Зм 7. Автоматизированные склады

Технические средства, и в первую очередь складские комплексы, относятся к одному из наиболее важных составляющих логистической системы ЛС. Без автоматизированных транспортно-складских комплексов (ТСК) нельзя себе представить реализацию принципа системного подхода при создании ЛС. Многие технические средства (тележки с автоматическим направлением движения, транспортные и погрузочно-разгрузочные работы, транспортно-распределительные системы, прогрессивные планировочные решения и др.) появились как своеобразные ответы на проблемы, поставленные логистикой.

Логистика строится на применении современных достижений в области информатики и автоматизации. Наиболее существенными компонентами ЛС являются автоматизированные ТСК. Набор технических средств автоматизированных ТСК весьма разнообразен - стеллажи, погрузо-разгрузочные и складские машины, грузораспределительные системы, измерительные устройства, пакетоформирующие, обвязочные автоматы, ЭВМ и т.д.

Технологические схемы и технические средства рассматриваются с позиции интеграции. Хотя доставка "точно в срок" позволяет существенно снизить уровень запасов, тем не менее даже в условиях высокой точности функционирования ЛС не удается избежать сбоев и помех в доставке материалов, конфликтных ситуаций, а, следовательно, необходимости создания аккумулирующих систем. Циклы производства и потребления редко совпадают друг с другом.

Исходной функцией склада в этих условиях является ликви­дация негативных последствий временного несоответствия между снабжением сырьем, материалами, заготовками и их потреблением на отдельных фазах производства. В таких ситуациях склад как аккумулятор позволяет осуществить известный принцип доставки "точно вовремя", исключить простои агрегатов из-за дефицита сырья.

Технические средства ТСК должны удовлетворять главному требованию - быть органически связанными элементами технической системы и в совокупности с информатикой представлять целостную интегрированную структуру управления. Это означает, что погрузо-разгрузочные машины, грузораспределительные, складские и измерительные устройства должны быть оснащены системами автоматического управления, бортовыми микропроцессорами и располагать датчиками процесса для передачи информации о ходе его протекания в центральную ЭВМ ЛС. Естественно, средства автоматизации по своим технологическим параметрам должны отвечать мировому уровню развития техники. Выполнение этого условия гарантирует создание надежной и эффективной гибкой производственной системы на ТСК.

Прогрессивным направлением складирования грузов в условиях автоматизации является применение различных способов их хранения в подвижных стеллажах. Улучшение использования площади зоны хранения достигается применением передвижных стеллажей, включением стеллажной зоны хранения в интегрированную систему автоматизации. Главное достоинство стеллажей динамического хранения то, что они удачно взаимодействуют со смежными грузораспределительными системами, напольными, навесными конвейерами, стеллажными штабелерами. С их помощью формируются сплошные, без промежуточных проходов массивы стеллажей, они обеспечивают автоматические перемещения и выдачу грузовых единиц из зоны хранения.

Интеграция технических средств хранения, складских и перегрузочные машин достигается оснащением стеллажей индика­торами. В качестве индикаторов применяют жидкие кристаллы или светочувствительные диоды. Назначение индикаторов - отображение информации о номерах текущей партии груза, участков, где осуществляется отбор грузов, и их количество. Индикатор номера заказа, смонтированный у складской ячейки, снабжается клавишей для подтверждения выполнения отбора грузов для данной партии и вызова следующего. После завершения комплектации оператор, нажимая клавишу, посылает информацию о выполнении этой процедуры в центральную ЭВМ складского комплекса.

Оснащение подъемно-транспортных машин бортовыми микро­процессорами, имеющими интерфейс с ЭВМ вышележащего уровня управления, - необходимое условие создания интегрированной системы управления ТСК.

Весьма характерным направлением в развитии прогрессивных типов и моделей средств транспортирования грузов является широкое распространение тележек с автоматическим управлением движения (ТАУД). В странах Западной Европы и Японии примерно в 4 тыс. систем автоматического транспортирования эксплуатируются более 80тыс. ТАУДов. На отдельных складских комплексах единовременно работают до 30-40 машин и более, а суммарная стоимость их изготовления каждый год растет и достигает 1 млрд. долл. в год. Между тем история интенсивного развития и распространения ТАУДов насчитывает не более 20 лет. Начальный период их развития характеризовался применением различных преимущественно пассивных электромеханических, а затем индуктивных и оптических систем стабилизации курса.

Сейчас строят ТАУДы без предварительной прокладки трассы движения тем или иным способом. Маршруты трансробота программируются, его движение управляется бортовым микропроцессором. Для обеспечения безопасности движения машины оснащаются локационными датчиками ближнего действия, реагирующими на препятствия в проходах между штабелями груза.

