Способ организации хранения различающихся между собой товарных единиц

1 Область техники Изобретение относится к способу организации товаропотока для глубоко штабелированного фонда хранения с горизонтальным расположением слоев, состоящего из разнородных товарных единиц и снабженного оборудованием для перемещения и непрерывной регистрации стандартизированных контейнеров, используемых в осуществлении изобретения. Торговой организации, покупающей множество товарных единиц разнородной формы,размера и веса для складирования и продажи с данного склада покупателям разного количества этих единиц, в том числе различных типов, для оптимизации товаропотока требуется методическая организация местоположения товарных единиц на складе. Это необходимо для поддержания складских запасов в состоянии, адаптированном к продажам таким образом, чтобы набор конкретных товарных единиц фонда хранения соответствовал потребностям ожидаемых продаж. Кроме того, желательно, чтобы размещение товаров обеспечивало легкий физический доступ для облегчения отбора и чтобы могло проводиться переформирование складских запасов. Для сокращения внутреннего передвижения некоторые склады собирают большинство продаваемых товаров в группы около столов для упаковки и т.п. Как результат устойчивого роста использования технологии обработки данных, обеспечивается мониторинг каждого конкретного объекта, вследствие чего его местоположение будет определяться и изменяться с каждой новой закупленной партией товаров. Более того, каждая конкретная товарная единица может быть маркирована штрихкодами, механически считываемыми при отборе и проверке как в процессе отгрузки и инвентаризации, так и в процессе проверки квитанции покупателя. Отбор обычно проводит персонал, передвигающийся через сеть склада по проходам,например, на грузовых тележках или на других транспортных средствах для отбора. Затем, на основании отборочных реестров, составленных на основе заявок покупателей и отредактированных в соответствии с местонахождением отличающихся между собой товарных единиц на складе, производят группирование товарных единиц, образующих партию по конкретной заявке, для упаковки и отгрузки. Уровень техники Известны различные формы автоматизации таких складов, особенно в плане поиска и отбора товарных единиц. В патенте СШАUS 5147176 представлена такая автоматическая система складирования, в которой товарные единицы располагают случайным образом, а компьютерная программа непрерывно отслежи 001302 2 вает их местонахождение. Кроме того, указанная система включает в себя полки для складирования, на которых в коробках размещены складированные товарные единицы. Между указанными полками расположены проходы доступа, и краны или другие подъемные устройства перемещают складированные коробки к транспортным средствам, транспортирующим их к площадке для упаковки или т.п. Другой пример описывается в документеЕР 767113, представляющем роботизированную систему для размещения товарных единиц и перемещения их на склад и со склада. Товарные единицы штабелируют вертикально, а робот имеет захватное устройство, которое может вертикально поднимать их для извлечения из штабеля. В патенте СШАUS 5340262 описывается система складирования на основании базы данных, использующая маркировку штрихкодами для входящих товаров, размещаемых без учета физического размещения товаров на полках для складирования стандартных поддонов без какой-либо связи между типами товаров и их физическим положением. В документеЕР 0217757 описывается автоматическое устройство для перемещения товаров от места складирования до места обработки. В патентном документе Норвегии 163276 описывается сортирующее и размещающее складское оборудование для сортировки и обработки товаров, которые непрерывно поступают из производственного процесса выпечки и должны быть упакованы в коробки в соответствии с заявками конкретных покупателей, при этом стандартные коробки последовательно перемещают от каждой площадки для упаковки через площадки комплектования заказа конкретного покупателя к площадкам для доставки. Сущность изобретения Производственные и торговые компании часто предъявляют серьезные требования к пространству складирования, при этом важно иметь возможность найти наиболее эффективный вариант использования пространства, имеющегося в наличии. