Роботы сортировщики

В настоящее время у бизнеса гораздо больше возможностей по выбору технологий для автоматизации процесса сортировки. Помимо различных сортировочных систем, основанных на конвейерах, теперь доступны и более современные роботизированные решения. Во многих случаях такие системы предлагают более простое обслуживание, большую гибкость в изменении конфигурации и требуют меньше пространства на складе. Это делает роботизированную сортировку отличной альтернативой традиционным конвейерным системам.
Роботы сортировщики на складах и распределительных центрах могут применяться для широкого круга задач при работе с различными типами грузовых единиц, включая конверты, посылки, коробки или контейнеры. Робототехнические системы идеально подходят для консолидации товаров при формировании заказа перед отправкой конечному клиенту, подготовке товаров для отправки в розничные магазины города или пункты выдачи заказов и для многих других задач.
Автономные машины обладают всеми преимуществами традиционных конвейерных систем, такими как высокая точность выполнения заказов и улучшенная эффективность, что позволяет в несколько раз увеличить производительность труда и снизить затраты на рабочую силу. Однако роботы имеют уникальные преимущества – это гибкость, адаптируемость к изменяющимся условиям бизнеса и короткие сроки ввода в эксплуатацию.
Традиционную конвейерную систему после ее внедрения достаточно трудозатратно модифицировать, перемещать или расширять. Срок монтажа или модификации таких систем в некоторых случаях может занимать более одного года. Таким образом, бизнес перед началом инсталляции должен достаточно точно оценить требуемую производительность системы на горизонте трех, пяти или даже десяти лет с учетом прогнозируемого роста. Компании должны быть уверены, что они выбирают систему, которая будет удовлетворять не только их текущим потребностям, но и будущим. Фактически компании вынуждены блокировать капитал, площадь и другие ресурсы в обмен на будущую пропускную способность и мощность. По этой причине конвейерная сортировка наиболее применима для более крупных и зрелых предприятий, которые не ожидают необходимости изменять свою работу и у которых есть ресурсы для принятия обязательств по капиталу.
Сортировочная система с использованием роботов по своей сути является более гибким техническим решением, поскольку в основе системы отсутствуют капитальные автоматизированные конструкции, а основную задачу решает флот автономных машин. Роботы работают распределённо и независимо друг от друга. По этой причине такую систему гораздо проще перенастраивать и адаптировать, а производительность легко корректировать путем изменения количества роботов в системе. Это означает, что бизнес может приобрести именно ту систему, которая ему необходима в данный момент, в затем в будущем за короткое время нарастить мощности докупая дополнительные компоненты. По этой причине сортировка на основе роботов часто лучше подходит для более гибких предприятий, которые ожидают существенных изменений в своей операционной деятельности.
Однако стоит отметить, что автономные мобильные роботы не всегда могут соответствовать требованиям к пропускной способности и обеспечить сверхвысокие скорости сортировки, которые могут быть реализованы с применением сложных конвейерных систем. Перед реализацией проекта необходимо оценить технические способности альтернативных решений и подобрать наилучшее решение, отвечающее требованиям бизнеса.
Таким образом, можно сказать, что автономные сортировочные роботы подходят для гибких, масштабируемых и сложных логистических задач, тогда как конвейерные системы остаются лучшим выбором для крупных, стандартизированных процессов с высокой пропускной способностью и минимальными ожидаемыми изменениями.

Система track sorting robot представляет собой трек в виде специализированного стола достаточно большой площади, по контуру которого размещается множество выходных шутов с ящиками или мешками для сбора товаров в соответствии с направлениями отгрузки. По бортам трека также устанавливаются рабочие станции для размещения грузов на сортировку. По треку на высокой скорости перемещаются небольшие роботы, доставляющие грузы от рабочих станций к выходным шутам.

На рабочей станции оператор размещает товар на роботе таким образом, чтобы его идентификационный знак был сверху. Видеосистема, установленная над рабочей станцией, автоматически считывает идентификатор товара и передает информацию в систему управления. Далее в системе формируется маршрут для перемещения товара к заданному направлению отгрузки и передаются соответствующие команды роботу. Затем машина перевозит товар по заданным координатам и сбрасывает его в выходной шут.
Система управления обеспечивает контроль флота роботов в реальном масштабе времени, предотвращая их столкновения при формировании множества оптимальных маршрутов для минимизации времени доставки товаров по заданным координатам. Навигация роботов на треке выполняется с использованием RFID меток или QR кодов. Робот перемещается от одной метки с уникальны номером к другой, считывает код и определяет собственные координаты в соответствии с заданной конфигурацией трека.
Роботы работают от встроенных аккумуляторов. На треке размещаются зарядные станции, куда роботы по очереди могут перемещаться в автоматическом режиме для пополнения заряда. За несколько минут зарядки обеспечивается работа в течение нескольких часов.
Для сброса товаров в шуты используются два типа механизмов: поворотный лоток (tilt tray) или ленточный конвейер (cross-belt). Размеры роботов и перевозимых грузов также отличаются. Существуют роботы для сортировки небольших посылок размером 380×330 мм или достаточно крупных коробок с габаритами до 980×320 мм и массой до 30 кг. Скорость перемещения машин составляет от 1,5 до 2,5 м/с.

