NO324507B1 - Fremgangsmåte for organisering av et lager av forskjellige enheter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for organisering av vareflyt for en horisontalt lagdelt og dypstablet lagerbeholdning med uensartede enheter, samt utstyr for forflytning og kontinuerlig registrering av standardiserte beholdere benyttet ved utførelse av oppfinnelsen.

I en handelsorganisasjon som kjøper inn et mangfold enheter av uensartet form, størrelse og vekt for lagerhold og selger forskjellige typer og antall enheter fra dette lageret til kunder, kreves det en metodisk organisering av enhetenes plassering i lageret for å lette vareflyten.

Dette er nødvendig for å kunne føre et lager tilpasset salget, slik at antallet av de enkelte enheter i lageret er tilpasset den forventede omsetning.

Det er videre ønskelig at varene plasseres fysisk godt tilgjengelig for å lette fremplukking, og slik at rullering av lageret kan gjennomføres.

Enkelte lagre samler de mest omsatte varer i grupper nær pakkebord el. for å redusere intern flytting.

Med stadig økende bruk av datateknologi blir hver enkelt vare overvåket, og fysisk plassering vil derfor avgjøres og forandres for hvert nytt vareparti som kjøpes inn.

Videre kan hver enkelt enhet merkes med strekkoder som avleses maskinelt for fremhenting og kontroll, både ved ekspedering og lagertelling og ved kunders mottakskontroll.

Fremhenting skjer normalt ved at mannskaper beveger seg gjennom lagerets nettverk av adkomstganger med f.eks. truck eller samlevogn. Ut fra medbrakte plukklister, som er basert på kundeordrer, og som er redigert etter de forskjellige enheters plassering i lageret, samles så enhetene som inngår i den enkelte ordre inn til pakking og ekspedisjon.

Forskjellige former for automatisering av slike lagre, spesielt for fremhenting av enheter fra et slikt lager, er tidligere kjent. US-patent 5,147,176 viser et slikt automatisert lagersystem hvor enheter gis en vilkårlig plassering, og hvor et dataprogram holder løpende oversikt over de enkelte enheters posisjon. Dette systemet omfatter videre lagerreoler hvor de lagrede enheter ligger plassert i bokser. Mellom lagerreolene er det adkomstganger, og kraner eller heisanordninger overfører lagringsboksene til vogner som transporterer disse til en pakkestasjon eller lignende. i I

Et annet eksempel er beskrevet i EP 767 113, som viser et robot-system for plassering eller uthenting av enheter til og fra et lager. Enhetene er stablet vertikalt, og roboten har en gripeanordning som kan løfte enheter vertikalt for å hente dem ut av stabelen.

US 5,340,262 beskriver et databasert lagerstyringssystem som benytter seg av strekkodemerking av inngående varer som plasseres i standard pallelagerreoler, uten at varene relateres til sin fysiske plassering.

EP 0 217 757 beskriver en automatisk forflytningsanordning for varer fra en lagringsplass til en behandlingsplass.

NO 163276 beskriver sorterings- og ventelagerutstyr for varer som kontinuerlig kommer fra produksjonen i et bakeri og som skal pakkes i kasser i samsvar med individuelle kundeordre, ved at standardkasser sekvensielt overføres fra hver pakkestasjon via kundestasjoner til leveringsstasjoner.

Produksjons- og handelsbedrifter har ofte store plassbehov for sitt lagerhold, og det er nødvendig å kunne utnytte tilgjengelig plass mest mulig effektivt. Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å skaffe til veie en plassutnyttelse som langt overgår den som oppnås i følge de tidligere kjente løsninger, både hva angår utnyttelse av gulvareal og stabling i høyden. Videre er det ønsket en svært effektiv mulighet for tilgang til lagrede enheter samt rullering av lagrede enheter.

En organisasjons lagerbehov er nært knyttet til kravene til tilgjengelighet.

