В последние несколько лет на складах для хранения товаров большой номенклатуры или набора заказов (в зоне пикинга) все чаще используют автоматические стеллажные системы. Рассмотрим устройство таким систем, их технические и функциональные возможности и факторы, влияющие на их выбор.
Существует три вида автоматических стеллажей: вертикальные лифтовые, вертикальные элеваторные и горизонтальные карусельные.
Вертикальные лифтовые стеллажи
Вертикальный лифтовый стеллаж представляет собой металлический шкаф, разделенный на три основные части:
1. два отделения для полок, на которых размещаются поддоны с товаром;
2. лифтовую шахту, по которой вертикально движется специальное устройство для перемещения поддонов - экстрактор. Корпус шкафа, как правило, металлический, служит для защиты продукции от воздействия влаги, пыли, прямого солнечного света и т. д.
В корпусе любого вертикального лифтового стеллажа есть окно доступа со столом выдачи и электронной панелью управления. Оно предназначено для размещения и получения товара из стеллажа. По желанию заказчика у одного устройства может быть сделано несколько окон доступа на разной высоте, что позволяет одновременно обслуживать несколько уровней склада. В передней части окна доступа устанавливается защитный барьер из фотоэлементов для контроля за рабочей площадкой и обеспечения безопасности оператора.
Расстояние между стеллажом и стенками склада или другими конструкциями может составлять не более 25 см. Иногда для экономии площади склада несколько (обычно от 2 до 4) шкафов составляют в одну линию. При этом размещает и отбирает товар один экстрактор, движущийся не только по вертикали, но и по горизонтали. В движение экстрактор приводит электродвигатель с помощью системы зубчатых ремней. Техническое обслуживание стеллажа происходит через специальную сервисную дверь.
Для того чтобы извлечь необходимую позицию из стеллажа оператор набирает на панели номер соответствующего поддона. После этого экстрактор поднимается (по вертикали) и подъезжает (по горизонтали) к нужной полке, снимает с нее поддон с товаром, опускает его к окну доступа и ставит на стол выдачи.
Чтобы разместить позицию на стеллаже, оператор ставит ее на поддон и набирает на панели управления номер полки, на которую нужно поставить товар. После этого экстрактор поднимает (по вертикали) и подвозит (по горизонтали) поддон с товаром к нужной полке и выгружает его на нее.
Высота полок может варьироваться в зависимости от высоты размещаемого товара. Причем электронная система управления стеллажом делает это автоматически с помощью оптических датчиков высоты. Шаг изменения высоты полки обычно составляет 25 мм.
Технические характеристики
Наиболее важными, с точки зрения пользователя, техническими характеристиками лифтовых стеллажей являются: высота, ширина, глубина и максимальная загрузка. Высота стеллажей (в зависимости от модели) может изменяться от 2,5 до 30 м, ширина - от 1,5 до 3,5 м, глубина - от 2 до 3,5 м. Некоторые модели являются модульными и, по желанию заказчика, их высота может быть увеличена или уменьшена (высота одного модуля составляет от 1 до 1,5 м).
Максимальная загрузка лифтового стеллажа зависит от его высоты и занимаемой площади. Для моделей высотой 30 м и площадью основания более 10 м2 она может достигать 60 т. Характер груза, который можно разместить на стеллаже, зависит от максимальной грузоподъемности полок, полезной глубины и ширины поддонов. Для разных моделей максимальная грузоподъемность полок составляет от 100 до 500 кг, полезная глубина поддона - от 0,5 до 1 м, ширина - от 1 до 3 м.
Дополнительные возможности
Некоторые модели лифтовых стеллажей могут (опционально) оснащаться устройствами, делающими их более удобными и эффективными. Например, системой взвешивания грузов, замками с электронным управлением, автоматическими дверьми, рабочими местами, приспособленными для работы конкретного оператора, системой освещения рабочего места и т. д.
Система управления стеллажом может быть дополнительно оборудована дисплеем, сенсорной панелью, разъемами для подключения периферийных устройств (например, сканеров и принтеров штрих-кода, электронных весов) и интеграции стеллажа в WMS склада.
В последнем случае стеллаж может управляться централизованно. Во всех автоматических стеллажах по умолчанию предусматриваются: защита от электростатических зарядов, система диагностики неисправностей, возможность ручного управления стеллажом (в случае аварии).
