Интелигентни решения за управление в складове

АвтоматизацияТехнологииСпециален брой: Машини, технологии, оборудване за Industry 4.0 • 11.07.2018

Интелигентни решения за управление в складове
Интелигентни решения за управление в складове

През последните години интелигентните технологии навлизат все по-широко в цялата верига на производството и дистрибуцията. Тясното интегриране между цифрови и физически системи проправи пътя към все по-свързани приложения, които влияят на всичко - от проектирането на продукти и планирането до веригата за доставки и производството.

Освен процесите на разработка и производство на стоки, технологиите, характерни за Industry 4.0, могат да повлияят и на начина, по който се премества, складира и дистрибутира готовата продукция.

Industry 4.0 технологиите позволяват складовите съоръжения да се адаптират към значителни изменения в бизнеса. През последните няколко години се наблюдаваше миграция от складово съхранение на инвентара към високоскоростни манипулации с цел да се пласират повече продукти чрез едни и същи материални активи, като същевременно се намалят общите разходи.

Тези обекти, които често са наричани дистрибуционни центрове, а не складове, са важен компонент от инфраструктурата на веригата за доставки и все повече се разглеждат не като разходен ресурс, а като стратегически съоръжения, които предоставят конкурентно предимство. Тъй като се увеличава необходимостта от по-голяма персонализация на поръчките, по-кратки срокове за изпълнение, по-добър контрол на качеството, намалени разходи за труд и по-висока производителност, се появяват адаптивни модерни технологии, които решават тези задачи.

Industry 4.0 технологиите могат да проправят пътя към по-интелигентни складови/дистрибуционни центрове, като позволят на автоматизираните системи да се приспособят към бизнес средата и да се справят по-ефективно с работата, която вършат заедно с хората.

Технологии, присъщи на Industry 4.0, като сензори, машинно зрение, добавена реалност (augmented reality, AR), носима (wearable) електроника, интернет на нещата (IoT), роботи за автоматизирана манипулация, средства за безопасна работа между хора и роботи, софтуер за анализ и високопроизводителни изчисления – всичко това се използва за подобряване на наличните системи за автоматизация.

В същото време тези технологии дават възможности и за реализиране на нови видове интелигентна автоматизация, които могат да помогнат за качествено трансформиране на складовото стопанство.

Редица нови технологични постижения, резултат от Industry 4.0 (например вземане на стоки/комисиониране с помощта компютърно зрение), са еволюция на предходни технологии (като комисиониране с гласови команди) и вече са считани за стандарт в повечето съвременни складове. Други, по-нови технологии са във фаза на разработка и само след няколко години могат да станат широко използвани.

AS/RS системи
Автоматизираните системи за складиране и комисиониране (automated storage & retrieval systems, AS/RS) включват 5 основни компонента: система за складиране на продукти; кран/машина за изземване на стоките, която се движи по подова релса; уред за пренос на товара (“совалка”) за преместване на продукта от крана до рафта; конвейерна система за придвижване на стоките от и до зоните на подемно-транспортното устройство; софтуер за управление на складовете и материалните активи (warehouse management systems, WMS; warehouse control systems, WCS), служещи за контрол, проследяване и оптимизиране на всички движения на стоките.

AS/RS може да се инсталира в съществуващо съоръжение или да е проектирана специално за ново съоръжение. Повечето системи могат да достигнат височина до 40 м (обикновено при самоносещи складови съоръжения), а някои могат да бъдат внедрени в съоръжения с височина до само 6 м (конвенционални конструкции). Благодарение на AS/RS може да се съхраняват приблизително 40% повече палети в едно и също пространство спрямо конвенционалните стелажни системи, тъй като се постига по-висока компактност и могат да се достигат по-големи височини.

Тези характеристики се трансформират в повече възможности за складиране в много по-малко пространство. В случай на изграждане на нов склад интегрирането на AS/RS означава, че размерът на сградата може да бъде значително по-малък, като се намалят разходите за строителство и поддръжка. За съществуващите съоръжения растежът на бизнеса може да се поддържа в рамките на съществуващото пространство, като се избегнат скъпите разходи за разширяване и поддръжка. Независимо от размера на сградата и изискванията за производителност, може да се проектира и инсталира AS/RS, която осигурява икономичност, ефективност и безпрецедентно използване на пространството.

Високотехнологичната AS/RS система предлага на компаниите отлична инвестиционна възможност – над 20-25-годишен работен цикъл при възвръщаемост на разходите за 5 години или по-малко. Складовата автоматизация чрез AS/RS дава възможност на фирмите за многогодишни икономии на разходи и потенциал за печалба, произтичащи от оптимизираното използване на пространството, намалените разходи за труд и оборудване, по-малко отпадъци, по-ниски разходи за поддръжка и за електроенергия. Това са само някои от причините, поради които компаниите в световен мащаб инвестират във високотехнологични AS/RS решения. Повишената производителност и намалените разходи, реализирани чрез оптимизирано складово стопанство и чрез максимално оползотворяване на пространството, се очаква да нарастват непрекъснато през следващите години заедно с напредването на технологиите.