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение использования пространства, далеко превосходящее возможности существующих до сих пор решений проблемы с точки зрения использования площади пола и вертикального штабелирования. Кроме того, задачей, решаемой изобретением, является обеспечение возможности высокоэффективного легкого доступа к складированным товарам и их переформирования. Требования к организации складирования и к доступности тесно связаны между собой. Прямой физический доступ к конкретной и раньше других поступившей товарной единице фонда хранения необходим и критичен для эффективной обработки и переформирования то 3 варных единиц внутри фонда, и это обстоятельство, как правило, должно учитываться при введении в фонд новых товарных единиц и, например, при отборе по заявкам на отправку. Обычно разнородные товарные единицы не могут подвергаться глубокому штабелированию, т.е. штабелироваться друг на друге или близко друг от друга на одной и той же полке или на одном и том же поддоне. Поэтому на конкретной полке должно быть предусмотрено достаточно пространства для такого количества товарных единиц, которое будет присутствовать на полке при ее полном заполнении. Так, если максимальный запас требует пространства для поддона, например, с 48 единицами данного наименования, что может соответствовать, например, месячному объему продаж, и заявочные сметы основываются на допущении, что новые товары поступят, например, за десять дней до того, как возникнет ситуация полной распродажи, и с учетом того, что закупаемая единица составляет полный поддон, на складе должно быть предусмотрено место для двух поддонов. Другие факторы, определяющие требования к созданию необходимого пространства,связаны с необходимостью физического доступа персонала к конкретному и поступившему первым элементу. Для самоходных тележек, тележек для пакетов и т.п. должны быть проложены сквозные проходы доступа, причем часто приходится вводить двухстороннее движение, увеличивающее ширину таких проходов более чем в два раза. Согласно расчетам фактического использования объема современных оптовых складов,где требуется обеспечение доступа персонала к складированным товарным единицам, соответствующий коэффициент использования составляет только 15-20%. При создании традиционного склада такого типа только производители сырьевых товаров и некоторые производственные склады с ограниченной номенклатурой товаров и с относительно редкими, но крупными поставками небольшому числу покупателей могут позволить себе использовать глубокое штабелирование,т.е. штабелирование однородных изделий в общем штабеле друг на друге или близко друг от друга. Склад такого типа имеет более высокий коэффициент использования, но не обеспечивает доступа к конкретному объекту. Таким образом, задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в одновременном обеспечении требований глубокого штабелирования и быстрого доступа к конкретным разнородным товарным единицам, хранящимся на складе. Необходимые требования к организации складирования, т.е. решение указанной выше и других связанных с ней задач, обеспечиваются созданием нового способа организации товаропотока и размещения товаров на складе для 4 фонда хранения разнородных товарных единиц. Новый способ характеризуется прежде всего тем, что товарные единицы хранят в большом количестве стандартизированных контейнеров,имеющих форму параллелепипеда, которые адаптируют к физическим размерам складированных товарных единиц, так, что указанные контейнеры образуют глубоко штабелированный фонд хранения с горизонтальным расположением слоев, объединенный в вертикальном каркасе. Таким образом формируются несколько горизонтальных сориентированных по одной координате слоев контейнеров, чьи позиции в любое время случайны, но постоянно известны и зафиксированы в компьютерной системе. При осуществлении способа каждый контейнер извлекают из склада посредством подъемных устройств, которые имеют доступ к складу из его верхней части, в которой подъемное устройство передвигается к горизонтальной позиции, зафиксированной в компьютерной системе для контейнера, подлежащего извлечению. При этом подъемное устройство посредством захватного устройства захватывает и поднимает верхний контейнер из склада и, если это не требуемый