Xu hướng ứng dụng hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động AS/RS trong kho thông minh

Ứng dụng AS/RS

Có nhiều ứng dụng AS/RS khác nhau trong cả ngành sản xuất và phân phối.

Chế tạo

• Kho nguyên liệu
• Lưu trữ bộ phận và cung cấp cho dây chuyền lắp ráp
• Bộ đệm công việc đang tiến hành
• Bảo quản thành phẩm
• Cải thiện bảo mật sản phẩm
• Bảo quản công cụ sản xuất như khuôn
• Bảo quản bộ phận dịch vụ và order preparation

Phân bổ

• Bộ đệm tạm thời của các sản phẩm nhận được từ nhà cung cấp
• Cung cấp hàng tồn kho tự động cho các dây chuyền chọn hàng
• Sắp xếp thứ tự hoặc nhóm các mặt hàng vận chuyển

Các loại hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động và các ví dụ

Hai loại AS/RS chính bao gồm hệ thống tải đơn vị và tải nhỏ. AS/RS tải đơn vị được sử dụng cho các tải trọng lớn như xử lý các pallet đầy hoặc các thùng hàng. AS/RS tải đơn vị xử lý các công việc lớn có thể yêu cầu di chuyển các đối tượng hoặc pallet nặng vài nghìn pound. AS/RS tải đơn vị điển hình sử dụng cần trục lối đi di động hoặc cần trục lối đi cố định:

• Cần trục lối đi cố định thường cố định vào một khu vực hoặc hàng pallet, trong trường hợp này. Họ đi dọc theo khu vực hoặc con đường được chỉ định để lấy vật phẩm.
• Cần trục lối đi di động cũng tương tự, nhưng chúng được thiết kế để lấy hoặc cất đồ ở nhiều khu vực thay vì dọc theo một lối đi hoặc lối đi.

AS/RS tải trọng nhỏ, chẳng hạn như hệ thống xử lý thùng hàng hoặc xếp chồng hàng hóa, là các cần cẩu hoặc rô-bốt nhỏ hơn xử lý các tải trọng nhẹ như khay hoặc thùng các-tông. AS/RS tải nhỏ thường sử dụng cần cẩu hoặc xe con thoi:

• Cần cẩu AS/RS tải trọng nhỏ di chuyển dọc theo lối đi hẹp để lấy hoặc cất sản phẩm. Về cơ bản, nó là một phiên bản nhỏ hơn nhiều của cần trục cố định.
• Tàu con thoi AS/RS tải trọng nhỏ chạy dọc theo đường ray và giao hàng hoặc di chuyển chúng giữa các hệ thống giá đỡ tự động. Hãy tưởng tượng một chiếc xe tải nhỏ chạy ra ngoài và lấy một chiếc hộp, túi hoặc khay cho bạn. Chúng có thể hoạt động ở nhiều cấp độ nếu được thiết kế cho công việc, nhưng hầu hết chúng chạy dọc theo một đường dẫn duy nhất.

Các loại AS/RS khác bao gồm hệ thống dựa trên băng chuyền và mô-đun thang máy thẳng đứng. AS/RS dựa trên băng chuyền truy xuất và lưu trữ sản phẩm với sự trợ giúp của bộ trích xuất bộ chèn. Băng chuyền quay cho đến khi giá hoặc thùng ở vị trí thích hợp để bộ trích xuất bộ chèn đặt hoặc lấy vật phẩm ra. Hệ thống này thường có thể di chuyển theo chiều dọc hoặc chiều ngang trong một khu vực cố định. Hầu hết các hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động dựa trên băng chuyền xử lý các công việc nhỏ hơn so với các thiết bị nâng hạng nặng như hệ thống tải đơn vị.

Các mô-đun thang máy thẳng đứng (VLM) hoạt động theo cách tương tự như các hệ thống dựa trên băng chuyền. Trong trường hợp này, bộ trích xuất bộ chèn được đặt ở trung tâm của một cấu trúc khép kín và được bao quanh bởi các cột khay ở cả hai bên. Nó định vị đúng khay và chuyển nó cho người vận hành, người này sau đó sẽ hoàn thành đơn đặt hàng và trả lại khay.

Hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động hoạt động như thế nào

Mỗi loại AS/RS hoạt động theo những cách hơi khác nhau, tất cả đều nhằm mục tiêu tăng tốc các quy trình kho hàng. Mỗi loại hệ thống được nêu ở trên sẽ tự động hóa quy trình lưu trữ sản phẩm trong các thùng, giá hoặc vị trí lưu trữ thích hợp khác hoặc lấy các mặt hàng hoặc tải từ các khu vực lưu trữ. Họ giảm thời gian và nhân lực cần thiết để lấy và lưu trữ các mặt hàng.

Các loại thiết bị tải trong AS/RS

Kho tự động bao gồm các giá để chứa hàng hóa, băng tải tiếp giáp với xe nâng và các thiết bị ngoại vi, các thiết bị vận chuyển hàng hóa giữa băng tải và khoang giá. Thiết bị truyền tải có thể được phân loại rộng rãi thành hai loại.

Loại phổ biến nhất được gọi là stacker crane. stacker crane, ở bất kỳ nơi nào cao từ 5 đến 40 mét, chạy qua lại trên một thanh ray dưới cố định với sàn và một thanh ray trên gắn với mặt trên của giá, đồng thời nâng và hạ bộ phận vận chuyển mang tải. Khi đến khoang giá mong muốn, một cái nĩa trên xe ngựa được đưa vào khoang để xúc hoặc dỡ đồ.

Có hai loại kho tự động: kho tự động tải đơn vị cho các tải nặng như nguyên liệu thô và khuôn được tải lên pallet và kho tự động tải nhỏ cho các tải nhẹ như thùng nhựa, hộp tôn và khay.

Loại cần cẩu xếp chồng – tải đơn vị

Loại cần cẩu xếp chồng – tải nhỏ

Loại hình phổ biến thứ hai và ngày càng gia tăng số lượng trên toàn cầu trong những năm gần đây, là phương tiện đưa đón. Hệ thống dựa trên xe con thoi có nhiều biến thể, chẳng hạn như hệ thống bao gồm băng tải, xe nâng và xe đưa đón; những thứ mà xe đẩy đi theo mọi hướng (chuyển động 3 chiều) bên trong giá; và những thứ mà trong đó xe đẩy di chuyển theo mọi hướng trên đầu của một lưới cấu trúc. Hệ thống con thoi để lưu trữ pallet thường được sử dụng để lưu trữ mật độ cao đối với các sản phẩm có khối lượng lớn như đồ uống, trong khi hệ thống lưu trữ theo trường hợp thường được sử dụng để phân loại trước khi vận chuyển trong ngành phân phối.

Tàu con thoi AS/RS

Tàu con thoi tải nhỏ AS/RS

Tàu con thoi tải nhỏ 3D AS/RS

Cấu trúc giá đỡ kho tự động

Có hai loại cấu trúc giá đỡ được sử dụng với kho tự động cho pallet: (1) AS / RS giá đỡ đứng tự do và (2) AS / RS của tòa nhà được hỗ trợ bằng giá, còn được gọi là AS / RS tự động.

• Giá đỡ tự do AS/RS: Giá được lắp đặt riêng biệt với mái và tường của tòa nhà – đây là một kết cấu độc lập. Đây là loại phổ biến nhất vì nó có thể được lắp đặt trong các tòa nhà hiện có hoặc mới.
• AS/RS của tòa nhà có giá đỡ: Trong trường hợp này, giá đỡ có chức năng như giá đỡ cấu trúc cho các bức tường và mái của tòa nhà. AS / RS của tòa nhà được hỗ trợ bằng giá đỡ thường được sử dụng trong các kho hàng quy mô lớn chứa hàng chục nghìn pallet. Vì nó phải tuân theo các quy định về xây dựng như một tòa nhà, quá trình lập kế hoạch đòi hỏi sự tham gia của các kiến trúc sư, những người hiểu cả kho tự động và các quy định về xây dựng của quốc gia nơi nhà kho sẽ được lắp đặt.