- Direkte fysisk tilgang til den enkelte og eldste lagerførte enhet er nødvendig og avgjørende for en effektiv håndtering og rullering av lagerbeholdningens enheter, noe som det normalt må tas hensyn til ved innplassering av nye enheter og utplukking for eksempel ved ekspedering av ordre. - Uensartede enheter kan normalt ikke dypstables, dvs. stables oppå hverandre eller tett inntil hverandre i samme hylle eller på samme pall. Det må derfor avsettes tilstrekkelig plass i den enkelte hylle til det antall enheter som vil være tilstede når lageret er fullt. Dersom maksimal varebeholdning krever plass til en pall med f.eks. 48 enheter av en gitt enhet — noe som eksempelvis kan tilsvare én måneds salg — og bestillingsberegninger forutsetter at nye varer ankommer f.eks. ti dager før tom- eller utsolgtsituasjon inntrer, samt kjøpsenhet er en hel pall, må det avsettes to palleplasser i lageret.

- Andre forhold som skaper plassbehov, er betjeningens krav til fysisk adgang til den enkelte og først innkomne vare. Det må anlegges gjennomgående adkomstganger for trucker, pakketraller o.l., og disse må ofte også tillates toveis ferdsel, noe som mer enn dobler bredden på adkomstgangene.

Beregninger av faktisk volumutnyttelse for moderne engros-lagre hvor betjeningen skal ha adkomst til de lagrede enheter, viser en utnyttelsesgrad på bare 15-20 %.

Bare råvareprodusenter og en del industrilagre med et fåtall varearter og relativt sjeldne, men store leveranser til et fåtall kunder, kan under oppbyggingen av et slikt tradisjonelt lager tillate seg å dypstable, dvs. å stable ensartede varer oppå hverandre og tett inntil hverandre til en samlestabel. Et slikt lagerhold gir større utnyttelsesgrad, men ingen tilgang til den enkelte enhet.

De nødvendige krav til lagerorganisering og de ovennevnte og ytterligere hensikter oppnås ved hjelp av en fremgangsmåte som er kjennetegnet ved det som er angitt i krav 1.

Det vil nå gis en detaljert beskrivelse av foreliggende oppfinnelse under henvisning til de vedlagte tegninger. Figur 1 viser en mulig planløsning for et lager som utnytter foreliggende oppfinnelse. Figur 2 og figur 2a viser sideriss av en del av et lager som vist i figur 1, med en mulig utførelse av en løfteanordning. Figur 3 viser en beholder for lagrede enheter samt en ramme for styring av slike beholdere, alt sett ovenfra. Figur 4 viser mulig inndeling av en beholder som vist i figur 3 i flere rom. Figur 5 viser et heiseklobrett for å gripe og å løfte beholdere som den vist i figur 3. Figur 6 viser en mulig utførelse av en pakkestasjon for enheter som hentes ut fra et lager som utnytter foreliggende oppfinnelse.

Figur 7 viser en detalj ved pakkestasjonen i figur 6.

Foreliggende oppfinnelse for organisering av vareflyt for en lagerbeholdning av uensartede enheter baserer seg, som vist i eksempelet på figur 1, på en helt gjennomført kompakt sammenstilling av standardiserte beholdere i et vertikalt rammeverk. De forskjellige lagrede enheter plasseres i disse standardiserte beholdere.

En beholders standarddimensjoner for et gitt lager beregnes ut fra de enkelte enheters maksimale størrelse, og beholderne kan seksjoneres som vist på figur 4, ved at beholderen deles i flere rom ved hjelp av en eller flere langs-eller tversgående skillevegger.

Det vil være en forutsetning at de forskjellige enheter som skal plasseres i lageret ikke varierer for meget i størrelse. Som et praktisk eksempel kan det vises til et lager for elektroniske komponenter o.l. Det vil her være mulig å fange opp 99% av et sortiment på ca. 50.000 varianter fordelt på 12.000 beholdere som er 70 cm lange, 40 cm brede og 25 cm høye.

Dersom en slik lagerbeholdning skal kunne rommes i et tradisjonelt lager og være tilfredsstillende hva angår tilgjengelighet og betjeningseffektivitet, anslås behovet til 4800 m^ lagerflate for innredning med hyller og adkomstganger.

