Wyzwania rozwiązywane przez systemy robotyczne do paletyzacji

Rzeczywisty koszt ręcznej paletyzacji

Ręczna linia paletyzacji obsługiwana przez dwóch pracowników w każdej zmianie, przy trzech zmianach na dobę, generuje koszty rozłożone na wynagrodzenia, nadgodziny, roszczenia związane z urazami oraz straty jakościowe — nie stanowią one jednej pozycji w sprawozdaniu z przychodów i kosztów. Gdy pracownik podnosi skrzynie o wadze 50 funtów (około 22,7 kg) 400 razy w trakcie jednej zmiany, skumulowane obciążenie kręgosłupa przekracza bezpieczne granice ergonomiczne już po dwóch godzinach. Rzeczywisty koszt nie wynika z godzinowej stawki wynagrodzenia, lecz z częstości występowania urazów układu mięśniowo-szkieletowego, z 15-procentowej niedoskonałości układania skrzyń na paletach, powodującej przewracanie się palet w trakcie transportu, oraz z ograniczonego maksymalnego tempa przepływu, którego nie da się zwiększyć bez wprowadzenia dodatkowych zmian, których rynek pracy nie jest w stanie zapewnić.

Brak pracowników, wysoka częstość urazów oraz niestabilność procesu

W magazynach i zakładach produkcyjnych rotacja pracowników obsługujących ręczne linie paletyzacji wynosi od 30% do 50% rocznie. Jedno roszczenie związane z urazem pleców może wiązać się z bezpośrednimi kosztami w wysokości od 40 000 do 80 000 USD — a utrata wydajności spowodowana koniecznością przyznania pracownikowi modyfikowanego zakresu obowiązków trwa znacznie dłużej. Niestabilność układania skrzyń — np. ich nieprawidłowe ustawienie względem siebie, wystające krawędzie lub niestabilne wzory blokowania — powoduje zawalenie ładunku podczas transportu. A roboticzny system paletyzujący rozwiązuje wszystkie trzy problemy: nie ulega urazom, nie rezygnuje z pracy i układa każdą paletę zgodnie z zaprogramowanym wzorem z powtarzalnością na poziomie submilimetrowym.

Przypadek z praktyki — Producent żywności zautomatyzował końcową fazę linii produkcyjnej

Fiński producent produktów zbożowych obsługiwał ręczną linię paletyzacji, w której pakowano worki o wadze od 1 do 25 kg w ramach wielu SKU oraz przy częstych zmianach asortymentu. Dwa osoby obsługujące linię na każdej zmianie podnosiły ciężkie worki w sposób ciągły. Wskaźnik urazów był wyższy niż średnia krajowa, a zatrudnienie personelu w okresie wakacji letnich było niestabilne. Zastosowano roboticzny system paletyzujący współpracującego robota z niestandardowym uchwytem na końcowej fazie linii produkcyjnej, który obsługiwał wszystkie trzy rozmiary worków bez konieczności wymiany narzędzi. System całkowicie wyeliminował najbardziej uciążliwe zadania. Wydajność wzrosła o 25%, a retencja pracowników poprawiła się dzięki przejściu operatorów na stanowiska wymagające wyższych umiejętności. Okres zwrotu inwestycji wyniósł mniej niż 18 miesięcy wyłącznie dzięki oszczędnościom z tytułu kosztów pracy i obniżeniu kosztów związanych z urazami.

W jaki sposób system robota paletyzującego rozwiązuje kluczowe wyzwania

Wydajność, ergonomia, dokładność i przestrzeń

A roboticzny system paletyzujący obsługuje 8–15 palet na minutę w sposób stały przez trzy zmiany, podczas gdy wydajność ręczna spada o 15–20% w ciągu ośmiogodzinnego okresu pracy z powodu zmęczenia. Ryzyko ergonomiczne jest całkowicie eliminowane — nie ma konieczności podnoszenia, skręcania ani pochylania się przez człowieka. Dokładność układania palet poprawia się z ręcznej zmienności wynoszącej 5–15 mm do powtarzalności robota na poziomie poniżej jednego milimetra, co zmniejsza uszkodzenia towarów podczas transportu. Zmiana SKU, która w przypadku linii ręcznej trwa 20 minut, w przypadku robota zajmuje zaledwie kilka sekund dzięki odczytaniu odpowiedniego ustawienia w oprogramowaniu. Wykorzystanie powierzchni podłogi poprawia się, ponieważ roboty mogą sięgać pozycji nad sobą i obok siebie, tworząc wyższe i bardziej zwarte stosy w tym samym obszarze.