Giá đỡ độc lập AS/RS

AS/RS của tòa nhà được hỗ trợ giá đỡ

Các kho tự động tải nhỏ hiếm khi được thực hiện dưới dạng AS / RS của tòa nhà được hỗ trợ bởi giá đỡ vì độ bền của giá đỡ thường không phù hợp làm khung tòa nhà. Do đó, giá đỡ tự do là tiêu chuẩn. Hai loại được sử dụng rộng rãi là mặt thoáng và mặt kệ. Loại áp dụng được chọn tùy theo các hạng mục được lưu trữ và loại cần cẩu hoặc xe đưa đón yêu cầu.

 

Giá đỡ cho AS / RS tải nhỏ

Giá đỡ mặt mở cho AS / RS tải nhỏ

Lợi ích của AS/RS

Cho dù bạn đang ở trong lĩnh vực sản xuất, bán lẻ, thương mại điện tử hay 3PL, AS / RS có thể mang lại nhiều lợi ích cho hoạt động của bạn.

• Sử dụng hiệu quả không gian dọc không sử dụng
• Tăng mật độ lưu trữ hàng tồn kho
• Tăng thông lượng
• Tăng độ chính xác khi chọn đơn hàng
• Cải thiện công thái học, an toàn và môi trường làm việc
• Cải thiện bảo mật sản phẩm
• Giảm chi phí lao động
• Ít ràng buộc lao động liên quan đến tình trạng thiếu lao động

Nhược điểm của hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động

Mặc dù có những ưu điểm, nhưng có một số nhược điểm đối với các giải pháp AS/RS. Thiết bị thường lớn và cồng kềnh, đòi hỏi đầu tư ban đầu đáng kể và những thay đổi đáng kể đối với cơ sở hạ tầng và cách bố trí nhà kho.

Cần phải bảo trì thiết bị thường xuyên để giữ cho hệ thống AS/RS hoạt động ở hiệu suất cao nhất. Khi sự cố xảy ra, năng suất bị ảnh hưởng đáng kể, đôi khi hoạt động nghiền bị dừng lại. Cuối cùng, các nhà kho xử lý các sản phẩm khác nhau vào các thời điểm khác nhau, chẳng hạn như các mặt hàng theo mùa, có thể bị giảm năng suất trong quá trình chuyển đổi này trong khi đào tạo lại AS/RS để tìm nạp hoặc di chuyển các sản phẩm mới.

Cách chọn hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động phù hợp

Để bắt kịp với nhu cầu của người tiêu dùng, duy trì lợi thế cạnh tranh và duy trì lợi nhuận vững chắc, các doanh nghiệp cần sử dụng hiệu quả từng inch vuông diện tích nhà kho, tối đa hóa việc sử dụng tài sản và nâng cao hiệu quả lao động. Để đạt được mục tiêu này, một số doanh nghiệp chọn triển khai các hệ thống AS/RS để tự động hóa kho bãi và hợp lý hóa các hoạt động lưu trữ và truy xuất sản phẩm.

Tuy nhiên, sự phức tạp của ngay cả những hệ thống AS/RS cơ bản nhất khiến việc lựa chọn hệ thống phù hợp trở thành một nhiệm vụ rất khó khăn. Để đơn giản hóa quy trình lựa chọn, hãy xem xét một số tính năng và yếu tố cần tìm.

Phần mềm đáng tin cậy

Các hệ thống ASRS có bốn thành phần chính:

• Thiết bị lưu trữ và truy xuất (S/R)
• Hệ thống đầu vào/đầu ra
• giá lưu trữ
• Hệ thống quản lý máy tính

Hệ thống quản lý máy tính xử lý việc tải và dỡ SKU trong hệ thống AS/RS thông qua một phần mềm chuyên dụng theo dõi chi tiết hàng tồn kho, chẳng hạn như:

• Vị trí cụ thể của các mặt hàng
• Bao lâu họ đã được lưu trữ
• Những mặt hàng này đến từ đâu

AS/RS phù hợp phải đi kèm với phần mềm mạnh mẽ và được thiết kế tốt để tạo điều kiện lập kế hoạch liền mạch cho các hoạt động truy xuất và lưu trữ. Tất cả các hướng dẫn cho hệ thống AS/RS đều được chuyển qua phần mềm này, vì vậy bạn phải đảm bảo rằng phần mềm này dễ sử dụng, đáng tin cậy và không có trục trặc kỹ thuật.