Ved å utnytte foreliggende oppfinnelse vil et lagerareal på 420 m^ dekke samme behov. Med 60 beholdere i lengden, 25 beholdere i bredden og 8 beholdere i høyden, kan de nødvendige 12.000 beholdere plasseres på et lager med gulvflate på 42m x 10m, og stables i 2m høyder.

(60 x 0,7m = 42m, 25 x 0,4m = lOm, 8 x 0,25m = 2m) Dette gir et totalt volum på 820 m^.

I dette eksemplet betjenes lageret fra sju pakkestasjoner, seks mottaksstasjoner og med inntil fire utskipningsstasjoner.

Det ovennevnte eksempel er altså illustrert i figur 1, mens figur 2 viser lageret sett fra siden. På figur 2 vises også en mulig utforming av en løfteanordning 5 samt et rammeverk 6 som skiller de respektive stabler av beholdere fra hverandre. Dette gir altså en svært kompakt lagring av enheter. I det følgende vil de trekk som sørger for en effektiv tilgang til de lagrede enheter beskrives.

Løfteanordningene 5 kan utgjøres av traverskraner, vogner som beveger seg på et skinnesystem på toppen av lageret og som er utstyrt med krananordninger, eller en hvilken som helst annen kranutforming som gir direkte tilgang til de enkelte stabler i lageret fra oversiden. Den praktiske utforming av løfteanordningene 5 er ikke en del av denne oppfinnelse, og det er som utførelseseksempel valgt å benytte en krananordning.

Det henvises nå til figur 3. Alle beholdere 1 er gitt samme utforming og dimensjon, fortrinnsvis i form av et parallellepiped. Beholderne 1 vil normalt være utformet uten lokk og med et antall spor 9 for innføring og feste av en gripeanordning. En slik gripeanordning er illustrert i figur 5. Beholderne kan med fordel utstyres med sleide-dannende vertikale spor på sine fire ytre vertikale sider for å redusere berøringsflaten mot det vertikale rammeverk 6 og derved friksjonen, når disse bringes i vertikal bevegelse opp og ut av inngrep med rammeverket 6.

Som vist på figur 4 kan beholderne 1 seksjoneres med et antall langs- ellers tversgående skillevegger, slik at det dannes et flertall rom. På denne måten vil ikke enheter som lagres i såvidt små mengder at de ikke har behov for en hel beholder, ta opp unødig mye plass.

Forflytning av beholderne skjer ved at en løfteanordning 5 som omfatter en gripeanordning 3 bringes til en posisjon hvor den har tilgang til en stabel av beholdere fra oversiden.

En mulig utforming av gripeanordningen 3 er angitt i figur 5. Denne er utformet som et brett med minst to gripefingre 3' som kan gå i inngrep med beholderen 1. Når en gripeanordning av denne utforming er i inngrep med en beholder, vil den danne et lokk som hindrer enhetene som er lagret i beholderen 1 fra å falle ut under forflytning.

For å få tilgang til en gitt beholder 1 i stabelen, løftes beholderne ut fra toppen én etter én, de plasseres i midlertidige posisjoner, eksempelvis på toppen av andre stabler i umiddelbar nærhet, til den ønskede beholder er løftet ut fra stabelen. Den ønskede beholder plasseres midlertidig på samme vis som de beholdere som var plassert over den, mens disse øvrige beholdere legges tilbake i lageret, fortrinnsvis i samme stabel og slik at de innbyrdes beholder samme rekkefølge. Den ønskede beholder 1 fraktes deretter av løfteanordningen 5 fra sin midlertidige plassering og ut av lageret, for eksempel til en pakkestasjon 7. En mulig utforming av en slik pakkestasjon er vist i figurene 6 og 7.

Etter at de aktuelle enheter er hentet ut av beholderen 1, fraktes denne tilbake til lageret av en av løfteanordningene 5.