Хотите узнать больше о вертикальных лифтовых стеллажах KARDEX SHUTTLE XP
Вертикальные элеваторные стеллажи
Внешне вертикальный элеваторный стеллаж (или патерностер) ни чем не отличается от лифтового стеллажа. Он представляет собой металлический шкаф, внутри которого на специальных многофункциональных полках-контейнерах размещаются грузы. Сами полки закрепляются на специальном механизме, который перемещает их по замкнутой кольцевой траектории к окну доступа. Для этого оператору достаточно набрать на панели управления номер нужной детали или полки. После этого оператор может разметить или взять товар с полки. В движение механизм приводится электродвигателем через роликовые цепи.
Перемещение полки всегда осуществляется по кратчайшему пути. Движение внутри вертикального элеваторного стеллажа организовано таким образом, что в нем нельзя хранить изделия, высота которых превышает глубину полки. Поэтому такие стеллажи в основном используют для хранения товара, упакованного в стандартные складские коробки.
Технические характеристики
Основными техническими характеристиками патерностеров являются: высота, ширина, глубина шкафа, ширина и глубина полок, максимальная грузоподъемность полки и всего стеллажа.
Высота патерностеров (в зависимости от модели) может изменяться от 2 до 7 (реже - до 12) м, ширина - от 2,8 до 4 м, глубина - от 1 до 2 м. Полезная ширина и глубина полок варьируется в диапазоне от 2,5 до 3,8 м и от 400 до 600 мм соответственно.
Грузоподъемность патерностера может достигать 18 (реже 23) т, грузоподъемность полки - 650 кг. По другим техническим характеристикам (мощности двигателя, электропитанию, уровню шума, диапазону рабочих температур и т. д.) лифтовые и вертикальные стеллажи отличаются мало. И по устройству, и по функциям элеваторные стеллажи проще лифтовых.
Хотите узнать больше о вертикальных элеваторных стеллажах KARDEX MEGAMAT
Горизонтальные карусельные стеллажи
Стеллажи этого вида состоят из нескольких уровней полок, горизонтально передвигающихся к окну доступа по специальным направляющим. Мотор, перемещающий полки, управляется электронной системой. Горизонтальные карусельные стеллажи могут иметь открытое и закрытое исполнение. Все движущиеся блоки хранения монтируются отдельно от общей направляющей кругового транспортера. Высота уровней, на которых расположены полки, может регулироваться в зависимости от высоты размещенного на них товара (шаг 75-76 мм).
Основными техническими характеристиками карусельных стеллажей являются их геометрические размеры и суммарная грузоподъемность, которая может составлять 60 т. Высота таких стеллажей обычно не превышает 4,5 м. Некоторые модели карусельных стеллажей при необходимости могут интегрироваться в WMS склада.
Дверь доступа стеллажа открывается автоматически и оснащена системой безопасности. Размещаться она может как сбоку, так и с торца карусельного стеллажа. Это позволяет максимально рационально разместить несколько стеллажей на складе и при этом уменьшить рабочую площадку оператора, что в свою очередь ведет к сокращению числа переходов и как результат повышению скорости обработки грузов и снижению утомляемости.
Автоматические стеллажи. Проблема выбора
Использовать автоматические стеллажи целесообразно на складе с очень большим количеством товарных позиций, которые нужно достаточно быстро обрабатывать.
Такая ситуации характерна, например, для складов, где хранятся лекарственные препараты, косметика, автомобильные запчасти и т. д. Также автоматические системы широко применяются в производственной логистике (в создании электронных систем, машиностроении и др.), в архивах для хранения большого количества документов и т. д.
Преимущества
Во-первых, использование таких стеллажей позволяет значительно сэкономить площадь склада. Например, лифтовый стеллаж высотой 11 м с площадью основания 5 м2 для позиции высотой 120 мм обеспечит площадь хранения 80 м2. Традиционный полочный стеллаж, позволяющий иметь аналогичную площадь хранения, займет до 40 м2.
При этом в лифтовом стеллаже высотой 30 м, занимающем площадь 10,4 м2, можно хранить товары общим весом 60 т, а в патерностере высотой 12 м, занимающем площадь 5 м2, - до 18 т. Расстояние от автоматического стеллажа до стен склада может быть не более 250 мм, а конструкция стеллажей позволяет устанавливать их вплотную друг к другу.
