パッケージング効率を向上するには、人間工学、組み立ての容易さ、コスト効率に注意を払う必要がありました。

企業が効率を最大化し、注文精度を高め、顧客の需要を満たすための新しい方法を模索する中、自動化によって従来の配送センターの運用方法が変わりつつあります。自動化テクノロジーというと、ほとんどの人はロボット、無人搬送車、ピックアンドプレイス システムを思い浮かべる傾向があります。しかし、同様に重要なのは、ハイテク システムと接続するために設計する必要がある、より小型で単純な構造です。そして、彼らのデザインは独自の課題を提示します。

この点を実証するために、システム インテグレーターの FUYU, Inc. は最近、既存の倉庫梱包ステージング モジュールの効率を向上させる、シンプルでありながら大規模なソリューションを考案しました。難しい設計上の制約により制限はありましたが、同社は既存のモジュールの下に取り付け、合板、アルミニウム押出材、リニアベアリングの配置を統合する支持構造を作成しました。これには、人間工学、組み立ての容易さ、コスト効率への配慮が必要でした。

エンジニアリング上の課題

この最近のアプリケーションでは、自動パッケージ配布センターがパッケージング モジュールの改善を検討していました。各モジュールは、システムの上部からステーションのオペレーターまで荷物を供給する 4 つのシュートで構成されています。オペレーターは注文を通知され、そこから注文を取り出して梱包し、シュートの下のコンベア ベルトに置くことができます。お客様は、オペレーターが完成した注文を箱詰めするために使用できる、サポート プラットフォームをこの既存の構造の設計に組み込むことを希望していました。

当初は、シザーリフト、ドロップシェルフ、電動車輪付きカートなど、いくつかのソリューションが提案されました。ただし、これらのシステムはすべて、既存のモジュールと機械的に接続する必要がなく、モジュールとは別に動作します。これらのアイデアは、コストが高すぎるか、人間工学に基づいた問題があり、作業者が体をひねる必要があり、怪我の危険があるなどの理由で、最終的には廃止されました。

FUYU はモジュールに接続し、既存のボルト穴も使用するシンプルな設計でこれらの問題を解決しました。作業面として、エンジニアは強力なプライでテーブルを作成し、その上に ABS プラスチックをかぶせました。これらの ABS 「トップ」はウォーター ジェット カットされ、プライからテーブルを配線するためのテンプレートとして機能しました。次に、テーブルをリニア スライダーに取り付け、標準のアルミニウム押し出し材に簡単に取り付けました。

そこから、作業者はテーブルをシュートの長さに沿って必要な場所 (たとえば、テーピング ステーション) までスライドさせることができます。4 つのモジュールごとに 1 つのテーブルがありますが、テーブルは最大 12 個のモジュール間を自由に移動できるため、設計の柔軟性が最大化され、設置する必要があるテーブルの数が最小限に抑えられます。

構造工学が必要

FUYU のソリューションの成功は、設計プロセスにおけるエンジニアの柔軟性のおかげでもあります。たとえば、1 x 1 インチの横バーを使用すると、テーブルトップ上の荷物の重量によって生じるモーメント荷重に対応できないことが明らかになりました。テーブルの端に 100 ポンドのパッケージを置くと、支持構造に 600 ポンドの荷重がかかり、ベアリングが後部トラックから引き抜かれます。システムがこれらの負荷に耐えられることを確認するために、エンジニアはまず有限要素解析 (FEA) テストを実行し、1 x 1 インチおよび 1 x 2 インチの横バーを使用して負荷時のシステム応力を分析および比較しました。1 x 1 インチのバーはたわみましたが、エンジニアは 1 x 2 インチのバーが重い荷物の高荷重に対応できることを発見しました。したがって、彼らはこの新しいコンポーネントを設計に統合しました。

組み立て用に設計

FUYU のソリューションは、既存のパッケージ構造によって決定されていたいくつかの設計上の制約を克服しました。まず、エンジニアは追加の穴あけや T ナットを使用せずにテーブルを構造に取り付ける方法を見つけ出す必要がありました。アルミニウムのスライダー自体よりも高価であることに加えて、物流上、T ナットを組み込むことは設計上の悪夢だったでしょう。代わりに、エンジニアは、事前に穴を開けてタップを切ったバーを設計しました。このバーは、一度押し出し成形品に挿入すると、トラックの 4,000 個の既存のボルト穴に簡単に位置合わせできます。

また、ステージング モジュールの下にあるコンベア ベルトが取り付けられた後にそれを妨げないように、設計が一定の高さを維持することも重要でした。FUYU のソリューションにより、モジュールとその下のコンベアの間の垂直方向のスペースがわずか 4 インチ増加しました。

コスト削減

さらに、最初に提案された電動の車輪付きカートとは異なり、FUYU の最終設計には複雑な可動部品が含まれていませんでした。これは、既存の構造の構造部材、ボルト穴、ブラケットを使用して既存のステージング モジュールに取り付けることができる、シンプルでスペース効率の高い構造を統合し、シームレスな統合を実現し、全体の実装コストを 40% 削減しました。