Giới hạn chiều cao và cân nặng

Mặc dù các hệ thống AS/RS có thể được tùy chỉnh để xử lý hầu như bất kỳ loại mặt hàng nào, nhưng một số loại hệ thống nhất định là tốt nhất cho một số sản phẩm nhất định. Hệ thống phải có khả năng xử lý trọng lượng tối đa trên mỗi đơn vị tải cho các hoạt động của bạn (khoảng 5500 lb ). Các hệ thống con thoi và tải trọng nhỏ được thiết kế để xử lý các tải trọng nhỏ (kiện hàng, thùng, v.v.) trong khi hệ thống AS/RS tải trọng đơn vị lý tưởng cho các trọng lượng nặng hơn (túi hàng lớn, thùng phuy, pallet, v.v.)

Chiều dài dọc cũng phải phù hợp với không gian trên cao của cơ sở của bạn. Các loại giá lưu trữ phổ biến nhất là khoảng 40 feet, mặc dù một số hệ thống có thể đạt tới 100 feet. Bạn xây dựng hệ thống AS/RS của mình càng cao thì càng ít tốn kém (trên mỗi foot dọc).

Tốc độ

Hệ thống AS/RS phù hợp phải chiếm một diện tích nhỏ (để tối đa hóa không gian sàn) và đi kèm với nhiều tùy chọn tốc độ có thể xử lý thoải mái các hoạt động lấy hàng và thực hiện đơn hàng trong thời kỳ nhu cầu cao điểm. Đối với các hoạt động thương mại điện tử, tốt nhất là triển khai một hệ thống có bộ đệm tốc độ cao được thiết kế để nhanh chóng di chuyển khối lượng tải lớn vào và ra khỏi kho lưu trữ. Do độ chính xác của hàng tồn kho cực kỳ cao nên các công ty có thể giảm lượng hàng dự trữ an toàn trong kho và giảm hàng tồn kho trong quá trình sản xuất (WIP), cho phép họ chứa nhiều SKU hơn trong cùng một không gian kho và cung cấp cho khách hàng nhiều lựa chọn sản phẩm hơn và thời gian thực hiện nhanh hơn .

dịch vụ khách hàng

Luôn mua hệ thống AS/RS từ nhà cung cấp cung cấp dịch vụ khách hàng nhanh chóng và đáng tin cậy. Trong trường hợp xảy ra sự cố kỹ thuật, hệ thống AS/RS không hoạt động có thể tạo ra hiệu ứng domino khiến ngừng hoạt động, giảm năng suất và các đơn hàng không được thực hiện có thể làm gián đoạn chuỗi cung ứng và dẫn đến cơ sở khách hàng không hài lòng. Khả năng nhận được sự trợ giúp chuyên nghiệp một cách nhanh chóng là rất quan trọng đối với danh tiếng và lợi nhuận của bạn.

Hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động (AS/RS) có giá bao nhiêu?

Như với hầu hết các hệ thống tự động hóa nhà kho , chi phí của một hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động có thể rất khác nhau. Chi phí phụ thuộc vào một số yếu tố nhưng có thể dao động từ 70 nghìn đô la cho một băng chuyền dọc độc lập đến hơn 5 triệu đô la cho một hệ thống tải nhỏ được tích hợp đầy đủ quản lý hàng chục nghìn SKU.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến chi phí cuối cùng của hệ thống AS/RS bao gồm:

• Chi phí của chính thiết bị AS/RS
• Kích thước và trọng lượng tổng thể của sản phẩm được xử lý
• Không gian lưu trữ
• Môi trường vận hành (hệ thống AS/RS cho môi trường phòng sạch và kiểm soát khí hậu có chi phí cao hơn nhiều)
• Yêu cầu xử lý đặc biệt
• Thông lượng yêu cầu
• Sự phức tạp của phần mềm và điều khiển máy
• Chi phí tùy chỉnh và cấu hình lại thiết bị và cơ sở của bạn để tối đa hóa lợi ích
• Chi phí vận chuyển, giao nhận và lắp đặt hệ thống
• Tích hợp với các quy trình hiện có

Ngoài chi phí mua cao, chi phí vận hành và bảo trì của hệ thống AS/RS là đáng kể. Ngoài ra, — các ước tính cho thấy hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động công nghệ cao sẽ đạt được ROI có thể đo lường được trong khoảng 5 năm.