Во-вторых, компьютерное управление обеспечивает высокую скорость доступа к товару и соответственно высокую скорость набора заказов. Например, в элеваторных или карусельных системах на доставку определенной позиции у оператора в среднем уходит около 10 с. Доставка по принципу «товар к человеку» снижает утомляемость персонала и как следствие повышает точность набора заказов.
В-третьих, корпус стеллажа защищает товары от воздействия влаги, пыли, прямого солнечного света (существенно, например, при хранении медикаментов), несанкционированного доступа и др. В некоторых случаях (например, при хранении электронных деталей) автоматические стеллажи позволяют обеспечить соблюдение ряда специфических требований к условиям хранения.
В-четвертых, ПО автоматических стеллажей может выдавать товары как по FIFO-, так и по LIFO-системам. Некоторые программы позволяют сотрудникам склада оперативно определять необходимость пополнения запаса по той или иной позиции.
Недостатки
Наиболее существенным недостатком автоматических стеллажей является их относительно высокая стоимость. первоначальной закупки, в дальнейшем использование автоматических стеллажей окупится в течении уже первого полгода. Достаточно сказать, что цена патерностера грузоподъемностью 1125 кг (15 полок с общей полезной площадью около 3 м2) превышает 5000 евро. К этой сумме необходимо прибавить стоимость установки, наладки и технического обслуживания оборудования, а также стоимость соответствующего ПО.
Срок окупаемости автоматических стеллажей составляет полгода, однако в большинстве случаев эти показатели рассчитываются для производственных предприятий. На складских комплексах такую окупаемость можно обеспечить только при достаточно интенсивном грузообороте. Автоматические стеллажи являются сложными техническими системами, и их техническим обслуживанием должны заниматься высококвалифицированные специалисты. Поэтому все вопросы, связанные с ТО и ремонтом такого оборудования, необходимо обсуждать до их приобретения.
Особенности
Параметры выбора типа автоматического стеллажа приведены во врезке. Для очень высоких складов целесообразно использовать вертикальные лифтовые стеллажи, поскольку они обладают наибольшей высотой - до 30 м.
Складские помещения с низкими потолками рекомендуется оборудовать горизонтальными карусельными системами с максимальной высотой 4,5-5 м.
Для патерностеров оптимальной является высота помещения 6-7 м. Если в дальнейшем стеллажи планируется перенести из низкого в более высокое помещение (или наоборот), они должны быть лифтовыми. Только этот тип стеллажей предусматривает изменение высоты.
Если геометрические параметры товара (высота, глубина, ширина, объем, масса) будут оставаться неизменными на протяжении всего срока эксплуатации стеллажа, для его хранения можно использовать патерностеры.
В противном случае лучше использовать лифтовые стеллажи, автоматически изменяющие высоту полок в зависимости от размера грузов, которые будут на них храниться.
Если большинство заказов, приходящих на склад, содержат одну или две позиции, для их набора целесообразно использовать лифтовые стеллажи. Если в заказах чаще попадается 10 позиций или более, на складе рекомендуется использовать патерностеры или горизонтальные карусельные стеллажи. Их конструкция позволит оператору быстрее собрать заказ с большим количеством позиций.
Выбираем лифтовой стеллаж
При выборе лифтового стеллажа целесообразно обратить внимание на следующие технические характеристики:
- потребляемую мощность двигателя экстрактора;
- необходимое электропитание (220, 360 или 400 В, 50/60 КГц) и категорию защиты двигателя;
- максимальную скорость вертикального и горизонтального движения экстрактора (обычно изменяется от 0,6 до 2 м/с);
- уровень шума (обычно не превышает 60-70 дБ);
- диапазон рабочих температур;
- допустимую влажность.
Элеваторные стеллажи
В элеваторных стеллажах в обязательном порядке предусматриваются такие возможности, как:
- создание нескольких окон доступа на разной высоте;
- запирание окна доступа;
- электронные системы безопасности (защитный барьер из фотоэлементов в передней части окна доступа и датчик двери, защищающий руки оператора от защемления);
- ручное принудительное вращение полок с помощью коловорота.
Параметры выбора
Выбор типа автоматического стеллажа зависит от следующих основных параметров:
- высоты и площади складского помещения;
- возможности изменения геометрических параметров груза;
- среднего количества позиций в заказах.
Автор Денис Строганов, редактор-эксперт журналов "Складские технологии" и "Логистика и управление"
