Автоматизация складской обработки грузов

Автоматизированные системы обработки и хранения грузов (AS/RS) – наиболее молодая и интенсивно развивающаяся область промышленной автоматизации. Уже сегодня, практически во всех областях промышленной индустрии используются различные модели горизонтальных и вертикальных конвейерных систем карусельного типа, кранов и автопогрузчиков с вертикальным подъемом.

Наибольшую популярность данные системы получили в цехах хранения готовой продукции или сырьевых материалов и комплектующих, тем не менее, интенсивный рост

современных технологий и систем интеграции позволяет надеяться на то, что AS/RS системы скоро объединят весь дистрибутивный процесс, от производства до хранения товара.

Задачи, которые решают автоматизированные складские системы:

• линейное и точное позиционирование грузов;

• передача и интеграция информации;

• расчет полезной нагрузки;

• безопасность операций;

• хранение и отбор грузов;

• идентификация грузов.

Для автоматизации обработки грузов необходимо решить не только задачу подбора или создания системы автоматического управления средствами сортировки и погрузки или разгрузки грузов, но и разработать комплексную технологию перевозки, предусматривающую согласованность информационных потоков, параметров грузовых мест, ПРМ и т.д.

Технические средства автоматизации в зависимости от выполняемых функций можно разделить на несколько групп:

- средства получения информации формируют первичный поток данных, которые определяют функционирование автоматизированной системы и позволяют отслеживать результаты работы системы в режиме реального времени. Для получения данных о грузе могут использоваться самые различные датчики;

- средства передачи информации связывают между собой территориально разобщенные элементы системы. На небольших расстояниях обычно используются различные провода, для больших расстояний — коммутируемые или выделенные каналы связи, радиостанции и т.п.;

- средства обработки информации (компьютеры) на основании полученной информации выполняют необходимые расчеты и формируют управляющие команды;

- исполнительные элементы непосредственно воздействуют на груз.

При обработке грузов на складах и в процессе его транспортировки важную роль играет четкая и быстрая идентификация груза. Автоматическое определение основных параметров груза лежит в основе всех систем автоматизации складских работ.

Для автоматической идентификации груза могут использоваться следующие методы:

- считывание магнитной информации — основано на закреплении на грузе пластинки с намагниченным элементом (магнитной картой), на котором записаны необходимые данные;

- радиочастотная идентификация (RFID-технология) — выполняется за счет размещения на идентифицируемом объекте маломощного радиопередатчика (транспондера), по сигналу вызова считывающего устройства (ридера) передающего записанную в памяти информацию;

- оптическое распознавание специальных знаков, размещенных на грузе, обычно в виде штрих-кода.

В мировой практике последний способ получил наибольшее распространение из-за простоты и отсутствия необходимости снабжать каждую упаковку груза дорогостоящими и сложными устройствами идентификации. В этом случае на грузе размещаются только дешевые наклейки, а все оборудование для считывания данных может располагаться стационарно на пути движения грузов.

Штриховой код представляет собой чередование темных и светлых полос разной ширины, что соответствует определенным символам кода. Это позволяет считывать данные даже с помощью самых простых сканеров. Для возможности визуальной проверки под штриховым кодом непосредственно печатается его визуальный эквивалент.

Для унификации и стандартизации записи информации о грузе используются штриховые коды различных видов. Среди линейных (одномерных) кодов наиболее распространены следующие:

- код ITF-14 используется для записи информации о партиях товаров;

- код Code 128 применяется совместно с другими системами кодирования для записи дополнительной информации;

- код EAN-13 используется для кодирования информации о товаре на потребительской таре.

Линейные символики позволяют кодировать небольшой объем информации (до 20 — 30 символов, обычно это цифры), и их можно считывать недорогими сканерами. Двумерные символики разработаны для кодирования большого объема информации (до нескольких страниц текста). Двумерные кодировки считываются при помощи специального сканера двумерных кодов и позволяют быстро и безошибочно вводить большой объем информации. Расшифровка такого кода проводится в двух измерениях (по горизонтали и по вертикали). Примеры двумерных кодов: Maxicode, PDF417, QR Code, Code 49, Codablock, Datamatrix.

 

Общие требования к штрих-кодам определены в ГОСТ Р 51294.10 — 2002, который идентичен международному стандарту ISO 15394-2000.

Современный уровень организации транспортного процесса с использованием логистических технологий требует обработки информации о грузе в режиме реального времени. Поэтому на этикетке, идентифицирующей грузовую единицу, может располагаться информация производителя, отправителя, перевозчика и получателя, закодированная с помощью разных стандартов штрихового кодирования.

В 1973 г. в США была создана организация «Универсальный товарный код» (UPC — Universal Product Code), ратующая за использование штрих-кодов в промышленности и торговле. А с 1977 г. в Западной Европе для идентификации потребительских товаров стала применяться аналогичная система под названием «Европейский артикул» (EAN — European Article Numbering). Важно, что американский и западноевропейский коды совместимы, более того, EAN является разновидностью UPC, единственная их разница — количество знаков (UPC — 12, a EAN — 13). Таким образом, коды, нанесенные на упаковку товара в одной стране, могут быть расшифрованы в другой.