Сфера применения роботизированных ТАУДов существенно расширилась. По своим функциональным возможностям, конструктивным параметрам и структуре системы управления они существенно приблизились к промышленным роботам. Поэтому современные ТАУДы часто называют транспортными роботами, способными перемещать и перегружать грузовые единицы массой от 50-100 кг до 2 т и более.

Следующий этап эволюции ТАУДов - создание и серийное изготовление надежных и экономичных автоматов, способных работать в грузовых помещениях вагонов и полуприцепов. ТАУДы применяют в качестве грузораспределительных систем для внутрискладского перемещения грузов. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с конвейерными системами: более надежны и мобильны, маршрут их движения строго не фиксирован. Можно регулировать число ТАУДов в зависимости от объемов работ, перераспределять их парк между участками склада и грузового фронта в зависимости от характера и объема работы, эффективно планировать при обслуживании материальных потоков оптимальные маршруты их движения. Вместе с тем, при применении ТАУДов необходимо решить проблему обеспечения безопасности, исключающую их столкновение в местах пересечения маршрутов движения.

В последние годы четко обозначились следующие тенденции в конструировании ТАУДов и промышленных роботов:

• применение манипуляторов, поднимающих грузы массой от 1 до 10 т;

• использование в качестве средств передвижения воздушной подушки и линейных двигателей;

• создание новых систем управления движением, основанных на применении устройств инерционного движения с гироскопами и аналого-цифровыми преобразователями, сервомеханизмами для коррекции отклонения от трассы;

• применение инфракрасных лучей при идентификации маршрута с отражателями для позиционирования ТАУДа и лазерных устройств для считывания штриховых кодов, нанесенных на грузовые единицы;

• применение ультразвука для направления движения и устранения вероятных транспортных средств; использование тех­нических средств сопряжения ТАУДов с другими элементами грузо аспределительной системы - конвейерами, накопителями, автоматическими стеллажными штабелерами, карсельными стел­лажами и т.д.;

• использование радиоканалов, индуктивных кабелей и инф­ракрасного излучения (на расстоянии не более 100 метров) для передач команд управления и информации об их выполнении в ЭВМ;

• использование бортовых терминалов, построенных на базе микроЭВМ, способных не только обмениваться информацией с центральной ЭВМ, управлять движением и механизмами манипу­лятора, но и осуществлять инвентаризацию склада, что упрощает документооборот по учету грузов, так как водитель погрузчика вводит информацию непосредственно в ЭВМ, минуя бумажный носитель;

• применение группового управления несколькими ТАУДами и промышленными роботами из центральной ЭВМ, что обеспечи­вает координацию и безопасность работы и наилучшее использо­вание технических возможностей.

Главная проблема автоматизации транспортных роботов - реализация активных методов управления движением. К перспек­тивным методам относится применение программного управления стабилизацией курса с помощью карты маршрута движения, записанного на интегральных схемах. В США для уменьшения риска и повышения эффективности разработано более 40 систем программного обеспечения, с помощью которых отслеживается перемещение тележки, движение груза и механизмов манипуля­тора. Маршруты движения, записанные на плате, отслеживаются ультразвуковыми датчиками, которые получают информацию в виде ультразвуковых волн на пути движения. На транспортном роботе имеется панель облучения для дистанционного управления движением ТАУДа и рукой манипулятора с пятью степенями подвижности.

Фирмой "Сьюпак систем К°" (США) создана автоматическая поточная линия упаковки, пакетирования и обертывания пакетов синтетической пленкой. Все активные элементы этой линий (упаковочные, пакетоформирующие и пакетообвязочные автоматы, весоизмерительные устройства) соединены участками роликовых конвейеров. Благодаря этому обеспечивается непрерывный процесс обслуживания материального потока, поступающего с производственных участков предприятия. Поступающий с производственного конвейера груз взвешивается на автоматических весах. Весы не только измеряют массу груза со скоростью 400 грузовых единиц в минуту, но и являются датчиком транспортного процесса, передавая информацию о потоке грузов. После проверки массы грузовые единицы роликовым конвейером доставляются к упако­вочному автомату. Здесь производится укладка грузов в коробки и их герметизация. Затем автоматом на упаковки наносится код, характеризующий назначение грузовой единицы.

Кодовые данные на груз наносятся различными способами: распределением краски на точно определенное место упаковки специальной головкой, печатающей код, или наклеиванием на поверхность упаковки ярлыков.

Автоматическая машина с растягивающейся пленкой для упаковки имеет производительность 86 пакетов в час, с термоусадочной пленкой - 100 пакетов в час. Кроме того, в поточную линию встроены машины для обвязывания пакетов шпагатом с производительностью в 60 пакетов в час. По мере завершения операций пакетирования и обертывания пленкой готовые пакеты грузов перемещаются ТАУДом в зону хранения склада готовой продукции.