EA014145B1 - Автоматизированная система и способ автоматического комплектования заказов или изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу автоматического извлечения или комплектования изделий, очень сильно различающихся по форматам/ассортиментам. Способ включает стадии разделения (6, 6') исходных партий изделий, хранения изделий в секции стеллажа (8), извлечения изделий и погрузки (10, 10') их на поддоны. Главное отличие способа заключается в том, что изделия, подлежащие отбору для заказа, предварительно подбирают для размещения в секции стеллажа в последовательности, требуемой для погрузки на поддоны. Кроме того, изобретение относится к установке для реализации предлагаемого способа.

Description

Настоящее изобретение относится к способу автоматизированного извлечения или комплектования изделий (предметов), сильно различающихся по форматам и ассортиментам. Способ по изобретению включает стадии разделения исходных партий изделий, подлежащих хранению, хранения изделий в секции стеллажа, извлечения изделий и укладывания их на поддоны. Кроме того, изобретение относится к установке для реализации предлагаемого способа.

Предшествующий уровень техники

В стандартных системах, использующих подбор вручную, все подготовленные к такой процедуре поддоны/грузовые места размещают в зонах напольного хранения или на стеллажах вдоль коридоров, предназначенных для проведения комплектования. Чтобы собрать (укомплектовать) заказ, оператор проезжает или проходит по соответствующему маршруту, перегружая (отбирая) оговоренные в заказе отобранные вещи в нужном количестве на сопроводительное погрузочное средство (поддон, контейнер на колесах, обычный контейнер, коробка и т.д.). По завершении комплектования заказа соответствующий ему нагруженный готовый поддон помещают на погрузочную площадку в зону отправки товаров или отправляют на место дальнейшей обработки. Принцип инвертированного (обратного) комплектования основывается на наличии погрузочных средств, которые помещают в фиксированных точках. Оператор перемещает поступающие поддоны с изделиями (исходные поддоны), выполняющие функцию источника поставки, мимо указанных погрузочных средств, ассоциированных с индивидуальными комплектуемыми заказами, и перегружает изделия на ассоциированное с заказом неподвижное погрузочное средство (исходный поддон движется, а контейнер для размещения заказа ждет). Подобные способы известны, например, из патентного документа ЕР 1462393. Однако, если изделие, которое из-за побочных факторов (вес, устойчивость отобранного грузового места) должно быть уложено поверх отбираемого грузового места, долго остается невостребованным для комплектования, остальные предметы комплектуемого заказа также нельзя укомплектовать нужным образом и их приходится помещать на промежуточное хранение.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в устранении указанного недостатка и в обеспечении более быстрого комплектования, каждый индивидуальный этап которого можно, кроме того, автоматизировать.

Предлагаемый способ характеризуется тем, что изделия, подлежащие отбору для заказа, предварительно подбирают для размещения в секции стеллажа в последовательности, требуемой для погрузки на поддоны. В результате появляется возможность исключить процедуру сортировки, которую приходится проводить перед такой загрузкой в других случаях.

Предпочтительная модификация изобретения отличается наличием условной (физически не зафиксированной) части стеллажа, выделенной для заказа. Таким образом, независимо от реальной конструкции стеллажа можно собрать вместе все изделия для заказа.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения характеризуется тем, что какое-то количество мест хранения зарезервировано для того, чтобы заказанный комплект в секции стеллажа можно было динамичным образом скорректировать с учетом количества изделий, загружаемых в соответствующее средство доставки изделий. В результате появляется дополнительная возможность использовать стеллаж оптимальным образом в том случае, когда заказываемые комплекты имеют разные размеры.

Если в секции стеллажа индивидуальные изделия хранят в непосредственной близости одно от другого (независимо от того, лежат ли они, во-первых, прямо друг на друге или рядом, и, во-вторых, по глубине в один или несколько рядов), их можно однозначно идентифицировать в любое время, причем переместив их для извлечения только на короткое расстояние.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения характеризуется тем, что изделия хранят на лотках (в мелких ящиках). Таким образом, появляется возможность помещать на хранение и транспортировать сразу по нескольку изделий. Кроме того, можно легко осуществлять стандартную транспортировку с применением обычных устройств.