Hvert enkelt beholder 5 og hvert enkelt rom 4 i hver beholder gis et referansenummer. Dette referansenummer brukes av et datasystem for å holde oversikt over hvor hver beholder 1 til enhver tid befinner seg, og i hvilket rom i hvilken beholder en gitt enhet til enhver tid befinner seg. Hver gang en beholder 1 bringes ut av lageret, registreres dette i datasystemet. Enhver beholder 1 vil derfor alltid være registrert som å befinne seg i en gitt posisjon i selve lageret, i en gitt mellomlagringsstasjon, i en gitt løfteanordning 5 eller ved en gitt pakkestasjon 7. Dersom systemet også omfatter mottaksstasjoner og utskipningsstasjoner, vil også slike posisjoner kunne registreres av datasystemet. Kort sagt vil enhver lokalisering av enhver beholder til enhver tid være definert og registrert i datasystemet. I selve lageret vil en slik posisjon omfatte horisontale koordinater og vertikal høyde i rammeverket 6.

Når en beholder 1 plasseres i lageret, enten etter oppfylling av enheter som tilføres lageret eller når beholderen returneres fra en pakkestasjon 7, kan den plasseres hvor som helst i lageret. Posisjonen vil registreres i datasystemet, og beholderen kan derfor plasseres ved første tilgjengelige ledige plass.

I de fleste lagre som omfatter et flertall forskjellige lagrede enheter, vil noen enheter omsettes oftere enn andre. Det er derfor ønskelig å plassere beholdere som inneholder enheter som etterspørres ofte nær toppen av en gitt stabel, og gjerne også nær pakkestasjonene 7. Dette vil redusere fremhentingstiden for lageret totalt sett.

Dette vil skje automatisk ved bruk av den fremgangsmåte som er beskrevet over, idet de beholdere som ofte hentes frem vil plasseres på toppen av en stabel når de returneres, mens de beholdere som sjelden hentes frem vil synke mot bunnen av stabelen hver gang en lavereliggende beholder hentes ut og returneres til stabelens topp.

Ved å betrakte det eksemplet som allerede er omtalt, hvor rundt 80 % av omsetningen faller på 20 % av antall varianter, er det ønskelig at disse mest solgte varianter befinner seg i eller nær det øverste lag til enhver tid for å redusere fremfinningstid.

Datasimulering foretatt gjennom tre måneder av ordremassen, viser at i et horisontalt 9-delt lager, ville ekspedisjoner ut fra dette skje slik: 33 % skjer fra stabelflatens øverste lag, 14 % fra andre lag og 11 % fra tredje lag, eller tilsammen 58 % fra de tre øvre lag.

Ved at ordrer som kommer inn i løpet av en dag kan systematiseres til en tenkt sumordre, kan en fremhentingsrokering av lagerets beholdere skje i løpet av natten, slik at alle aktuelle beholdere for neste dags ekspedisjon er brakt opp til det øverste, evt. nest øverste sjikt, slik at overføring av beholdere til pakkestasjon kan skje med maksimal hastighet Inngående varer til lager fylles i egne, nye kamre 4 i en beholder 1, slik at hvert enkelt inngående parti ifølge pakkseddel alltid utstyres med leverandørs mottaksnummer som identifikasjon. Samme varetype, men av forskjellig mottaksdato, kan derfor finnes i flere kamre 4.

Fortløpende ekspedisjoner ut fra lager medfører en nedtellende summering av den enkelte kammerbeholdning, og kontroll på sluttsalg foretas idet et kammer tømmes.

Den enkelte enhet strekkodemerkes for egen sluttkontroll ved ekspedering og fakturering, og for å lette kunders mottakskontroll.

Innebygget i et slik system som beskrevet ligger interessante sikkerhetsmessige detaljer: - Ingen beholder vil forsvinne ut av systemet. De må alltid tilbake. En beholder vil bare kunne bringes ut når det foreligger ordre. - En meget konsentrert og ensartet bane for beholderens vandring fra lagerstabel til plukkstasjon vil gi meget kort tilbringertid, og uten vandrende betjening. - Beholderforflytning skjer i et innebygget lager og er derfor støysvak og fullstendig avskjermet, noe som eliminerer klemskader. - Revisorkontroll av lagerbeholdning muliggjøres ved egne testprogramkjøringer.