Rodzaje konfiguracji robotycznych do paletyzacji

Systemy jednopozycyjne, wielopozycyjne i pełnopoziomowe

Jednopozycyjny roboticzny system paletyzujący — jeden paletyzator na cykl — nadaje się do linii o niższej wydajności, przetwarzających od 4 do 8 skrzynek na minutę. Systemy wielokrotnego pobierania — jednoczesne pobieranie rzędu skrzynek — służą do linii średniej wydajności, przetwarzających od 10 do 20 skrzynek na minutę. Paletyzatory warstwowe — układające całą warstwę na stole formującym i umieszczające ją w jednym ruchu — obsługują linie wysokiej wydajności, przetwarzające powyżej 30 skrzynek na minutę. Wybór konfiguracji zależy od wydajności, różnorodności produktów oraz dostępnych środków finansowych. Komórka jednokrotnego pobierania z robotem 6-osowym jest najbardziej elastycznym i najtańszym rozwiązaniem wejściowym; system warstwowy zapewnia maksymalną prędkość, ale wymaga stałych wymiarów skrzynek.

Ocena systemu robota paletyzującego

Pięć pytań przed inwestycją

Po pierwsze, jaka jest szczytowa wydajność i ile SKU jest przetwarzanych w jednej zmianie? A roboticzny system paletyzujący musi obsługiwać SKU o najwyższym popycie przy maksymalnym tempie pracy z zapasem mocy na sezonowe wzrosty objętości. Po drugie: jakie są wymiary, wagi i cechy powierzchniowe opakowań? Urządzenie końcowe ramienia robota — podciśnieniowe, chwytak lub widełki — musi niezawodnie chwytać każde opakowanie. Po trzecie: jaka jest dostępna powierzchnia podłogi i wysokość sufitu? Roboty współpracujące wymagają mniejszej liczby barier ochronnych; roboty przemysłowe wymagają ogrodzenia bezpieczeństwa. Po czwarte: jaki jest obecny wskaźnik urazów oraz związane z nim koszty? Ta jedna liczba często sama w sobie uzasadnia inwestycję. Po piąte: jaki jest harmonogram integracji oraz plan ponownego przydziału operatorów? Najlepsze wdrożenia przypisują pracowników do zadań o wyższej wartości dodanej, co poprawia retencję.

Często zadawane pytania

Czym jest system robotyczny do paletyzacji?

A roboticzny system paletyzujący wykorzystuje ramię robota wyposażone w specjalistyczne urządzenie końcowe do pobierania produktów z taśmy transportowej i układania ich na paletach według zaprogramowanych wzorów, automatyzując powtarzalne i fizycznie uciążliwe zadanie tworzenia palet na końcu linii produkcyjnej.

Ile kosztuje system robotyczny do paletyzacji?

Wejściowy roboticzny system paletyzujący komórki zaczynają się od około 60 000 do 100 000 USD za konfiguracje robotów współpracujących z pojedynczym poborem. Kompletne systemy wysokiej prędkości obejmujące całą warstwę kosztują od 200 000 do 500 000 USD. Okres zwrotu inwestycji zwykle wynosi od 12 do 24 miesięcy dzięki oszczędnościom na wynagrodzeniach, zapobieganiu urazom oraz ograniczeniu szkód.

Jakie produkty może paletować robot paletyzujący?

A roboticzny system paletyzujący obsługuje skrzynki, worki, wiadra, tacki i wiązki o masie od 1 kg do ponad 100 kg, w zależności od udźwigu robota i konstrukcji chwytaka. Niestandardowe narzędzia końcowe ramy robota umożliwiają obsługę przedmiotów nieregularnych kształtów, skrzynek z otwartym wierzchem oraz nakładania arkuszy rozdzielających.

W jaki sposób paletowanie robotyczne poprawia bezpieczeństwo w miejscu pracy?

A roboticzny system paletyzujący eliminuje powtarzające się podnoszenie, skręcanie i pochylanie się, które powodują urazy układu mięśniowo-szkieletowego. Usunięcie pracowników z fizycznie uciążliwych zadań zmniejsza liczbę urazów, roszczeń o odszkodowanie oraz ukryte koszty obrotu kadry.

Czy jeden system może obsługiwać wiele SKU?

Tak. Skrzynka magazynowa roboticzny system paletyzujący przechowuje wiele wzorów paletowania w swoim sterowniku. Zmiana SKU odbywa się za pomocą odczytu oprogramowania — bez konieczności ręcznego przeszkolenia — w ciągu kilku sekund. Systemy wizyjne mogą automatycznie rozpoznawać produkty i wybierać odpowiedni wzór bez udziału operatora.

Jaki jest typowy okres zwrotu inwestycji (ROI)?

Najczęstszych roboticzny system paletyzujący instalacje zapewniają zwrot nakładów w ciągu 12–24 miesięcy. Zwrot inwestycji wynika z bezpośredniej redukcji kosztów pracy, wyeliminowania roszczeń związanych z urazami przy paletowaniu oraz zmniejszenia uszkodzeń produktów dzięki zawsze dokładnemu układaniu na paletach.