Особо предпочтительная модификация изобретения характеризуется тем, что в каждом случае извлечение начинают с самого нижнего лотка или самого нижнего грузового места (упаковки), в котором (в которой) размещены изделия, и продолжают с грузового места, хранящегося на следующем уровне. В результате извлекающее средство может легко и без необходимости возвращения в нейтральное положение извлечь все лотки и/или грузовые места, относящиеся к одному заказу. Тем самым реализуется очень высокая эффективность извлечения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения характеризуется также тем, что извлеченные грузовые места доставляют непосредственно к средству их доставки. При наличии соответствующей подготовки такое средство можно заполнить сразу, не прибегая к какой-либо дополнительной сортировке или промежуточному хранению изделий.

Кроме того, изобретение относится к установке для автоматизированного извлечения или комплектования изделий, сильно различающихся по форматам и ассортиментам. Указанная установка оборудована секциями стеллажа, средством извлечения изделий и средством загрузки поддонов.

- 1 014145

В установке согласно изобретению предусмотрено наличие секции стеллажа, в которой изделия, отбираемые для заказа, уже подобраны в последовательности, требуемой для загрузки поддонов. Таким образом, появляется возможность исключить процедуру сортировки, которую приходится проводить перед такой загрузкой в других случаях.

Следующая предпочтительная модификация изобретения характеризуется наличием секции стеллажа, имеющей несколько вертикальных отсеков, которые разделены на условные зоны хранения. В результате, независимо от реальной конструкции стеллажа можно собрать все требуемые изделия, т.е. соответствующим образом заполненный стеллаж также используется на оптимальном уровне.

Желательно, чтобы для стеллажа была предусмотрена возможность нести лотки, нагруженные до различных вертикальных размеров. Тогда можно сохранять максимальное количество упаковок и осуществлять их автоматизированное извлечение.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения характеризуется тем, что стеллаж оборудован механизмом обслуживания стеллажа (подающим механизмом), используемым для извлечения изделий. Указанный механизм снабжен несущим средством, предназначенным для удерживания на себе заполненных лотков или отдельных грузовых мест (упаковок). Предусмотрена возможность снабдить подающий механизм вертикальным конвейером (подъемником). Механизм такого типа позволяет обеспечить максимальную эффективность извлечения.

Предпочтительная модификация изобретения характеризуется наличием секции стеллажа, которая содержит несколько транспортных модулей для товаров, подлежащих комплектованию, причем указанные модули могут нести лотки с изделиями для конкретного заказа. Таким образом, грузовые места для заказов можно легко собрать воедино и транспортировать все вместе. Такой вариант особо предпочтителен, когда транспортные модули сконструированы в виде свободно стоящих стеллажей, для которых также предусмотрена возможность хранения на поддонах. В результате их можно легко перевозить, используя обычные транспортные средства.

Кроме того, изобретение обеспечивает преимущества при поэтапном комплектовании заказов. В таком случае изделия, уже укомплектованные с применением других процедур, хранятся в секции стеллажа в соответствии с заказами и, кроме того, находятся в такой секции в грузовых местах (упаковках), расположенных в нужной последовательности. Таким образом, заказы, собранные в ходе различных комплектующих процедур, можно в совокупности и желаемой последовательности добавить в упаковку, соответствующую заказу. В результате так называемые изделия быстрого оборота можно включить в заказ вместе с так называемыми изделиями медленного оборота или с изделиями, подбираемыми вручную, а затем перенести в грузовое место, соответствующее заказу. Конечно, для уже укомплектованных изделий можно исключить всякую разгрузку поддонов, которая могла бы потребоваться в других случаях.