Гласово и зрително комисиониране
Комисионирането с помощта на гласови команди, известно също като гласово-насочено складиране, използва разпознаването на реч, за да насочва складовите служители къде да отидат и как да намерят желаните продукти в склада. Гласовите команди, вместо сканиране на баркодове, попълване на хартиена документация или набиране на текст в компютър, освобождава ръцете на работниците и им позволява да работят по-ефикасно и по-бързо. С помощта на решенията за гласово комисиониране складовите дейности се рационализират и оперативните разходи намаляват. Повишената производителност включва подобрена точност в работни процеси като попълване, обработка и товар на стоки. Гласовото комисиониране може да разшири възможностите на работниците, като им позволи да извършват други задачи и да работят в няколко складови съоръжения.

Комисионирането с помощта на компютърно зрение използва добавена реалност, за да наслагва графични изображения върху зрителното поле на работниците, да разширява визуалното откриване на физически обекти с допълнителна информация и да предоставя цифрови данни за физическите обекти. Зрителното комисиониране често предоставя потребителски интерфейс за работа в реално време с обекти и цифрово оборудване и може да се използва при складови дейности, оптимизиране на транспорта, доставка до крайна точка и услуги с повишена добавена стойност.

Въпреки че AR и зрителното комисиониране са в ранен етап на прилагане в логистиката, технологията може да предложи значителни ползи. Тя може да даде възможност на потребителите да намират обекти по-бързо и по-точно, като намаляват разходите и повишават ефективността. Тъй като процесът не изисква ръчен труд, скенер или хартия, той има потенциал да намали времето за обучение на нови служители и да преодолее езиковите бариери с персонала. Тази технология може да намали и нуждата от отделяне на различни видове продукти, както и да помогне да се определи точното позициониране на един обект сред множество други. Това може да окаже голямо влияние върху оформлението на склада, както и върху дейностите по прием и изпращане на стоки.

Някои компании разработват мобилни AR инструменти като например камери с екран, които се слагат на главата. Тези системи за компютърно зрение предлагат разпознаване на обекти в реално време, четене на баркодове, навигация на закрито и интегриране на данни със системата за управление на склада. Системите с компютърно зрение могат също да предложат и функции като цифрови списъци за комисиониране в зрителното поле на работника чрез очила с добавена реалност, които показват най-добрия начин за изпълнение на задачата и по този начин намаляват времето за придвижване.

Софтуерът за разпознаване на изображения може да използва функции за автоматизирано сканиране на баркод, за да провери дали работникът е пристигнал на правилното място в склада и след това да го насочи към рафта с точния елемент. След това работникът може да сканира продукта и да регистрира този процес едновременно в WMS, което позволява складовите наличности да се актуализират в реално време.

Адаптивни роботи и автоматизирани транспортни системи
Въпреки че поточните линии и автоматизацията са ефективни при повтарящи се задачи, промените в поведението при пазаруване, все по-сложните изисквания към складовото стопанство и голямото разнообразие от обекти, налични в едно съоръжение, изискват по-интелигентни и гъвкави решения.

Превозните средства с автоматично насочване (automated guided vehicles, AGV) обикновено се използват за транспортиране на стоки в целия склад, като се следват маркери или други средства за навигация. Усъвършенстваните сензорни технологии, съчетани с решения за свързаност, позволяват на роботите да се адаптират към околните обекти и дори да коригират грешките, които могат да забележат, да създадат цифров запис на физическата среда и да го използват, за да се придвижват във физическото пространство.

Водеща компания в сектора е разработила роботи, които служат за преместване на стелажи, независимо от размера на продукта и формата на предметите в стелажите. Роботите се контролират от централизиран компютър, използващ защитена Wi-Fi мрежа за комуникация. Те използват инфрачервена технология за откриване на препятствия и подови камери, за да четат QR кодове на земята и да определят своето местоположение и посока.

Друг производител предлага автономни мобилни роботи, наречени “ботове”, които използват комбинация от сензори и безжични комуникации, за да преместват автономно кашони и касетки, без да се сблъскват помежду си. Тези автономни машини могат да бъдат използвани и за други дейности, извършвани в склада.
Няколко компании работят и по автоматизирането на опаковъчни дейности – пакетиране в чували, кашони и подаръчни опаковки.

