يتطلب تحسين كفاءة التعبئة والتغليف الاهتمام ببيئة العمل وسهولة التجميع والفعالية من حيث التكلفة.

تُغيّر الأتمتة طريقة عمل مراكز التوزيع التقليدية، إذ تبحث الشركات عن طرق جديدة لزيادة كفاءتها، وزيادة دقة الطلبات، وتلبية طلبات العملاء. عندما يتعلق الأمر بالتكنولوجيا الآلية، يميل معظم الناس إلى التفكير في الروبوتات، ومركبات التوجيه الآلية، وأنظمة الالتقاط والوضع. ولكن لا تقل أهميةً الهياكل الأصغر والأبسط التي يجب تصميمها للتفاعل مع الأنظمة عالية التقنية. وتطرح تصميماتها تحدياتها الخاصة.

لتوضيح هذه النقطة، ابتكرت شركة FUYU, Inc.، المتخصصة في تكامل الأنظمة، مؤخرًا حلاً بسيطًا وواسع النطاق لتحسين كفاءة وحدة تخزين التغليف الحالية في المستودعات. ورغم محدودية هذه الوحدة بسبب قيود التصميم الصعبة، ابتكرت الشركة هيكلًا داعمًا يُركّب أسفل الوحدة الحالية، ويدمج مجموعة من الخشب الرقائقي وأجزاء الألمنيوم المبثوقة والمحامل الخطية، وهو إنجاز تطلب الاهتمام ببيئة العمل وسهولة التركيب والكفاءة من حيث التكلفة.

التحديات الهندسية

في هذا الطلب الحديث، كان مركز توزيع طرود آلي يسعى إلى تحسين وحدات التغليف الخاصة به. تتكون كل وحدة من أربعة ممرات تُغذي الطرود من أعلى النظام وصولاً إلى مُشغّل المحطة. يُبلّغ المُشغّل بالطلب، ومن ثمّ، يُمكنه سحبه وتعبئته ووضعه على حزام ناقل أسفل الممرات. أراد العميل دمج منصات دعم في تصميم هذا الهيكل الحالي، بحيث يُمكن للمُشغّلين استخدامها لتعبئة الطلبات الجاهزة.

طُرحت في البداية بعض الحلول، بما في ذلك رافعة مقصية، ورفوف قابلة للطي، وعربة آلية بعجلات. إلا أن جميع هذه الأنظمة كانت تعمل بشكل منفصل عن الوحدة الحالية دون الحاجة إلى تفاعل ميكانيكي معها. أُلغيت هذه الأفكار في النهاية لارتفاع تكلفتها أو لارتباطها بمشاكل في بيئة العمل، حيث كانت تتطلب من العمال، على سبيل المثال، الالتواء، مما يعرضهم لخطر الإصابة.

انتهى الأمر بشركة فويو إلى حل هذه المشكلات بتصميم بسيط يتصل بالوحدة ويستخدم حتى ثقوب البراغي الموجودة فيها. ولسطح العمل، صنع المهندسون طاولات مصنوعة من خشب رقائقي متين، وغطّوها ببلاستيك ABS. قُطعت هذه "الأغطية" المصنوعة من ABS بنفث الماء، وكانت بمثابة قالب لإخراج الطاولات من الخشب الرقائقي. ثم ثُبّتت الطاولات على منزلق خطي، ثُبّت ببساطة في قالب ألومنيوم قياسي.

من هناك، يمكن للعمال تحريك طاولة على طول المنحدرات إلى المكان المطلوب - كمحطة لصق، على سبيل المثال. وبينما توجد طاولة واحدة لكل أربع وحدات، يمكن للطاولات التحرك بحرية عبر ما يصل إلى ١٢ وحدة، مما يزيد من مرونة التصميم ويقلل عدد الطاولات المطلوب تركيبها.

الهندسة الإنشائية المطلوبة

يعود نجاح حل FUYU، جزئيًا، إلى مرونة المهندسين على مدار عملية التصميم. على سبيل المثال، أصبح من الواضح أن استخدام قضيب جانبي مقاس 1 × 1 بوصة لن يكون قادرًا على استيعاب الأحمال اللحظية الناتجة عن وزن الحزم على أسطح الطاولات. ستخلق حزمة وزنها 100 رطل موضوعة في نهاية الطاولة حملًا يبلغ 600 رطل على الهيكل الداعم، مما يسحب المحمل من المسار الخلفي. لضمان قدرة النظام على تحمل هذه الأحمال، أجرى المهندسون أولاً اختبار تحليل العناصر المحدودة (FEA) لتحليل ومقارنة إجهاد النظام تحت الأحمال باستخدام قضيب جانبي مقاس 1 × 1 بوصة و1 × 2 بوصة. بينما انحرف القضيب مقاس 1 × 1 بوصة، اكتشف المهندسون أن القضيب مقاس 1 × 2 بوصة يمكنه التعامل مع الأحمال العالية للحزم الثقيلة. لذلك قاموا بدمج هذا المكون الجديد في تصميمهم.

مصممة للتجميع

تغلّب حل شركة فويو على العديد من قيود التصميم، والتي فرضها هيكل التغليف الحالي. على سبيل المثال، كان على المهندسين إيجاد طريقة لتثبيت الطاولات بالهيكل دون الحاجة إلى حفر إضافي أو استخدام صواميل على شكل حرف T. فبالإضافة إلى تكلفتها العالية مقارنةً بمنزلقات الألومنيوم نفسها، كان دمج صواميل على شكل حرف T سيُشكّل كابوسًا تصميميًا من الناحية اللوجستية. لذا، صمم المهندسون قضبانًا مُثقبة ومُثبتة مسبقًا، وبمجرد إدخالها في القوالب، تتوافق بسهولة مع ثقوب البراغي الأربعة آلاف الموجودة في المسار.

كان من المهم أيضًا أن يحافظ التصميم على ارتفاع معين حتى لا يعيق سير الناقل أسفل وحدة التجهيز بعد تركيبها. ولم يُضف حل شركة فويو سوى أربع بوصات إلى المساحة الرأسية بين الوحدة والناقل أسفلها.

توفير التكاليف

بالإضافة إلى ذلك، وخلافًا للعربة الآلية ذات العجلات المقترحة في البداية، لم يتضمن التصميم النهائي لـ FUYU أي أجزاء متحركة معقدة. فقد دمج هيكلًا بسيطًا وموفرًا للمساحة، يمكن ربطه بوحدة التدريج الحالية باستخدام العناصر الهيكلية وفتحات البراغي والأقواس من الهيكل الحالي لضمان تكامل سلس، مما يقلل تكاليف التنفيذ الإجمالية بنسبة 40%.