Перечень фигур чертежей

Далее изобретение будет описано в виде примеров со ссылками на чертежи, из которых фиг. 1 представляет графическое изображение обычного инвертированного комплектования вручную, фиг. 2 схематично иллюстрирует последовательность стадий комплектования согласно изобретению, фиг. 3а-3е иллюстрирует варианты загрузки лотков, фиг. 4 иллюстрируют стеллаж согласно изобретению, фиг. 5 иллюстрирует стеллаж с подающим механизмом согласно изобретению, фиг. 6 иллюстрирует альтернативную конструкцию установки согласно изобретению.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг. 1 иллюстрируется процесс обычного инвертированного комплектования, причем все соответствующие заказам поддоны 2 или какие-то другие носители размещены прямо на участках пола или на стеллажах, например, вдоль специальных коридоров 4 товарного склада 1. Чтобы собрать (укомплектовать) заказ, оператор проезжает или проходит по соответствующему маршруту, выгружая изделия 5 согласно индивидуальным заказам или раскладывая их на поддоны/другие носители, соответствующие конкретным заказам. По завершении комплектования заказа загруженный готовый поддон/носитель 2 помещают на погрузочную площадку в зону отправки товаров или отправляют на место дальнейшей обработки. Принцип инвертированного комплектования основывается на наличии соответствующих носителей (относящихся к заказу поддонов 2), которые помещают в фиксированных точках и загружают согласно индивидуальным заказам. Затем оператор перемещает исходные поддоны, каждый из которых содержит изделия одного типа, вдоль соответствующих коридоров 4, продвигаясь мимо поддона 2 (или иного носителя), связанного с заказом, и проводит комплектование, перемещая изделия с исходного поддона на зафиксированный на определенном месте и ассоциированный с заказом поддон 2 (исходный поддон движется, а комплектуемый заказ ждет).

Базовая конструкция установки согласно изобретению показана на фиг. 2. Поставляемые изделия разгружают с исходных поддонов на участках 6 или 6' соответственно автоматизированной или ручной разгрузки поддонов, причем индивидуальные изделия или грузовые места (упаковки) укладывают на хранение на стеллаж 8 посредством одного или нескольких подающих устройств (погрузчиков) 7, об

- 2 014145 служивающих стеллаж. Изделия снимают с помощью специального извлекающего устройства 9, а затем индивидуальные грузовые места переносят на участки расположения средств 10 или 10' автоматизированной или ручной загрузки поддонов соответственно, где происходит окончательное формирование комплекта, относящегося к заказу. В варианте с хранением и извлечением согласно изобретению последующую сортировку перед загрузкой поддонов можно исключить.

Процедура комплектования согласно изобретению основывается на том, что единичные изделия/грузовые места, которые необходимо собрать (укомплектовать) для выполнения заказа, или автоматически обрабатывают и транспортируют с последующим хранением на обычном контейнерном стеллаже, или помещают на соответствующие носители (контейнеры, лотки), которые можно подвергать автоматическим манипулированию и транспортировке.

Перед комплектованием предусмотрена возможность разделить или переупаковать грузовые места на специальных погрузочных лотках, которые временно хранят на автоматизированном складе для мелких партий (так называемое нейтральное хранение). Если заказы на доставку известны, эту стадию можно выполнить также специально для каждого заказа (перед процедурой извлечения) на участках 6, 6' автоматизированной или ручной распаковки/разгрузки поддонов соответственно. В том случае, если исходные грузовые места распаковывают заблаговременно, без привязки к заказам, или если их переносят на определенные погрузочные лотки, на каждый такой лоток можно поместить только одну упаковку (наименьшее грузовое место из всех соответствующих изделию). Если исходные грузовые места распаковывают непосредственно перед комплектованием или если на момент такой распаковки заказы известны, на каждый погрузочный лоток можно поместить несколько упаковок (но не больше, чем количество упаковок предметов, доставляемых по заказу). Поскольку указанные предметы (изделия) загружают на лотки в соответствии с заказом, эффективность комплектования для всей системы максимальна.