Конфигурация трека может быть произвольной, что позволяет гибко встраивать систему в практически любые пространства и оптимально использовать имеющуюся площадь. Как правило, для максимизации количества выходных шутов форма трека имеет П-образную или Ш-образную форму. Производительность системы зависит от количества роботов, но ограничена площадью трека. Чем больше роботов в системе, тем выше вероятность пересечения их траекторий и, соответственно, время ожидания машин для освобождения их путей следования.
Например, трек площадью 50 м2 позволяет разместить по контуру до 50 шутов. На треке может работать до 35 роботов, обеспечивая скорость сортировки до 3000 грузов/час. При этом требуется всего 2 оператора для размещения грузов на роботах и максимальной загрузки системы.
Для увеличения производительности системы треки могут устанавливаться один над другим, образуя несколько уровней. Также может быть увеличено количество шутов и рабочих станций. Таким образом, производительность системы может быть увеличена до двух и более раз при сохранении занимаемой площади.

Существуют конфигурации треков с шутами не по бокам, а прямо в периметре трека в виде колодцев. Доступ к отсортированным товарам осуществляется снизу трека. Такой подход позволяет увеличить производительность системы за счет того, что в форме трека исключены «вырезы» для прохода к шутам, а его площадь максимально используется для перемещения роботов при минимизации вероятности пересечения их траекторий.

Для радикального увеличения количества выходных каналов сортировки совместно с системой track sorting robot могут использоваться 3D сортеры (3D sorters), устанавливаемые вместо шутов по бокам от трека. 3D сортеры представляет собой небольшую автоматизированную систему, в которой сортировка товаров происходит в контейнеры, установленные на стеллажах. Между стеллажей перемещается миниатюрный кран с платформой для перемещения и сброса грузов. Платформа может быть выполнена в виде поворотного лотка (tilt tray) или поперечного ленточного конвейера (cross-belt). Робот, перемещая груз по треку, подъезжает к 3D сортеру и сбрасывает его на платформу миниатюрного крана. Далее кран перемещает груз и сбрасывает его в заданный контейнер на стеллаже.

Размер контейнеров, количество рядов и длина ряда может конфигурироваться. В составе 3D сортера может быть несколько десятков контейнеров. Таким образом, вся система потенциально может обеспечить сортировку для 10000 каналов назначения, что в несколько раз больше по сравнению с другими сортировочными решениями. Скорость сортировки достигает 20000 грузов/час. Ни одна другая система не способна сортировать заказы для такого количество направлений.

Системы с использованием AGV роботов позволяют максимально быстро создать рабочий участок сортировки на складе с минимальным изменением существующей инфраструктуры. Система работает по аналогии с track sorting robot за исключением того, что роботы перемещаются не по специально установленному треку, а прямо по полу. По сути, требуется только организовать рабочие места для подпитки сортировочной системы, установить емкости для сбора отсортированных товаров и развернуть флот роботов. Количество роботов можно легко регулировать в зависимости от роста бизнеса. Если компании требуется увеличить производительность, то в систему могут быть добавлены роботы и сразу начать работу.

Робот подъезжает к рабочему месту, где на него размещается товар. Идентификация товара может выполняться двумя способами: либо оператор сканирует штрих код перед тем, как разместить товар на роботе, либо робот проезжает через специальную рамку для автоматического сканирования типа товара. На основе этой информации система управления автоматически определяет направление отгрузки и формирует маршрут для робота. Далее машина перемещается к заданному контейнеру и сбрасывает товар.
Навигация роботов выполняется с использованием QR кодов, размещенных на полу, или в более продвинутых системах на основе технологии SLAM. Скорость перемещения составляет около 2 м/с. Для перевозки и сброса товаров используется либо поворотный лоток (tilt tray), либо ленточный конвейер (cross-belt). Грузоподъемность составляет от 8 до 30 кг при габаритах товаров 320×320×300 и 600×420×400 мм.