контейнер, помещает его во временную позицию, пока эта операция не повторится с каждым дополнительным контейнером в штабеле и требуемый контейнер не будет поднят из штабеля. Затем другие контейнеры возвращают с их временных позиций к штабелю, с сохранением их порядка относительно друг друга, требуемый контейнер передвигают посредством подъемного устройства к площадке для упаковки и требуемый контейнер затем возвращают на склад и помещают в верхний слой штабеля, при этом все временные и новые позиции для всех контейнеров, вовлеченных в перемещение, постоянно отслеживают посредством указанной компьютерной системы. Согласно предпочтительному варианту осуществления способа по настоящему изобретению применяют контейнеры, которые разделены согласно их назначению на различные отсеки. Применяемые захватные устройства могут иметь форму пластин с захватными пальцами,которые выполнены с возможностью обеспечения сцепления с соответствующими пазами на контейнерах, в результате чего при сцеплении захватного устройства с контейнером пластина образует крышку над контейнером. Для минимизации времени возвращения и доставки между складом и площадкой для упаковки все изъятия из склада, которые по расчетам должны быть проведены в заданный период, вводят совместно в компьютерную систему так, что в течение периода, предшествующего заданному периоду, компьютерная система обеспечивает перестановку контейнеров в каждом штабеле, в результате чего те контейнеры,которые в течение заданного периода подлежит 5 извлекать для отправки наиболее часто, помещают в верхнюю часть соответствующего штабеля, в то время как те контейнеры, которые приходится извлекать наиболее редко или вообще не извлекать, помещают в более низкие части штабелей. При этом при реализации способа по настоящему изобретению предпочтительно применяют контейнеры, которые оборудованы на их четырех внешних сторонах обеспечивающими скольжение вертикальными пазами для управления движением и уменьшения трения и поверхности контакта с вертикальным каркасом, когда контейнеры приводят в вертикальное движение, выводящее их из сцепления с каркасом. Для предотвращения коррозии склад желательно заполнять инертной средой, например,полностью осушенным воздухом или азотом. Ниже будет приведено детальное описание настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Перечень чертежей На фиг. 1 показана одна из возможных схем склада, в котором использовано настоящее изобретение; на фиг. 2 и 2 а представлен вид сбоку на часть склада, проиллюстрированного на фиг. 1,с одной из возможных конструкций подъемного устройства; на фиг. 3 показан контейнер для складированных товарных единиц вместе с каркасом для размещения таких контейнеров (вид сверху); на фиг 4 показано одно из возможных делений проиллюстрированного на фиг. 3 контейнера на несколько отсеков; на фиг. 5 показано захватное устройство,состоящее из пластины с подъемным и захватным приспособлениями, предназначенное для захвата и подъема контейнеров такого типа,который проиллюстрирован на фиг. 3; на фиг. 6 показан один из возможных вариантов осуществления площадки для упаковки товарных единиц, удаляемых со склада, в котором использовано настоящее изобретение. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Как показано в приведенном на фиг. 1 примере, в основе настоящего изобретения, относящегося к организации товаропотока для фонда хранения товаров, состоящего из разнородных товарных единиц, лежит чрезвычайно компактная сборка стандартизированных контейнеров в вертикальном каркасе. В эти стандартизированные контейнеры помещают различные складируемые товарные единицы. Стандартные размеры контейнеров для данного склада рассчитывают, исходя из максимального размера конкретной товарной единицы, и, как проиллюстрировано на фиг. 4, контейнеры могут быть секционированы делением на несколько отсеков посредством одной или 6 нескольких продольных или поперечных перегородок. Существенным является условие, чтобы различные товарные единицы, предназначенные для помещения на склад, не отличались своими размерами слишком сильно. В качестве практического примера можно сослаться на склад для компонентов электроники или т.