码垛:提高灵活性的4个趋势

专注于满足消费者需求的仓库电子商务订单理所当然地关注自动化，它为电子商务实现的每一级物品的挑选和包装带来了效率。但是，对于许多数据中心来说，码垛过程仍然是最劳动密集型的任务之一。

自动化不仅可以托盘包装在降低成本的同时提高吞吐量，它还消除了数据中心中最需要体力的手动任务之一，允许将宝贵的劳动力资源分散到其他地方。

“人体工程学和人员配备因素是自动化码垛的主要驱动因素，”机器人应用经理史蒂文·霍格(Steven Hogg)说巴斯蒂安·解决方案，提供码垛解决方案。“在手工搭建托盘的过程中，这类岗位的流动率很高。对于这类应用来说，劳动力资源已经不那么丰富了。”

自动码垛机有两种基本类型。传统的码垛机将箱子从传送带送入码垛站，以建立单个SKU和混合SKU托盘。这些单元可以处理一些包装变化，但通常不灵活，以适应不同大小的情况下或其他包装的机器人码垛机，使用铰接式机械臂。

没有哪一种码垛解决方案最适合所有操作。这取决于多种因素，如SKU组合和包装可变性，以及其他因素，如空间和输送机基础设施要求也是决策的一部分。但对于许多操作来说，码垛解决方案可以为一个对工人体力和管理人员都很困难的过程带来快速和可靠的输出。

简而言之，今天的自动化码垛解决方案提供了更大的灵活性和选择。增加灵活性的趋势包括机器人技术的进步，管理模式和托盘构建的软件，与其他系统协调码垛的软件，以及多种类型的解决方案可供选择。当然，这不仅仅是机械化本身的问题，评估因素还包括软件能力和上游基础设施的考虑。

半自动码垛机具有符合人体工程学的工作平台，允许员工以快速的速度将箱子滑到适当的位置。

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软件驱动

自动码垛机一直与传送带控制和仓库控制系统软件，但一般来说，码垛越来越多地与WCS和仓库执行系统(WES)软件层相结合，后者管理订单发布和通过数据中心的工作流程。

码垛解决方案的提供商通常要么具有WES/WCS功能，要么具有集成到WCS层的经验。在他们的码垛解决方案中，一些供应商提供了允许可视化配置码垛模式的工具。此外，随着机器人码垛，一些供应商正在将人工智能(AI)、机器学习和视觉技术应用于手臂的软件智能，使其更具适应性。

“现在的创新实际上是由视觉和人工智能驱动的，这使得混合SKU去垛成为可能，”迈克尔·卡斯特(Michael Castor)说霍尼韦尔Intelligrated。“我们正在考虑将同样的技术应用于未来的混合SKU托盘。”

实际上，码垛涉及到查看供应商在管理模式和构建的软件、支持机器人码垛的人工智能技术以及与上游和下游操作协调码垛的WES功能等领域的能力。

Castor说:“软件绝对可以被码垛机用来提高吞吐量和效率。”“例如，我们的动量WES软件可以缓冲纸箱，并将其释放到码垛机。”

霍尼韦尔智能提供机器人码垛，传统码垛以及所谓的混合方法。Castor补充说，诸如所需的速率以及处理不同包装尺寸和sku的灵活性等因素是关键的决定因素。

“主要的趋势是安全性和灵活性，”卡斯特说。“客户需要确保他们的员工在自动化设备周围保持安全，这就是为什么我们所有的码垛机和机器人解决方案的设计都符合CAT3安全标准。空间几乎总是一个问题。”

由于自动化码垛单元通常依赖于上游系统，如自动存储和检索系统(AS/RS)、梭子机和输送机进行存储和进料，因此有效的码垛解决方案还需要WCS/WES级别的功能强大的软件来协调进料和出料的码垛运输，Hogg说。

Hogg说:“WCS是系统之间的关键环节，为管理、诊断、监测和控制提供用户界面。”“它是物料处理系统中操作流程管理的焦点。”

机器人码垛要求软件在多个层面上对用户友好丹Barrera)卡特内部物流公司(Carter intralistics)提供机器人码垛服务。这些级别包括控制机械臂的软件，管理视觉技术的软件，配置托盘模式和构建的软件，以及WCS/WES级别的软件。

巴雷拉说，简而言之，用户友好型软件有助于使系统更能适应诸如增加sku之类的变化。“机器人码垛解决方案的软件必须是用户友好的，不仅要与第三方设备和系统接口，而且要能够动态适应行业变化，”他说。

机器人的灵活性

总体而言，传统的码垛机往往最适合低SKU和单线进料环境，巴斯蒂安的霍格说，而机器人单元的灵活性不仅体现在它们可以处理的东西上，而且还体现在空间考虑上。

大多数多sku、多线传统系统比机器人系统需要更多的传送带，因为传统系统通常只有一个构建位置，而机器人单元可以有多个构建位置。为了让多条线进入传统的码垛机，可能需要堆积输送机来缓冲需要在码垛机前释放和排序的数量，这增加了空间需求和成本。

Hogg说:“机器人多sku，多线码垛机可以与生产线紧密耦合，需要更少的输送机，减少占地面积，降低资本和运营成本。”