Lageret kan settes under en inert atmosfære, f.eks. helt tørr luft eller nitrogen, for å hindre korrosjon. Dette blir mulig fordi selve lagerrommet kan holdes på minimum størrelse, dvs. plassen utfylles maksimalt av selve lagerbeholdningen med tilhørende utstyr, og fordi det ikke er nødvendig for lagerbetjeningen å ha fysisk tilgang til lageret. Luftrommets størrelse blir derfor relativt lite.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til det viste utførelseseksempel, og mange modifikasjoner er mulige innenfor oppfinnelsens ramme. Det kan derved eksempelvis anvendes andre typer gripe- og løfteanordninger enn det som er vist, f.eks. vogner på skinner i stedet for krananordninger.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for organisering av plassering og vareflyt for en lagerbeholdning av uensartede enheter, hvor enhetene anbringes i et større antall standardiserte parallellepipedformede beholdere (1) som er tilpasset de fysiske dimensjoner for de lagerførte enheter, idet nevnte beholdere (1) anbringes i en horisontalt lagdelt og dypstablet lagerbeholdning sammenføyd i et vertikalt rammeverk (6), slik at det dannes flere horisontale koordinatdannende sjikt av beholdere (1) hvis posisjoner til enhver tid er tilfeldig, men kontinuerlig kjent og registrert i et datasystem; hvor hver beholder (1) hentes ut fra lageret ved hjelp av løfteanordninger (5) som har tilgang til lageret fra oversiden ved at løfteanordningen forflyttes til den horisontale posisjon som er registrert i datasystemet for den beholder (1) som skal hentes frem, hvor løfteanordningen deretter ved hjelp av en gripeanordning (3) griper og heiser den øverste beholderen ut av lageret,karakterisert vedat hvis den øverste beholderen ikke er den ønskede beholder (1), gripeanordningen (3) plasserer denne i en midlertidig posisjon for deretter å gjenta dette med hver ytterligere beholder (1) i stabelen inntil den ønskede beholder (1) er løftet ut fra stabelen, at de øvrige beholdere (1) returneres fra sine midlertidige posisjoner tilbake til stabelen hvor de innbyrdes beholder sin rekkefølge, at den ønskede beholder (1) forflyttes ved hjelp av løfteanordningen (5) til en pakkestasjon (7), og at den ønskede beholder derpå returneres til lageret og plasseres i øverste sjikt i en stabel, idet samtlige midlertidige og nye posisjoner for samtlige involverte beholdere (1) kontinuerlig holdes oppdatert i nevnte datasystem.

2. Fremgangsmåte i følge krav 1, karakterisert vedat det benyttes beholdere (1) som etter formålet er inndelt i forskjellige rom (4).

3. Fremgangsmåte i følge krav 1 eller 2, karakterisert vedat de gripeanordninger (3) som benyttes utformes som brett med gripefingre (3') som er utformet for å gå i inngrep med tilsvarende spor på beholderne (1), slik at dette brettet når gripeanordningen (3) er i inngrep med en beholder (1), danner et lokk over beholderen (1).

4. Fremgangsmåte i følge et av de foregående krav,karakterisert vedat for å minimalisere hente- og tilbringertid mellom lager og pakkestasjon (7) summeres alle uttak fra lageret som er beregnet utført i en gitt periode og tilføres datasystemet, og at datasystemet i løpet av et tidsrom som går forut for nevnte periode utfører en omrokering av beholderne (1) i hver stabel slik at de beholdere som skal fremhentes oftest for ekspedisjon i løpet av nevnte periode plasseres øverst i de respektive stabler, mens de beholdere som skal fremhentes sjeldnest eller overhodet ikke plasseres lenger ned i stablene.

5. Fremgangsmåte i følge et av de foregående krav,karakterisert vedat det benyttes beholdere (1) som på sine fire ytre vertikale sider er utstyrt med sleidedannende vertikale spor for bevegelsesstyring og for reduksjon av friksjon og berøringsflate mot det vertikalt rammverk (6) når beholderne (1) bringes i vertikal bevegelse ut av inngrep med rammeverket (6).

6. Fremgangsmåte i følge et av de foregående krav,karakterisert vedat lageret settes under en inert atmosfære.