На фиг. 3 представлены возможные примеры загрузки индивидуальных лотков 11 с одной упаковкой на лоток (фиг. 3а), с несколькими упаковками на лоток (фиг. 3Ь), с отдельными упаковками (фиг. 3с), с погруженными на лотки контейнерами 12, которые содержат несколько упаковок (фиг. 36), а также со штабелями упаковок на лотках (фиг. 3е). Выбор характера загрузки зависит от типа изделий и требований, предъявляемых заказом.

Исходные поддоны переносят на участок 6 или 6' разгрузки автоматическим образом или вручную соответственно. Альтернативный выбор автоматизированного или ручного варианта зависит от физических параметров грузовых мест (упаковок). Распакованные на таком участке грузовые места загружают автоматическим образом или вручную на лотки 11, причем на лоток можно поместить и несколько таких грузовых мест. Пустые лотки 11 доставляют на участок 6, 6' автоматически. Изделия или грузовые места (упаковки), которые в силу своих физических параметров не требуют использования лотка 11 для дальнейших манипуляций, автоматически или вручную отделяют от других на этом же участке и переносят непосредственно на выходные конвейеры, например роликового или ленточного типа.

Лотки 11, загруженные согласно заказу (с помощью средств разгрузки поддонов) изделиями со склада-накопителя, или отдельные упаковки изделий укладывают посредством автоматических штабелеукладчиков (штабелеров) 7 на хранение в обычном стеллаже 8 для контейнеров. На стадии хранения существенным компонентом способа по изобретению является так называемая стратегия хранения поступлений, согласно которой выбирают место и вариант хранения загруженного лотка 11 или отдельного грузового места. В конструкции стеллажа 8 можно предусмотреть размещение указанных лотков или грузовых мест однорядным по глубине или многорядным образом.

Загруженные лотки 11/отдельные грузовые места 5 помещают на хранение согласно загрузочной схеме, которая предварительно рассчитана системой с целью определения места в очереди на загрузку для средства доставки упаковок (например, в виде контейнера на колесах, поддона и т.д.). С этой целью для единиц хранения, ассоциированных с заказом, резервируют условные зоны 13 хранения, рассчитанные на определенные количества мест 14 хранения, причем указанные зоны и места определяют на основе предварительно определенных количественных параметров последующей загрузки средства доставки и последовательности этой загрузки. Размер зоны, т. е. количество мест 14 хранения, изменяют динамичным образом как функцию количественных параметров загрузки для соответствующего средства доставки упаковок, в результате чего оптимизируется уровень заполнения стеллажа 8. Процедура комплектования согласно изобретению дополнительно гарантирует, что единицы хранения (лотки с упаковками изделий или отдельные грузовые места), соотнесенные с выделенным для конкретного заказа средством доставки (контейнер на колесах, поддон или другое подобное устройство), находятся на местах 14 хранения в непосредственной близости друг от друга (выше, рядом и т.д.). Таким образом, вместимость условной зоны 13 хранения равна объему соответствующих единиц хранения.

На фиг. 4 показан стеллаж 8, на который с помощью подающего устройства 7, обслуживающего стеллаж, помещены на хранение индивидуальные грузовые места 5 с изделиями. Существенным компонентом процесса комплектования согласно изобретению является извлечение отдельных единичных грузовых мест 5 или соответствующих заказу лотков 11, предварительно рассортированных в условных зонах 13 хранения и загруженных изделиями. Указанные лотки 11, соответствующие своему средству доставки (или отдельные грузовые места 5), хранятся в вертикальном отсеке стеллажа непосредственно

- 3 014145 друг над другом в виде штабеля с одним или несколькими рядами.