п. товаров. В этом случае окажется возможным распределить 99% ассортимента, состоящего из приблизительно 50000 наименований, между 12000 контейнеров, имеющих длину 70 см, ширину 40 см и высоту 25 см. Для того чтобы такой фонд хранения содержался на традиционном складе удовлетворительно с точки зрения доступности и оперативной эффективности, по имеющимся оценкам,требуется наличие 4800 м 2 площадей складирования для установки полок и прокладки проходов доступа. С использованием настоящего изобретения этому же требованию будет отвечать площадь складирования 420 м 2. При установке 60, 25 и 6 контейнеров, соответственно, по длине, ширине и высоте требуемые 12000 контейнеров можно разместить на складе с поверхностью пола 42 м 10 м и укладывать в штабели высотой 2 м(600,7 м = 42 м; 250,4 м = 10 м; 80,25 м = 2 м). В результате получаем общий объем 840 м 3. В этом примере склад обслуживают с семи площадок для упаковки, шести площадок для приемки и с не менее четырех площадок для отгрузки. Таким образом, вышеприведенный пример иллюстрируется фиг. 1, а фиг. 2 является иллюстрацией вида склада сбоку. На фиг. 2 показана также одна из возможных конструкций подъемного устройства 5 вместе с каркасом 6, который разделяет соответствующие штабели контейнера друг от друга, обеспечивая вследствие этого высокую компактность складирования товарных единиц. Далее будут описаны особенности, гарантирующие эффективный доступ к складированным товарам. Подъемные устройства 5 могут представлять собой перемещающиеся краны, каретки,передвигающиеся по рельсовой системе в верхней части склада и оборудованные крановыми устройствами, или кран любого типа, обеспечивающий прямой доступ сверху к конкретным штабелям на складе. Практическая конструкция подъемных устройств 5 не является компонентом настоящего изобретения, и в качестве одного из вариантов осуществления изобретения выбрано использование кранового устройства. Как показано на фиг. 3, все контейнеры 1 имеют одинаковую конструкцию и одинаковые размеры, предпочтительно в форме параллелепипеда. В обычном случае они будут сконструированы без крышки и с несколькими пазами 7 9 для ввода и закрепления захватного устройства. Такое устройство иллюстрируется на фиг. 5. Контейнеры целесообразно снабдить вертикальными пазами, обеспечивающими скольжение, на их четырех внешних вертикальных сторонах для уменьшения поверхности, контактирующей с вертикальным каркасом 6, и, тем самым, уменьшения трения при вертикальном движении вверх и вниз относительно каркаса 6. Как проиллюстрировано на фиг. 4, контейнеры 1 могут быть секционированы несколькими продольными или поперечными перегородками с формированием таким образом множества отсеков. Они будут предназначены для товарных единиц, которые складируются в таких малых количествах, что не требуют целого контейнера, экономя ненужный им объем пространства. Контейнеры перемещают, приводя подъемное устройство 5, включающее в себя захватное устройство 3, в положение, в котором оно имеет доступ сверху к штабелю контейнеров. Одна из возможных конструкций захватного устройства 3 показана на фиг. 5. Она имеет форму пластины, снабженной, по меньшей мере, двумя захватными пальцами 3', которые могут сцепляться с контейнером 1. Когда захватное устройство такой конструкции сцепляется с контейнером, оно будет играть роль крышки, не позволяющей складированным в контейнере товарным единицам выпасть во время перемещения. Чтобы обеспечить доступ к данному контейнеру 1 в штабеле, контейнеры поочередно поднимают сверху, помещая их на временные позиции, например, поверх других ближайших штабелей до тех пор, пока из штабеля не будет поднят нужный контейнер. Его временно помещают таким же образом, что и расположенные над ним контейнеры, пока их не вернут в положение складирования, предпочтительно в тот же штабель и в том же порядке относительно друг друга. Затем нужный контейнер 1 переводят подъемным устройством 5 с его временной позиции из склада, например, к площадке для упаковки 7. Одно из возможных устройств такой площадки иллюстрируется на фиг. 6. После изъятия искомых товарных единиц из контейнера 1 его возвращают на склад одним из подъемных устройств 5. Каждому конкретному контейнеру 1 и каждому конкретному отсеку 4 в каждом контейнере присваивают справочный номер. Он используется компьютерной системой для отслеживания местоположения каждого контейнера 1 в любое время для того, чтобы в любое время знать, в