Первые три цифры в коде EAN отводятся для обозначения страны, в которой зарегистрировался производитель товара. Следующие четыре цифры — индекс изготовителя товара. Совокупность кода страны и кода изготовителя является уникальной комбинацией цифр, которая однозначно идентифицирует организацию, производящую данный товар.

Оставшиеся пять цифр изготовитель использует для кодировки собственной информации. Последняя, тринадцатая цифра кода является контрольной и служит для проверки правильности считывания данных.

Технология штрихового кодирования подразумевает уникальность штрих-кода для каждого товара, поэтому необходимо централизованное распределение кодов. Например, в России представителем организации EAN International является Ассоциация автоматической идентификации ЮНИСКАН/EAN Россия, зарегистрировавшись в которой производитель получает штрих-коды на все выпускаемые им товары.

Размер и объем грузового места всегда является важнейшей составляющей любых грузовых перевозок. От размера груза зависит стоимость транспортировки, а также объем грузовых мест является решающим фактором при консолидации грузов.

Как известно, очень тяжело, а иногда и просто невозможно, вручную измерить объем посылки, паллеты, багажного места или контейнера. Быстрое движение конвейерной ленты, сложная геометрическая форма измеряемого объема, большие габариты требуют высокой скорости обработки данных измерений.

Лучшие решения сегодняшнего дня – интегрированные системы контроля и мониторинга. Главные требования, предъявляемые любой системе измерений габаритных размеров – высокая скорость измерений при сохранении низкой погрешности результатов измерений.

Результаты автоматического измерения объема могут быть интегрированы с данными, полученными со сканеров штриховых кодов.

Системы измерения объема позволяют оптимально использовать площадь складских помещений, оперировать максимально точной информацией при расчете тарифов и оптимизации

грузопотока и предотвратить повреждение упаковок, вызванное их нестандартными габаритами.

Различные системы сканирования и считывания информации обладают своими достоинствами

и недостатками. При использовании различных устройств и систем мониторинга всё большую актуальность приобретает гибкость дизайна и интеграции оборудования.

Модульные сканеры являются наиболее экономичным и гибким решением для практически

любых задач, от сканирования объектов на конвейерной ленте до сложных систем

6-плоскостного мониторинга туннелей.

Для считывания небольших ярлыков, расположенных в фиксированном диапазоне измерений

(например, штрих-коды на кассетах или книгах), используются портативные сканеры. Для сканирования широких рабочих зон (например, на автоматических укладчиках поддонов или в автоматизированных системах складирования и хранения) используются сканеры с широким углом обзора и большим диапазоном сканирования.

При инсталляции сканеров на металлических каркасах над конвейерной лентой обеспечивается широкая область сканирования, при которой даже выход из строя одного сканера не повлияет на зону охвата всех рабочей плоскости сканирования. Инсталляция и замена сканеров требуют минимального времени и не вызовут простоя в операционном процессе.

Наиболее перспективная на настоящий момент для транспорта RFID-технология занимает пока около 10% рынка. Основные преимущества RFID-технологии заключаются в следующем.

1. Для считывания данных не нужен контакт или прямая видимость: данные могут считываться через грязь, краску, пар, воду, пластмассу, древесину.

2. Высокое быстродействие и точность считывания данных большого объема с возможностью редактирования, удаления и добавления информации.

3. Пассивные транспондеры (без автономного питания) имеют фактически неограниченный срок эксплуатации.

4. RFID-метки несут большое количество информации и могут быть интеллектуальными.

Область применения системы определяется ее частотой. RFID-системы делятся на следующие группы:

- высокочастотные (850...950 МГц и 2,4...5 ГГц) — используются при необходимости передачи данных на большое расстояние и с высокой скоростью, например контроль транспортных средств при установке ридера на воротах или шлагбаумах, когда транспондер закрепляется на ветровом или боковом стекле автомобиля. Большая дальность действия (5...75 м) делает возможной безопасную установку ридеров вне пределов досягаемости людей;

- промежуточной частоты (10... 15 МГц) — используются для передачи больших объемов данных. Это в основном сортировочные системы, контроль доступа, снабжение и учет. Расстояние передачи сигналов может составлять до 1,5 м;

- низкочастотные (100...500 кГц) — используются там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и ридером (от 0,1 до 0,5 м).

На крупных терминалах широкое распространение получили косвенные методы идентификации местонахождения груза. Основной проблемой здесь является быстрый поиск требуемой грузовой единицы среди тысяч находящихся на терминале. Обслуживая многих перевозчиков различных видов транспорта, трудно обеспечить наличие на каждой грузовой единице единообразных средств автоматической идентификации. Поэтому для определения местонахождения грузовой единицы фиксируется факт работы ПРМ с данным грузом и с помощью различных технических средств отслеживается перемещение ПРМ. Точка разгрузки заносится в память ЭВМ как текущее местонахождение грузовой единицы. При получении запроса на данный груз ЭВМ терминала ищет ближайший к текущему местонахождению груза ПРМ и передает его оператору данные о месте хранения грузовой единицы.

Контрольные вопросы

 

1. Правила складирования и хранения грузов.

2. Правила выдачи грузов со складов.

3. В каких случаях необходимо выполнять проверку веса, количества мест и состояния груза?

4. Порядок выдачи грузов без признаков недостачи, порчи или повреждения.

5. Дайте определение естественной убыли грузов.

 

Тема 5.

ОПАСНЫЕ ГРУЗЫ

План лекции: