artikel

Voorbeeld van item picking: een studiemodel

Warehousing

Een automatisch opslag- en orderverzamelsysteem dat binnen één minuut een complete order kan uitleveren. Dat is de bijzondere uitvinding van de vrienden Richard McIntosh en Martin van Esschoten. Zelfs als in het systeem één miljoen goederen liggen opgeslagen, kan elk willekeurig artikel binnen 60 seconden worden uitgeslagen.

Voorbeeld van item picking: een studiemodel
Een studiemodel voor item picking, dat (tot nu toe) geen werkelijkheid is geworden.

Artikel oorspronkelijk gepubliceerd in Transport+Opslag nr. 7, 2007 

 

Magazijninrichters steken veel tijd en geld in de ontwikkeling van steeds snellere automatische opslag- en orderverzamelsystemen. De meesten van hen blijven echter voortborduren op bestaande concepten zoals de mini-load.

 

Slechts af en toe treden er partijen voor het voetlicht met echt revolutionaire ideeën, zoals BlueStorage en Nedcon DLS. Het revolutionaire element van BlueStorage is de Logistacker, het stellingbedieningsapparaat (SBA) in de vorm van een portaalkraan met lift dat twaalf bakken tegelijk kan uitnemen en van gang kan wisselen. Nedcon DLS heeft een systeem ontwikkeld waarbij colli worden opgeslagen op conveyors in kanalen. Door deze opslagconveyors op het juiste moment te laten lopen, belanden de colli in de juiste volgorde op een afvoerconveyor, die haaks op de opslagkanalen staat. Albert Heijn heeft in Pijnacker met deze Order Release Module gewerkt. TRM is bij Jumbo bezig met een variant op dit systeem, waarbij de afvoerconveyor is vervangen door een shuttle.

Het systeem van de Engelsman Richard McIntosh en de Nederlander Martin van Esschoten past in dit rijtje met revolutionaire ideeën. Net als bij Nedcon DLS en TRM liggen de goederen opgeslagen op conveyors. Alleen staat de afvoerconveyor niet haaks op, maar parallel aan deze opslagconveyors.

Binnen 40 seconden
Het systeem van McIntosh en Van Eschoten bestaat uit een enorm bouwwerk van conveyors. Het systeem is modulair opgebouwd, waarbij één module bestaat uit drie naast elkaar gelegen conveyors. Deze modules kunnen naast en boven elkaar worden geplaatst.

De buitenste conveyors zijn bedoeld voor de opslag van artikelen, die zich allemaal in trays bevinden. De middelste conveyor is bestemd voor de afvoer van de artikelen naar een orderpickstation. Aan de buitenkant van de buitenste conveyors bevinden zich armen waaraan special ontworpen pushers zijn gemonteerd. Op het moment dat een artikel nodig is, duwt de pusher de tray met het bewuste artikel op de afvoerconveyor. Veertig seconden later is deze tray gearriveerd bij het orderpickstation.

 

Direct bereikbaar
Het voordeel van dit systeem is dat elk artikel direct bereikbaar is, aangezien de afvoerconveyor parallel loopt aan de opslagconveyors. In de systemen van Nedcon DLS en TRM staat de afvoerconveyor of afvoershuttle haaks op de opslagconveyor, zodat alleen het voorste artikel op de opslagconveyor direct bereikbaar is. Het systeem van McIntosh en Van Esschoten is daardoor uitermate geschikt voor magazijnen met een erg groot assortiment.

 

Simulatiestudies op de University of Bath, de werkgever van McIntosh, hebben uitgewezen dat zelfs bij de opslag van 1 miljoen verschillende artikelen elk artikel binnen 1 minuut kan worden uitgeslagen. "Ons streven is om het eerste artikel binnen 40 seconden bij het orderpickstation aan te voeren. Elk volgend artikel wordt vervolgens aangevoerd met een snelheid die groter is dan het tempo waarmee de orderpicker de artikelen kan oppakken", legt McIntosh uit.

Spiraalconveyors
De hoge snelheid wordt mede mogelijk gemaakt door een uitgekiend stelsel van conveyors dat zorgt voor de afvoer van artikelen naar de pickstations. Dit stelsel bestaat in feite uit een opeenstapeling van sorters, één voor elk niveau. Eén zo’n sorter wordt gevoed door de afvoerconveyors, die zich op hetzelfde niveau bevinden.

 

Deze sorter bevat een aantal doorsteken, die het mogelijk maken om de volgorde van de artikelen te wijzigen. Als bijvoorbeeld een artikel eerder op de sorter belandt dan een ander artikel, dat voor het gemak van de orderpicker beter eerder kan worden aangeleverd, kan dat artikel toch als eerste naar het orderpickstation worden gestuurd door het eerste artikel een omweg te laten maken. Ook worden de lussen gebruikt om de kortste weg naar het orderpickstation te nemen.

Spiraalconveyors met ingangen op elk niveau zorgen uiteindelijk voor de afvoer van de artikelen naar het pickstation. Door bijvoorbeeld vier spiraalconveyors te gebruiken voor één pickstation, kunnen in de meeste gevallen honderd artikelen per minuut worden aangevoerd. Het totale conveyorstelsel maakt het mogelijk dat artikelen verschillende routes afleggen en dat de afstand tot het pickstation zo kort mogelijk is. Door gebruik van algoritmes is het mogelijk de prestaties nog verder te optimaliseren.

Duwen
Een andere factor, die van grote invloed is op de snelheid, zijn de armen met pushers die de artikelen van de opslagconveyor op de afvoerconveyor duwen. Deze armen kunnen zich vrij bewegen langs de opslagconveyors en meerdere niveaus bedienen. Afhankelijk van de benodigde snelheid kunnen meer armen met pushers naast elkaar worden gebruikt. Ook is het mogelijk de pushers zo in te richten dat ze meerdere artikelen tegelijk op de afvoerconveyor kunnen duwen.

Een vraag die nog onbeantwoord is, betreft de aanvulling van de voorraad op de opslagconveyors. Het antwoord is simpel: als een artikel op de afvoerconveyor is geduwd, ontstaat een lege plek op de opslagconveyor. Omdat de opslagconveyor uit een accumulerende rollenbaan bestaat, kan dit gat worden opgevuld door de overige artikelen een eindje op te schuiven.

 

Aanvoerconveyor
De lege posities achteraan worden opgevuld met behulp van een aanvoerconveyor die achterlangs de opslagconveyors loopt. Middels een speciaal ontworpen draaikopmechanisme worden de artikelen vanaf de aanvoerconveyor nauwkeurig op de opslagconveyor geplaatst.

McIntosh en Van Esschoten gaan er vooralsnog van uit dat de artikelen willekeurig worden opgeslagen. Het is echter mogelijk de prestaties van het systeem nog verder te verbeteren door de snellopers dichter bij de pickstations te leggen. Het systeem biedt de mogelijkheid om bijvoorbeeld ‘s nachts automatisch de voorraad te herschikken.

Patentaanvraag
Het systeem bestaat alleen nog op de tekentafel. Zoals gezegd wijzen simulatiestudies op de Britse University of Bath er op dat de beloofde snelheden daadwerkelijk kunnen worden gehaald. McIntosh en Van Esschoten zijn daarbij uitgegaan van een systeem met 35 niveaus en opslagconveyors van 12,5 meter lengte. Omdat het systeem modulair is opgebouwd, is in principe echter elke lay-out mogelijk.

 

Bij de daadwerkelijke bouw van het systeem wachten McIntosh en Van Esschoten nog enkele flinke uitdagingen. De eerste uitdaging betreft de inslag van artikelen. De twee mannen zijn er bij het ontwerp van uitgegaan dat alle artikelen eerst in trays moeten worden geplaatst. Dat betekent een behoorlijke hoeveelheid handling, die uiteindelijk moet worden terugverdiend met de volledig geautomatiseerde uitslag.

 

Besturing
De tweede uitdaging is de besturing van het systeem. Om alle conveyors en sensors zodanig aan te sturen dat de juiste artikelen inderdaad in de juiste volgorde bij het juiste pickstation belanden, is met dit aantal conveyors een flinke klus. Misschien nog wel de grootste uitdaging is het in de hand houden van de kosten. Met alle benodigde pushers, pickstations en conveyors met elk hun eigen aandrijving kan het systeem flink in de papieren lopen. Een voordeel is dat het grootste deel bestaat uit bestaande tech-nieken. Het concept is in principe dus af, maar moet nog verder worden verfijnd.

McIntosh is op dit moment op de University of Bath bezig met een nader academisch onderzoek naar de mogelijkheden van het systeem, wat moet uitmonden in een academisch artikel. Daarnaast hebben beide heren patent aangevraagd. "De patentaanvraag omvat verschil-lende aspecten van het complete geïntegreerde systeem", vertelt McIntosh. Ondertussen onderzoekt Van Esschoten, die een verleden heeft in automatische identificatie, de commerciële mogelijkheden. "We zijn al voorzichtig in gesprek met een aantal partijen", aldus Van Esschoten.

 

Supersnelle supermarkt
De heren McIntosh en Van Esschoten voorzien goede mogelijkheden met hun systeem in de supermarktwereld. Dankzij hun automatisch opslag-, sorteer- en picksysteem kunnen supermarkten volledig geautomatiseerd worden.

 

Van Esschoten: "Je kunt het vergelijken met de Kijkshop, waarbij klanten alleen voorbeeldartikelen zien. Klanten kunnen hun bestellingen ingeven in een terminal en direct met hun pinpas of creditcard betalen. Zodra de klant start met betalen, begint het systeem met de uitslag van de boodschappen. Tegen de tijd dat de betaling is afgerond, de kassabon en de toegangscode voor het afhaalpunt is gepakt, zijn de eerste boodschappen op het afhaalpunt gearriveerd. Op deze manier creëren we een totaal nieuwe shopping experience."

Afhaalpunt
Van Esschoten en McIntosh houden er rekening mee dat de klanten sommige artikelen zoals groenten en fruit zelf willen uitzoeken. "Dat kan. Die kunnen ze in een aparte tray leggen en op een conveyor plaatsen. Dan worden deze artikelen automatisch samengevoegd met de rest van de boodschappen."

Alle boodschappen komen ten slotte automatisch bijeen op het volledig geautomatiseerde afhaalpunt. Vervolgens kan de klant de boodschappen uit de trays halen en in zijn boodschappentas stoppen. Als hij alle boodschappen heeft gepakt, wordt automatisch de kassabon geprint. De lege trays worden zijwaarts afgevoerd naar de inslagstations.

Nadeel van deze toepassing is dat eerst alle individuele artikelen in een aparte trays moeten worden gelegd. Dat betekent dat voor elke tube tandpasta een aparte tray nodig is. "In totaal denken we twintig verschillende formaten trays nodig te hebben om te voorkomen dat artikelen gaan schuiven en om optimaal gebruik te maken van de ruimte in het systeem", aldus Van Esschoten. Een voordeel is dat het laden van het systeem ‘s nachts door derden kan gebeuren zonder dat daarvoor schappenvullers nodig zijn.

Pakketten sorteren
Een andere toepassing betreft pakketdiensten. Het systeem is volgens McIntosh en Van Esschoten geschikt om in de centrale sorteercentra van pakketdiensten de binnenkomende pakketten te sorteren op postcode of regionaal depot. Dit systeem heeft het voordeel dat de pakketten in elke willekeurige volgorde kunnen worden uitgesorteerd. Dat kan het uitsorteren in regionale depots een stuk eenvoudiger maken.

Maar ook in magazijnen met een groot assortiment en een groot aantal kleine orders kan dit systeem worden toegepast, zoals bij leveranciers van kantoorartikelen en webwinkels zoals Amazon.com. In vergelijking met supermarkten heeft deze toepassing als voordeel dat er meerdere items in één tray kunnen worden opgeslagen.

Reageer op dit artikel