Высота робота варьируется в диапазоне от 0,5 до 1,3 м. Существуют модели роботов с подъемным столом на высоту более 2 м. Это позволяет увеличить количество выходных линий отгрузки, устанавливая их в несколько уровней одна над другой. Робот поднимает платформу с грузом до нужного уровня, а затем сбрасывает товар. Такой подход позволяет существенно сократить площадь, занимаемую сортировочной системой.

Сортировочная система на основе роботов AGV может достаточно просто интегрироваться с другими средствами складской автоматизации. Например, загрузка товаров на роботов может выполняться прямо с конвейерной линии, что позволяет не создавать рабочих мест для подпитки системы и повысить производительность в целом.

Одновременно с этим сортировочная система может совместно работать с другими роботами AGV, которые перевозят заполненные контейнеры с отсортированными товарами для дальнейшей упаковки и транспортировки. Также эти роботы устанавливают пустые контейнеры для обеспечения непрерывной работы системы.

Для увеличения производительности системы при сохранении занимаемой площади реализуют многоуровные решения. На верхнем уровне работают роботы сортировщики и сбрасывают товары в шуты, размещенные в периметре зоны сортировки. Через шуты товары попадают на нижний уровень, где устанавливаются контейнеры. На этом уровне работают AGV роботы для перемещения контейнеров с отсортированными товарами. В этом случае вероятность пересечения траекторий машин значительно ниже, что сокращает время их простоя во время транспортировки грузов, а производительность выше.

Производительность системы зависит от количество сортировочных роботов. Например, флот из 200 роботов может обеспечить скорость сортировки на уровне 10000 грузов/час. Монтаж системы и ее запуск в эксплуатацию может быть выполнен в течение 20 дней.

Robotic Putwall Sorter представляет собой автоматизированную систему, в которой сортировка товаров происходит в контейнеры, установленные на стеллажах. В качестве основного средства для перемещения товаров используются либо небольшие горизонтальные транспортеры, либо компактные шаттловые роботы. Платформа для перевозки и сброса товаров может быть выполнена виде поперечного ленточного конвейера (cross-belt) или поворотного лотка (tilt tray). Ленточные конвейеры на платформах, как правило, имеют дополнительные ограничивающие конструктивные элементы для предотвращения скатывания товаров в процессе скоростной транспортировки.

Товары, предназначенные для сортировки, кладутся оператором на конвейерную линию. Далее происходит сканирование и идентификация товаров, после чего с помощью роботизированных устройств они попадают в соответствующий контейнер.
Контейнеры устанавливаются на стеллажах в 3, 4 или более ряда в зависимости от их размера. Стеллажи имеют колесики и могут перемещаться на другие участки, например, для сбора и упаковки заказов.

Основываясь на данном принципе работы, существует множество технических реализаций, предназначенных для работы с товарами различных габаритов и массы. Система может легко конфигурироваться под различные нужды бизнеса. Размер контейнеров, количество рядов, длина ряда, тип полок – все эти параметры могут уточняться при заказе системы.
По сравнению с аналогичными системами, где сортировка выполняется в шуты, распределенные преимущественно в горизонтальной плоскости, Robotic Putwall Sorter обеспечивает распределение товаров по полкам одновременно в двух направлениях – по горизонтали и по вертикали. Такой подход обеспечивает существенную экономию площади, занимаемой сортировочной системой.
Производительность сортировки оценивается на уровне 2000–3000 грузов/час. Количество устанавливаемых контейнеров составляет от 100 до 200 или более в некоторых случаях для небольших товаров.
Система может интегрироваться с другими автоматизированными решениями для реализации комплексных задач складской интралогистики. Например, роботы AGV могут подвозить товары для сортировки, забирать контейнеры с отсортированными товарами и перевозить их на другие участки для последующей обработки.

Системы Robotic Putwall Sorter особенно эффективны для предприятий электронной коммерции и розничной торговли, где скорость и точность имеют решающее значение. Оборудование может использоваться как для сортировки отобранных товаров, так распределения возвратных товаров. В этих условиях автоматизированные системы оптимизируют процесс выполнения заказов, эффективно сортируя и направляя товары в требуемые пункты назначения. Эта технология сводит к минимуму ручную обработку, снижая вероятность ошибок и ускоряя обработку заказов.
Одновременно с этим такие технические решения могут применяться на производственных предприятиях. Эти системы автоматизируют сортировку сырья, компонентов или готовой продукции, бесшовно интегрируясь с производственными линиями и процессами отгрузки.

Если вы хотите узнать больше о том, какие технические решения могут улучшить ваш складской процесс, свяжитесь с компанией "Технолект" прямо сейчас. Сотрудничая с "Технолект", вы получаете не только современное технологическое решение, но и партнера, который поможет вашему бизнесу развиваться и расти.