Производител на сензори предлага машина за универсално опаковане на крайни продукти, която използва датчици с възможности за автоматично приспособяване към различни форми и размери. Сензорите, интегрирани в тези машини, могат да открият промени в характеристиките на продукта и автоматично да уведомят системата за управление, за да гарантират, че се използва правилната опаковка.

Този интелигентен автоматизиран процес намалява времето, необходимо за ръчна смяна на конфигурациите, настройка и превключване на машините. Освен това, в случай на неправилна класификация, стоката автоматично се отхвърля, без да се налага спиране на системата и понижаване на производителността. В тези случаи сензорите предоставят цифрова информация за физическите условия, която позволява на машината да оптимизира физическото си движение. Сензорите също предоставят данни, които дават възможност за прогнозна поддръжка.

Напълно автоматизирано комисиониране
Въпреки че множество складови задачи, като например визуалното разпознаване, все още се извършват по-добре от хората, развитието на съвременните технологии за автоматизация може да започне да наклонява везните към машините. Някои компании работят върху AS/RS технология с няколко “совалки”, насочена към складове, при които има бърз растеж и промени в профилите на търсените стоки. Системата е гъвкава и може да се адаптира към сгради с различна форма или размер, включително към съществуващи сгради с окачени тавани.

Друга организация разработва устройство за напълно автоматизирано комисиониране. То има голяма гъвкавост, възможности за разпознаване и обработка на изображения и може да работи с почти всеки размер контейнери. Същата компания разработва и технология за валидиране на приема и сортирането на стоки, която може да извършва пълна проверка на автоматично маркирани стоки.

Системи за складиране и дистрибуция от следващо поколение
Интегрирането на различни производствени и бизнес процеси поставя огромен натиск върху складовите и дистрибуционните центрове да поддържат по-голям брой поръчки, да извършват по-бърза обработка на стоките, да подобряват икономическата си ефективност и да осигуряват все по-висока производителност. Тези изисквания прокарват пътя към навлизането на нови модулни технологии, които свързват в реално време автоматизираните складови системи (включително софтуер за управление на склада, програмируеми логически контролери и електрооборудване) със сложни системи за обработка на транзакции, които управляват поръчки, клиенти и наличности (включително WMS и системи за ресурсно планиране в предприятието).

Тези технологии, известни като складови изпълнителни системи (warehouse execution systems, WES), оптимизират работата на складовете чрез постоянно наблюдение на автоматизираните процеси и балансирането им чрез промени в изискванията за изпълнение на поръчките и трудовите ресурси. Възможностите на WES обхващат функции от по-високо ниво като приемане и сортиране на поръчките до по-традиционни функции на ниво WCS, като например маршрутизиране и контрол на автоматизираното оборудване.

Една от ключовите функции се нарича “безкрайна” (waveless) обработка, при която WES непрекъснато приема поръчки и подава необходимите задачи към най-подходящата машина и трудови ресурси, като балансира работното натоварване, ако дейностите в една зона се извършват по-бързо отколкото в останалите. По този начин цифровата информация управлява и оптимизира физическото движение.

Интелигентно управление на складовите съоръжения
Industry 4.0 технологиите могат да намерят приложение в управлението на складовите съоръжения и извън складовото стопанство. Например усъвършенстваните и интелигентни системи за управление могат да служат за контрол от разстояние на характеристиките на микроклимата в склада като влажност и температура и да регулират ОВК системата, за да увеличат максимално енергийната ефективност. Сензорите могат да се използват от IoT приложения, за да събират данни за работната среда, които могат да се анализират, за да послужат за по-ефективно функциониране на оборудването. Тези технологии също така позволяват идентифицирането на различните слоеве на сградата, за да се анализира възможната взаимозависимост между системите, услугите и операциите.

Безопасност и модулност
Безопасността е от ключово значение за функционирането на роботизираните и сензорните системи и позволява високоавтоматизираните технологии да се използват в среда, в която хората и роботите могат да работят заедно. Сензорите автоматично регистрират навлизането или доближаването на човек до зоната на работа и незабавно коригират дейността на робота, подобрявайки безопасността.

Усъвършенстваните технологии за безопасност увеличават максимално ефективността на машината, като същевременно позволяват по-гъвкави операции и цифров анализ на данните, за да регулират физическото движение и да подобрят безопасността. Industry 4.0 улеснява програмирането на автоматизирано оборудване с възможности като безжични (over-the-air, OTA) актуализации и модулност, която позволява на роботите да се преконфигурират, за да изпълняват различни задачи и да се адаптират към новите условия.

По този начин роботите могат да се развиват в постоянно променяща се складова среда, като динамично се приспособяват към различни задължения и, ако е необходимо, се насочват към други задачи без повече програмиране или системна интеграция.

Top