каком отсеке какого контейнера находится данная товарная единица. Каждый раз,когда контейнер 1 удаляют со склада, этот факт фиксируется в компьютерной системе. Поэтому для контейнера 1 всегда будет зафиксировано его местоположение на данной позиции в ре 001302 8 альном складе, на данной промежуточной площадке складирования, в данном подъемном устройстве 5 или на данной площадке для упаковки. Если система включает в себя также площадки для приемки и площадки для отгрузки,для таких позиций также будет возможна фиксация в компьютерной системе. Короче говоря,каждое местоположение каждого контейнера в любое время будет определено и зафиксировано в компьютерной системе. Для реального склада такая позиция будет соотноситься с координатами по горизонтали и с высотой по вертикали в каркасе 6. Когда контейнер 1 помещают на склад после пополнения товарных единиц, дополнительно поступивших на склад, или после возвращения контейнера с площадки для упаковки 7, он может быть помещен на любое место склада. Эта позиция будет зафиксирована в компьютерной системе, поэтому контейнер можно поместить на первое имеющееся в наличии свободное пространство. Для большинства складов, содержащих множество отличающихся друг от друга складированных товарных единиц, некоторые единицы будут продаваться чаще других. Поэтому желательно помещать контейнеры, содержащие чаще запрашиваемые единицы, в верхней части данного штабеля, причем предпочтительно также около площадок для упаковки 7. Это уменьшит время возвращения объектов обратно для склада в целом. Указанное условие будет выполняться автоматически посредством вышеописанного способа, при этом чаще возвращаемые контейнеры окажутся после возвращения в верхней части штабеля, в то время как остальные контейнеры будут опускаться к нижней части штабеля каждый раз, когда нижележащий контейнер удаляют с возвращением к верхней части штабеля. Анализ вышеприведенного примера в случае, когда 80% продаж приходится на 20% наименований, свидетельствует о желательности того, чтобы для уменьшения времени возвращения эти наиболее активно продаваемые наименования в любое время помещались в верхнем слое или около него. Модельное исследование, проведенное с заявками в течение трех месяцев, показывает,что на складе с горизонтальной 9-слойной системой размещения отгрузка на этом базисе будет проводиться следующим образом: 33% из самого верхнего слоя, 14% из второго слоя и 11% из третьего слоя, т.е. в целом 58% из трех верхних слоев. Т.к. заявки, поступающие в течение дня,можно систематизировать в виде общей заявки,ночью можно провести переформирование складируемых контейнеров в соответствии с порядком извлечения, в результате чего все контейнеры, затребованные для отгрузки на следующий день, будут переведены к первому или 9 второму верхним слоям, обеспечивая таким образом максимальную скорость перемещения контейнеров к площадке для упаковки. Поступающими на склад товарами заполняют отдельные новые отсеки 4 в контейнере 1,при этом каждая конкретная поступающая партия товара согласно описи всегда для идентификации снабжается номером квитанции поставщика. Таким образом, предметы одного типа, но с различной датой квитанции, могут быть найдены в различных отсеках 4. Последовательные отгрузки со склада влекут за собой общий подсчет содержимого конкретных контейнеров, а когда отсек опустеет,проводят проверку последней продажи. Конкретный объект маркируют штрихкодами для индивидуальной конечной проверки в течение отгрузки и оформления накладной, а также для облегчения проверки квитанции покупателя. С точки зрения надежности система этого типа обладает следующими особенностями.- Ни один контейнер не исчезнет из системы. Они всегда должны возвращаться. Извлечь контейнер можно только тогда, когда в наличии имеется заявка.- В высокой степени однозначный и однородный путь для передвижения контейнера от складированного штабеля до площадки для отбора обеспечит очень короткое время возвращения без передвижения персонала.- Перемещение контейнера происходит внутри встроенного склада и поэтому происходит бесшумно и полностью изолировано, исключая таким образом повреждение изделия захватным устройством.