تطلب تحسين كفاءة التعبئة والتغليف الاهتمام ببيئة العمل، وسهولة التجميع، وكفاءة التكلفة.

تُغيّر الأتمتة طريقة عمل مراكز التوزيع التقليدية، حيث تبحث الشركات عن طرق جديدة لزيادة كفاءتها، وتحسين دقة الطلبات، وتلبية احتياجات العملاء. عندما نتحدث عن التكنولوجيا الآلية، يتبادر إلى ذهن معظم الناس الروبوتات، ومركبات التوجيه الآلية، وأنظمة الانتقاء والوضع. ولكن لا تقل أهميةً عنها الهياكل الأصغر والأبسط التي يجب تصميمها للتوافق مع الأنظمة عالية التقنية، والتي تُشكّل بدورها تحديات خاصة.

لتوضيح هذه النقطة، ابتكرت شركة FUYU، المتخصصة في تكامل الأنظمة، مؤخرًا حلًا بسيطًا وواسع النطاق لتحسين كفاءة وحدة تخزين وتغليف موجودة في أحد المستودعات. ورغم القيود التصميمية الصعبة، تمكنت الشركة من ابتكار هيكل داعم يُركّب أسفل الوحدة الحالية، ويتضمن مجموعة من الخشب الرقائقي ومقاطع الألمنيوم المبثوقة والمحامل الخطية، وهو إنجاز تطلب مراعاة بيئة العمل وسهولة التركيب وكفاءة التكلفة.

التحديات الهندسية

في هذا التطبيق الحديث، سعى مركز توزيع آلي للطرود إلى تحسين وحدات التعبئة والتغليف لديه. تتكون كل وحدة من أربعة قنوات تنقل الطرود من أعلى النظام إلى مشغل المحطة. يتلقى المشغل إشعارًا بالطلب، ومن ثم يقوم بسحبه وتعبئته ووضعه على سير ناقل أسفل القنوات. أراد العميل دمج منصات دعم في تصميم هذا الهيكل القائم، ليستخدمها المشغلون في تعبئة الطلبات الجاهزة.

طُرحت في البداية بعض الحلول، منها رافعة مقصية، ورف قابل للطي، وعربة آلية ذات عجلات. إلا أن جميع هذه الأنظمة كانت ستعمل بمعزل عن الوحدة القائمة دون الحاجة إلى ربطها بها ميكانيكيًا. وقد تم التخلي عن هذه الأفكار في نهاية المطاف نظرًا لتكلفتها الباهظة أو لما تنطوي عليه من مشاكل تتعلق ببيئة العمل، إذ كانت تتطلب من العمال، على سبيل المثال، الالتواء، مما يعرضهم لخطر الإصابة.

تمكنت شركة FUYU من حل هذه المشكلات بتصميم بسيط يتصل بالوحدة ويستفيد حتى من فتحات التثبيت الموجودة فيها. ولأسطح العمل، صمم المهندسون طاولات من خشب رقائقي متين، غطوها بطبقة من بلاستيك ABS. تم قطع هذه الأسطح المصنوعة من بلاستيك ABS بتقنية القطع بنفث الماء، واستُخدمت كقالب لتوجيه الطاولات من الخشب الرقائقي. ثم تم تركيب الطاولات على منزلق خطي، تم تثبيته ببساطة في مقطع ألومنيوم قياسي.

ومن هناك، يستطيع العمال تحريك طاولة على طول الممرات إلى المكان المطلوب، كمحطة تغليف مثلاً. وبينما توجد طاولة واحدة لكل أربع وحدات، يمكن للطاولات أن تتحرك بحرية عبر ما يصل إلى 12 وحدة، مما يزيد من مرونة التصميم ويقلل من عدد الطاولات التي يجب تركيبها.

مطلوب مهندس إنشائي

يعود نجاح حل شركة FUYU، جزئيًا، إلى مرونة المهندسين خلال عملية التصميم. فعلى سبيل المثال، اتضح أن استخدام قضيب جانبي بقياس 1 × 1 بوصة لن يكون قادرًا على تحمل أحمال العزم الناتجة عن وزن الطرود على أسطح الطاولات. فوضع طرد يزن 100 رطل في نهاية الطاولة سيُحدث حملاً مقداره 600 رطل على الهيكل الداعم، مما يؤدي إلى سحب المحمل من المسار الخلفي. ولضمان قدرة النظام على تحمل هذه الأحمال، أجرى المهندسون أولًا اختبار تحليل العناصر المحدودة (FEA) لتحليل ومقارنة إجهاد النظام تحت الأحمال باستخدام قضيبين جانبيين بقياس 1 × 1 بوصة و1 × 2 بوصة. وبينما انحرف القضيب ذو القياس 1 × 1 بوصة، اكتشف المهندسون أن القضيب ذو القياس 1 × 2 بوصة قادر على تحمل الأحمال العالية للطرود الثقيلة. ولذلك، قاموا بدمج هذا المكون الجديد في تصميمهم.

مصمم للتجميع

تغلّب حلّ شركة FUYU على العديد من القيود التصميمية، والتي فرضتها جميعها بنية التغليف الحالية. فعلى سبيل المثال، كان على المهندسين إيجاد طريقة لتثبيت الطاولات على الهيكل دون الحاجة إلى أي حفر إضافي أو استخدام صواميل T. فإلى جانب كونها أغلى ثمناً من منزلقات الألومنيوم نفسها، كان دمج صواميل T سيُمثّل كابوساً تصميمياً من الناحية اللوجستية. وبدلاً من ذلك، صمّم المهندسون قضباناً مثقوبة ومُلولبة مسبقاً، والتي بمجرد إدخالها في القوالب، تتوافق بسهولة مع 4000 فتحة تثبيت موجودة مسبقاً في المسار.

كان من المهم أيضاً أن يحافظ التصميم على ارتفاع معين حتى لا يعيق سير النقل أسفل وحدة التجهيز بعد تركيبها. لم يُضف حل شركة فويو سوى أربع بوصات إلى المسافة الرأسية بين الوحدة وسير النقل أسفلها.

توفير التكاليف

بالإضافة إلى ذلك، وعلى عكس العربة الآلية ذات العجلات التي اقترحت في الأصل، لم يتضمن التصميم النهائي لشركة FUYU أي أجزاء متحركة معقدة. فقد دمج هيكلاً بسيطاً موفراً للمساحة يمكن تثبيته على وحدة المنصة الحالية باستخدام العناصر الهيكلية وفتحات البراغي والأقواس من الهيكل الحالي لتحقيق تكامل سلس، مما يقلل تكاليف التنفيذ الإجمالية بنسبة 40%.