На фиг. 5 показано извлечение лотков 11 с изделиями или отдельных грузовых мест (упаковок) 5. С этой целью для удерживания указанных лотков и упаковок применяют специальный подающий (извлекающий) механизм 9, обслуживающий стеллаж и оборудованный специальным несущим средством 15, а также мощный вертикальный конвейер 16 (Ζ-конвейер, подъемник непрерывного действия патерностер или другое подобное устройство) в виде интегрированного компонента. С помощью указанного средства 15 из стеллажа извлекают лотки 11, загруженные грузовыми местами 5, или отдельные грузовые места и посредством транспортного оборудования (в виде, например, роликового или ленточного устройства), установленного на подающем механизме 9, переносят их на встроенный вертикальный конвейер 16. Затем указанный конвейер доставляет извлеченные лотки 11/отдельные грузовые места 5 на конвейерную установку, применяемую для их транспортировки далее к средствам 10, 10' загрузки поддонов. В рациональном варианте использования изобретения несущее средство 15, предназначенное для извлечения лотков 11/отдельных грузовых мест 5, подводится под самое нижнее место 14 хранения условной зоны (на данный момент строго соответствующее единице хранения) и извлекает лотки 11 и/или отдельные единичные грузовые места 5, хранящиеся на данном уровне стеллажа 8. Затем, без возвращения средства 15 в положение ожидания (среднее положение), поднимают его вверх к следующему месту 14' хранения за счет шагового вертикального перемещения и извлекают следующие лотки 11/отдельные грузовые места 5. Одновременно с этим посредством вертикального конвейера 16 извлеченные лотки и отдельные грузовые места транспортируют по направлению к средствам 10, 10' загрузки поддонов. Производительность извлечения в ходе такой процедуры очень высока.

Грузовые места (упаковки), подлежащие загрузке на поддоны, размещенные на средствах доставки, извлекают посредством описанной выше процедуры и с помощью автоматизированной транспортной установки переносят к средствам загрузки поддонов. Перед укладкой на поддоны доставленные предметы необходимо снять с лотка, на котором они транспортировались к месту погрузки. Предусмотрена возможность выполнять эту операцию автоматически или вручную. Грузовые места доставляют на участок погрузки (укладки на поддоны) в требуемой последовательности, которая уже была сформирована на товарном складе. При использовании указанных процедур нет необходимости в сортирующем оборудовании, используемом в других случаях. Кроме того, средства доставки упаковок легко загружаются, причем с учетом соответствующих побочных факторов (включающих вес и устойчивость).

На фиг. 6 показан альтернативный вариант осуществления изобретения. В данном случае из склада 17 для исходных поддонов с подлежащими комплектованию изделиями изделия на подающем устройстве 18, обслуживающем стеллаж, переносят к участку 6' разгрузки поддонов (представленному на чертеже в виде рабочего места, обслуживаемого вручную). Здесь изделия разделяют или помещают для хранения на лотки 11. Далее указанные лотки переносят на транспортном (конвейерном) оборудовании 19 к обслуживающему стеллаж подающему механизму (погрузчику) 20, посредством которого они переносятся к выбранным местоположениям транспортных модулей 21, ассоциированных с заказом. Указанные модули установлены на стеллажах под складом 17 для исходных поддонов, т. е. их хранение не требует большого пространства. Кроме того, поскольку изделия уже подобраны в соответствии с заказами, их в дальнейшем уже не нужно сортировать. Затем указанные транспортные модули 21 доставляют к средствам 10 или 10' загрузки поддонов, представляющим собой подъемное устройство, например обычный вилочный погрузчик или автоматический механизм обслуживания стеллажей. В первую очередь, на указанные средства, используя соответствующие устройства, можно поместить изделия с нижнего уровня, а модули 21 переместить вверх на один уровень таким образом, чтобы появилась возможность освободить следующий уровень и подготовить его к дальнейшему использованию. В условиях обычной эксплуатации, чтобы гарантировать устойчивость, тяжелые изделия хранят в самом низу ассоциированной с заказом единицы хранения (например, поддона) или транспортного модуля 21. При планировании схемы хранения и извлечения это условие можно обеспечить в любом случае.

