Kemiska lager är sällan utformade enbart kring lagringskapacitet.
För magnesiumsulfat, oorganiska salter och andra kemiska produkter ligger färdigvarulogistiken ofta direkt mellan kontinuerlig produktion och utgående frakt. Flera förpackningsformat kan komma från produktionslinjen samtidigt, pallar är tunga, fraktvolymer varierar och varje batch måste förbli identifierbar.
Om lagret inte kan hålla jämna steg går problemet snabbt uppströms till förpackning eller nedströms till lastbilslastning.
Detta var situationen i ett magnesiumsulfatprojekt där pall-fyrvägsskyttelteknik användes som kärnan i lagringssystemet för färdigvaror. Det som gör projektet intressant är inte bara användningen av skyttelrobotar. Det är hur lagring, paketering, nivåändring, lastning och mjukvara planerades som ett materialflöde.
Varför valdes en fyrvägsskyttel AS/RS
Fabriken producerar monohydrat och heptahydrat magnesiumsulfat i flera förpackningsformat, inklusive 50 kg vävda påsar och 1-tons bulksäckar.
Den tidigare manuella logistikmodellen skapade flera praktiska problem. Golvlagring tog för mycket utrymme, gaffelgångar minskade ytterligare användbar kapacitet, och palletering, överföring och lastning av lastbilar krävde avsevärt arbete. Hantering av tunga bulkväskor skapade också ytterligare säkerhetsproblem.
Det nya lagret fick därför göra mer än att automatisera palllagring. Den behövde ansluta förpackningar, inkommande hantering, högdensitetslagring, hämtning och lastning samtidigt som den stödde kontinuerlig produktion.
Det slutliga förvaringsutrymmet designades med13 nivåer, 6 309 pallplatser, 13palett fyrvägs skyttelrobotar, och fyra palllyftare av gaffeltyp.
En anledning till att denna konfiguration passade projektet är att lagringskapacitet och skyttelkvantitet kunde planeras separat.
Inredningen bestämmer hur mycket lager som kan rymmas, medan antalet skyttlar kan konfigureras kring faktisk inkommande och utgående efterfrågan. Om genomströmningskraven ändras senare, kan skyttelkapaciteten justeras utan att göra om hela lagringsstrukturen.
Det är särskilt användbart i kemiska anläggningar där produktionen pågår kontinuerligt men efterfrågan på lager varierar under dagen.
Flera förpackningslinjer gör schemaläggning viktigare
Lagret tar emot ca33 pallar per timme, medan utgående verksamhet är uppdelad i två flöden: runt30 pallar per timme för vävda påsaroch upp till60 pallar per timme för bulksäckar.
Detta innebär att AS/RS inte hanterar ett material i en fast rytm.
Efter packning passerar varje pall genom dimensionskontroll och streckkodsidentifiering. Pallar som inte kontrolleras avleds för manuell hantering, medan accepterade pallar fortsätter mot det automatiserade lagret. Information om material, parti, pall och lagerplats registreras i WMS.
Därifrån sköter WCS utrustningsuppgifterna.
Fyrvägsskyttlarna är inte permanent bundna till enskilda lagringsbanor. Uppgifter kan tilldelas enligt skyttelposition, destination, aktuell arbetsbelastning och lyftarens tillgänglighet. Flera lagrings- eller hämtningsjobb kan därför löpa parallellt över olika nivåer.
Detta blir viktigt under utgående toppar. Den praktiska fördelen med fyrvägsrörelse är inte bara att en robot kan färdas i längdled och i sidled. Det är dettillgänglig skyttelkapacitet kan omfördelas när efterfrågan på lagret ändras.
Om en skyttel blir otillgänglig, kan oavslutat arbete också överföras till andra tillgängliga fordon istället för att stoppa hela lagringsoperationen.
Varför användes palllyftare av gaffeltyp
Ett annat designbeslut i detta projekt gällde nivåförändringar.
Ett konventionellt skyttellager med flera nivåer använder ofta transportörbaserade lyftare. Varje lagernivå kräver sedan en transportörstation för att ta emot och överföra pallar mellan lyften och skytteln.
På 13 nivåer kan det innebära en ansenlig mängd extra utrustning inuti racket: transportörer, motorer, sensorer, elektriska komponenter och stödjande strukturer.
Detta projekt tog ett annat tillvägagångssätt.
Fyrvägs skyttelsystemet parades ihop medpalllyftare av gaffeltyp. Teleskopgaffeln plockar och placerar pallen direkt på önskad nivå, vilket gör att lyften kan lämna över laster utan att installera transportörstationer i hela lagringsnivåerna.
Skillnaden är viktig när man tittar på total projektkostnad snarare än ett maskinpris.
Färre transportörer betyder färre drivenheter, sensorer, kedjor och elektriska komponenter att köpa och installera. De tar också bort en betydande mängd utrustning från platser som är relativt svåra att komma åt för underhåll.
