современном уровне развития автоматизация склада стремится к полному исключению физических контактов человека с рабочей средой. Уже в скором будущем подобные системы смогут управляться по беспроводным удаленным каналам с цифровым мониторингом.

Недостатки автоматизированного склада

Наряду с преимуществами, есть и слабые места у систем автоматизации в условиях складского содержания товаров. Они связаны со следующими нюансами применения:

• Высокое капиталовложение. Как и все новые технологии, система автоматического склада требует больших затрат на первом этапе внедрения. Другое дело, что в будущем эти вложения могут окупиться.
• Проблемы взаимодействия с клиентами. Достаточная для окупаемости эффективность управления складской инфраструктурой возможна только в случаях, если все логистические этапы в той или иной степени подчиняются принципам автоматического управления. В ином случае могут возникать технологические затруднения с приемкой товара, распознанием маркировки и выполнением других операционных процессов.
• Высокие требования к инженерно-коммуникационной инфраструктуре. Технологически обеспечить склад автоматикой возможно только при наличии определенных инженерно-конструкционных возможностей на конкретной площадке.

Заключение

В российских условиях сферы применения автоматизированных систем постоянно расширяются. И хотя складская инфраструктура традиционно считается довольно консервативной в плане технологического обеспечения, повышение требований к характеристикам логистических процессов заставляют владельцев модернизировать и такие объекты. Впрочем, пока это касается только крупных отраслевых предприятий и в принципе технологически развитых областей. Например, автоматические склады инструмента и оснастки строительного назначения успешно работают с технологиями лифтового и карусельного обслуживания. Мелкие товары даже в большей степени заинтересованы в системе управляемого автоматического хранения. В частности, электроника, запчасти и другие негабаритные, но дорогостоящие товары все активнее перемещаются в помещения с секциями, обеспеченными контролем несанкционированного доступа.