机器人单元具有吸引人的总拥有成本(TCO)，因为不需要缓冲，低能耗和高可靠性。例如，机械臂的平均故障间隔时间可以达到10万小时，领先的机器人制造商也提供连接传感器和预测性维护功能，Hogg指出。

Hogg说，机器人码垛机可以被认为是工业4.0趋势的一部分，工业4.0将传感器和智能机械结合在一起，为直流系统创建更具适应性的连接系统。例如，他说，该设备提供性能报告和洞察，并允许预测分析和维护，以确保高正常运行时间。霍格说:“有了智能设备和机器人技术的智能设施设置，你就可以真正全面地了解整个设施的运作情况。”

传统的码垛机也可以非常有效，就像机器人一样，消除了手动操作时难以为体力要求高的过程配备人员的痛点。霍格说:“就像今天任何类型的仓库自动化一样，它可以帮助操作人员减少对产品的接触，减少工作量。”“人员配备问题，再加上安全和人体工程学，是自动化码垛的主要驱动因素。”

半自动选项

虽然手动构建托盘是一项艰巨的工作，但无需采用全自动解决方案也可以使其变得更容易，因为存在半自动化选项。乔•哈里斯，高级系统工程师Conveyco他表示，该公司的半自动解决方案使用了一个由输送机输送的符合人体工程学的平台，这样，箱子就能以符合人体工程学的水平进入码垛站，然后滑动到建筑上。

输送机的码垛软件为操作员提供了托盘构建的视觉指令，而符合人体工程学的站和平台允许快速托盘构建，而无需手动托盘构建的提升。

半自动码垛站可以配备机器人，使其完全自动化，但在有操作员的半自动模式下，每个操作员通常每小时可以处理400到600个箱子，这比完全手动托盘构建过程要快得多。

哈里斯说:“采用半自动化的托盘制造方法，你可以将劳动力需求减少一半，它为工人提供了一个很好的、符合人体工程学的平台，他们基本上只需要在上面滑动箱子。”

此外，Harris解释说，半自动工作站还包括一个自动拉伸包装功能，通过轻轻降低每个负载来包裹它，从而在负载水平移动之前形成一个包裹的稳定托盘。哈里斯说:“这一功能将减少产品损坏和收缩的机会，因为你不会试图移动没有包装的托盘，而这通常是产品损坏的时候。”

输送机还提供全自动机器人托盘，以及设计模式和支持“通道就绪”托盘的软件。能够有效地建立通道就绪的托盘对于补充自己的商店或为零售合作伙伴增加价值的操作非常重要，从而使店内库存和补充更加有效。哈里斯说:“这正在成为一种流行的功能，可以帮助更有效地补充库存。”

哈里斯说，传统的自动化码垛机可能适合某些操作，但有了机器人码垛，在构建包括不同高度的产品或箱子的混合托盘时，就有了更大的灵活性。虽然传统的自动化码垛机可以容纳箱体之间的小高度差，但机器人码垛站可以将高度差异很大的货物排列到一个稳定的托盘中，然后将其包裹起来进行分发。相反，传统的托盘机往往最适合与一致的纸箱高度操作。

哈里斯解释说，全自动码垛解决方案对多班作业特别有吸引力，因为节省劳动力的速度更快。然而，对于完全自动化的解决方案，了解产品尺寸、重量以及物品的易碎程度等因素非常重要。这就是为什么一些操作在接收附近使用尺寸和称重设备的原因之一，因此码垛解决方案在任何时候都知道包装特性。

哈里斯说:“有些业务已经建立了更严格的入站产品数据采集，以便了解这些特征。”“如果供应商稍微改变了箱子的大小，你就能捕捉到它，这样码垛自动化就能获得这些信息。”

哈里斯指出，由于自动化码垛通常需要一些上游传送带将箱子输送到工作站，因此考虑所涉及的空间和成本问题非常重要。一些配送中心可能会发现，AS/RS或穿梭解决方案将是最节省空间和劳动力的喂垛解决方案的方法。

“今天的穿梭系统和AS/RS解决方案确实可以最大限度地节省劳动力，而且它们在自动码垛的货物排序方面也非常有效，”哈里斯说。

易于集成

自动化码垛解决方案的另一个趋势是易于与其他自动化设备集成，这是生产线末端解决方案的一部分。这不仅包括输送机，还包括存储和检索托盘和箱子的AS/RS或穿梭系统，以及紧随其后的系统，例如自动拉伸包装，以及可能移动包装和托盘货物的输送机或自动引导车辆或自动移动机器人。

在这种集成终端解决方案的环境中，供应商需要有经过测试的应用程序编程接口(api)，以确保不同的系统能够顺利地协同工作迈克·斯坦公司营销和产品管理副总裁Signode是一家提供终端包装解决方案的供应商。

Stein解释说，Signode可以将自动码垛机与自己的设备(如装箱机和拉伸包装机)集成，利用api和控制层来支持集成的线端解决方案。

“我们看到许多客户都在寻找交钥匙、集成解决方案，”Stein说。“对我们来说，在我们现有的产品组合中集成码垛解决方案相对容易，因为我们已经在做箱子包装，我们已经在做托盘包装和AS/RS解决方案。为了支持集成，我们的软件是其中的重要组成部分，我们还投入了大量工作来标准化我们的控制包和设备上的人机界面(hmi)，以便我们的服务人员或我们培训的客户人员更容易维护整个解决方案。”