För ett kemilager med hög yta kan detta göra rutininspektion och senare reparation avsevärt enklare.
De fyra lyftarna behövdes fortfarande för att uppfylla projektets genomströmningsmål. Varje enhet ger ca40 pallar i timmen, med en lastad lyfthastighet på40 m/min. Tillsammans täcker de det planerade maximala inkommande och utgående flödet på cirka123 pallar per timme.
Flera lyftare ger också redundans. Om en enhet kräver underhåll kan den återstående utrustningen fortsätta hantera en del av arbetsbelastningen istället för att skapa en enda felpunkt för hela lagret.
Mekanisk design är viktigt i ett pulverkemiskt lager
Magnesiumsulfat introducerar ett annat övervägande som kan vara mindre viktigt i ett vanligt distributionslager: förorening.
Pallfyrvägsskyttelrobotarna i detta projekt använder en mekanisk lyftkonstruktion snarare än hydrauliska lyft.
För pulver- och kemikalietillämpningar avlägsnar man en potentiell källa till läckage och produktkontamination om man undviker hydraulolja inuti lagringsområdet. En mekanisk transmissionsstruktur är också relativt direkt att inspektera och underhålla.
Detta är en liten designdetalj på ett specifikationsblad, men det blir mycket mer relevant efter att utrustningen har varit i drift kontinuerligt i flera år.
Inom kemisk lagring förtjänar underhållbarhet och kontamineringskontroll ofta lika mycket uppmärksamhet som maximal reshastighet.
Förvaring med hög densitet är endast användbart om varor kan lämnas snabbt
Processen slutar inte när en pall lämnar AS/RS.
Projektet hanterar 1-tons bulksäckar och 50 kg vävda säckar olika eftersom deras utgående verksamhet är olika.
Bulksäckar överförs till ett portalrobotlastområde. Ett 3D-skanningssystem identifierar lastbilsutrymmet, varefter roboten slutför tung lastplacering. Linjen är konstruerad för ca60 pallar per timme.
Detta tar bort mycket av den manuella hanteringen i samband med att lasta 1-tonspaket.
De 50 kg vävda påsarna följer en annan väg.
Dessa beställningar innebär mer variation i fordon och leveranskrav, så en teleskopisk bandtransportör med manuell depalletering valdes istället för att tillämpa samma helautomatiska lastningskoncept. Linjen stöder ungefär30 pallar per timme, medan layouten behåller möjligheten att lägga till robotisk depalletering senare.
Detta var ett medvetet investeringsbeslut.
Att automatisera driften av tunga bulksäckar löser ett tydligt hanterings- och säkerhetsproblem. För den mer varierande driften av småpåsar ger halvautomatisering tillräcklig kapacitet utan att lägga till utrustning som den nuvarande verksamheten inte kräver.
WMS och WCS kopplar ihop produktion, lagring och frakt
Den fysiska utrustningen flyttar pallar, men kemifabriken behöver också veta exakt vad som rör sig.
Olika magnesiumsulfatprodukter, förpackningsformat och partier lagras i samma logistiksystem. Varje pall måste därför förbli kopplad till dess materialinformation, batch, plats och utgående order.
Projektet kopplar samman ERP/MES-gränssnitt med WMS, WCS och PLC-styrning på utrustningsnivå.
WMS hanterar inventering och batchinformation samt FIFO-regler. WCS omvandlar lageruppgifter till körbara rörelser för skyttlar, palllyftare, transportörer och lastutrustning.
Detta samband har betydelse vid kontinuerlig kemisk produktion.
När produktion, lagerinventering och utgående beställningar delar samma informationsflöde, hanteras lagret inte längre som ett isolerat lagerområde. Faktiskt lager kan återkopplas till produktions- och leveransbeslut.
Vad det här projektet berättar för oss om applikationer för pallskyttlar i kemisk lagring
En palettfyrvägsskyttel AS/RS är inte automatiskt det rätta svaret för varje kemikalielager.
Det blir särskilt relevant när flera förhållanden uppträder tillsammans: pallade produkter, begränsat byggnadsutrymme, relativt stort lagerdjup, kontinuerlig produktion, tunga laster och krav på att minska gaffeltruckaktiviteten inne i lagerområdet.
Magnesiumsulfatprojektet hade alla dessa förutsättningar.
Dess6 309 pallplatser, 13 skyttelrobotar och fyra palllyftarevaldes inte självständigt. De kom från förpackningshastigheten, utgående krav, byggnadsförhållanden, redundans för utrustning och underhållsstrategi.
Detsamma gäller lastsystemet. Full automation användes där tunga bulkpåsar motiverade det, medan ett enklare tillvägagångssätt behölls där driftflexibilitet var viktigare.
För oorganiska salter, finkemikalier och liknande palleterade kemiska produkter är detta förmodligen den mer användbara lärdomen från projektet.
Frågan är inte hur mycket automation som kan läggas till lagret.
Det är detdär automatisering löser en verklig begränsning – och där en enklare design gör jobbet bättre.