- Проверки складских запасов оказывается возможным проводить посредством прогонов отдельной тестовой программы. Для предотвращения коррозии склад может быть заполнен инертной средой, например,полностью осушенным воздухом или азотом. Это оказывается возможным, т.к. реальное пространство складирования может быть уменьшено до минимального размера (т.е. пространство в максимальной степени заполняют реальными складскими запасами и связанным с ним оборудованием), и т.к. для персонала склада отпадает необходимость иметь физический доступ к складу. Поэтому величина объема воздуха относительно мала. В границах изобретения возможны многочисленные модификации, не ограничивающиеся приведенным в качестве иллюстрации вариантом осуществления. Например, вместо крановых устройств,могут быть применены другие типы захватных и подъемных устройств, отличающиеся от приведенных иллюстраций, такие как рельсовые каретки. 10 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ организации товаропотока и размещения товаров на складе для фонда хранения разнородных товарных единиц, отличающийся тем, что товарные единицы хранят в большом количестве стандартизированных контейнеров (1),имеющих форму параллелепипеда, которые адаптируют к физическим размерам складированных товарных единиц, при этом указанные контейнеры (1) образуют глубоко штабелированный фонд хранения с горизонтальным расположением слоев, объединенный в вертикальном каркасе (6), формируя таким образом несколько горизонтальных, сориентированных по одной координате слоев контейнеров (1), чьи позиции в любое время случайны, но постоянно известны и зафиксированы в компьютерной системе; каждый контейнер (1) извлекают из склада посредством подъемных устройств (5), которые имеют доступ к складу из его верхней части, в которой подъемное устройство передвигается к горизонтальной позиции, зафиксированной в компьютерной системе для контейнера (1), подлежащего извлечению; при этом подъемное устройство посредством захватного устройства (3) захватывает и поднимает верхний контейнер из склада и, если это не требуемый контейнер (1), помещает его во временную позицию, пока эта операция не повторится с каждым дополнительным контейнером (1) в штабеле и требуемый контейнер (1) не будет поднят из штабеля; другие контейнеры (1) возвращают с их временных позиций к штабелю с сохранением их порядка относительно друг друга,требуемый контейнер (1) передвигают посредством подъемного устройства (5) к площадке для упаковки (7) и требуемый контейнер затем возвращают на склад и помещают в верхний слой штабеля, при этом все временные и новые позиции для всех контейнеров (1), вовлеченных в перемещение,постоянно отслеживают посредством указанной компьютерной системы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют контейнеры (1), которые разделены согласно их назначению на различные отсеки(4). 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что применяемые захватные устройства (3) имеют форму пластин с захватными пальцами(3'), которые выполнены с возможностью обеспечения сцепления с соответствующими пазами на контейнерах (1), в результате чего при сцеплении захватного устройства (3) с контейнером(1) эта пластина образует крышку над контейнером (1). 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что для минимиза 11 ции времени возвращения и доставки между складом и площадкой для упаковки (7) все изъятия из склада, которые по расчетам должны быть проведены в заданный период, вводят совместно в компьютерную систему, так что в течение периода, предшествующего заданному периоду, компьютерная система обеспечивает перестановку контейнеров (1) в каждом штабеле, в результате чего те контейнеры, которые в течение заданного периода подлежит извлекать для отправки наиболее часто, помещают в верхнюю часть соответствующего штабеля, в то время как те контейнеры, которые приходится извлекать наиболее редко или вообще не извлекать, помещают в более низкие части штабелей. 12 5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что применяют контейнеры (1), которые оборудованы на их четырех внешних сторонах обеспечивающими скольжение вертикальными пазами для управления движением и уменьшения трения и поверхности контакта с вертикальным каркасом(6), когда контейнеры (1) приводят в вертикальное движение, выводящее их из сцепления с каркасом (6). 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что склад заполняют инертной средой.