Если выбрать место размещения склада 17 для поддонов над ассоциированными с заказами транспортными модулями 21, этот участок можно также надежно изолировать и использовать как складхолодильник. При этом необходимо только, чтобы изделия перед повторным помещением на хранение в таком складе на короткий отрезок времени доставлялись в комнату с несколько более высокой температурой через участок 6 разгрузки поддонов и соответствующие герметично закрывающиеся ворота. Заказанные комплекты перед погрузкой непосредственно в авторефрижератор можно также загрузить в теплоизолированной комнате на поддоны, ассоциированные с соответствующими заказами.

Установки и системы предлагаемого типа применяют, в первую очередь, при комплектовании и подборе изделий, собираемых в более крупные блоки, например, для поставки на предприятия розничной торговли или супермаркеты. В частности, предусмотрена возможность использовать их при комплектовании наборов свежих продуктов, таких как фрукты или овощи.

Изобретение не ограничено представленными на чертежах примерами. Участки разгрузки и загрузки поддонов можно спроектировать, по требованию, в автоматизированном или ручном варианте. Конструкцию стеллажей также можно выбрать по усмотрению пользователя.

Claims (20)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ автоматизированного извлечения или комплектования изделий, сильно различающихся по форматам и ассортиментам, включающий стадии хранения изделий в секции стеллажа, извлечения изделий и погрузки их на поддоны, отличающийся тем, что изделия, подлежащие отбору для заказа, предварительно подбирают для размещения в секции стеллажа в последовательности, требуемой для погрузки на поддоны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед помещением изделий на хранение в секцию стеллажа производят разделение исходных партий изделий.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что с заказом ассоциируют условную часть стеллажа.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что количество мест хранения в секции стеллажа корректируют динамичным образом в соответствии с количеством изделий, загружаемым на соответствующее средство их доставки.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что индивидуальные изделия хранят в секции стеллажа в непосредственной близости одно от другого.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что индивидуальные изделия хранят в секции стеллажа непосредственно одно над другим или рядом с другим, с одним или несколькими изделиями в глубину.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что изделия хранят на лотках.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что извлечение изделий начинают с самого нижнего лотка или с нижнего грузового места.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что извлечение в каждом случае продолжают со следующего по высоте грузового места.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что извлеченные грузовые места переносят непосредственно к средству доставки грузовых мест.

11. Установка для автоматизированного извлечения или комплектования изделий, сильно различающихся по форматам и ассортиментам, содержащая секции стеллажа, средство извлечения изделий и средство загрузки поддонов, отличающаяся тем, что изделия, подлежащие отбору для заказа, предварительно подобраны для размещения в секции стеллажа (8) в последовательности, требуемой для загрузки поддонов.

12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что перед стеллажом (8) установлено устройство для разделения поступающих грузов на отдельные грузовые места, подлежащие хранению на стеллаже (8).

13. Установка по п.11 или 12, отличающаяся тем, что секция стеллажа (8) имеет несколько вертикальных отсеков, которые разделены на условные зоны хранения.

14. Установка по любому из пп.11-13, отличающаяся тем, что стеллаж (8) несет лотки (11), загруженные до различных вертикальных размеров.

15. Установка по любому из пп.11-14, отличающаяся тем, что содержит механизм (9) обслуживания стеллажа, предназначенный для извлечения изделий и/или грузовых мест и снабженный несущим средством (15) для удерживания заполненных лотков (11) или отдельных грузовых мест (5).

16. Установка по п.15, отличающаяся тем, что механизм (9) обслуживания стеллажа содержит вертикальный конвейер (16).

17. Установка по п.11, отличающаяся тем, что секция стеллажа (8) содержит несколько транспортных модулей (21) для товаров, подлежащих извлечению.

18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что транспортные модули (21) несут лотки (11) с изделиями для индивидуального заказа.

19. Установка по п.17 или 18, отличающаяся тем, что транспортные модули (21) сконструированы в виде свободно стоящих стеллажей.

20. Установка по п.19, отличающаяся тем, что транспортные модули (21) хранятся на поддонах.