Pour améliorer l'efficacité de l'emballage, il fallait prêter attention à l'ergonomie, à la facilité d'assemblage et à la rentabilité.

L'automatisation modifie le fonctionnement des centres de distribution traditionnels, alors que les entreprises recherchent de nouvelles façons d'optimiser leur efficacité, d'augmenter la précision des commandes et de répondre à la demande des clients. Lorsqu'il s'agit de technologie automatisée, la plupart des gens ont tendance à penser aux robots, aux véhicules de guidage automatisés et aux systèmes de prise en charge. Mais les structures plus petites et plus simples qui doivent être conçues pour s'interfacer avec les systèmes de haute technologie sont tout aussi importantes. Et leurs conceptions présentent leur propre ensemble de défis.

Démontrant ce point, l'intégrateur de systèmes FUYU, Inc. a récemment conçu une solution simple mais à grande échelle pour améliorer l'efficacité d'un module de préparation d'emballage d'entrepôt existant. Bien que limitée par des contraintes de conception difficiles, l'entreprise a créé une structure de support qui se monte sous le module existant et intègre un agencement de contreplaqué, d'extrusions d'aluminium et de roulements linéaires, une réalisation qui a nécessité une attention particulière à l'ergonomie, à la facilité d'assemblage et à la rentabilité.

Défis d'ingénierie

Dans cette application récente, un centre de distribution automatisé de colis cherchait à améliorer ses modules d'emballage. Chaque module est composé de quatre goulottes qui alimentent les colis du haut du système jusqu'à l'opérateur de la station. L'opérateur est informé d'une commande et peut à partir de là la sortir, l'emballer et la déposer sur un tapis roulant sous les goulottes. Le client souhaitait intégrer des plates-formes de support dans la conception de cette structure existante, que les opérateurs pourraient utiliser pour encaisser les commandes terminées.

Quelques solutions ont été initialement proposées, notamment une plate-forme élévatrice à ciseaux, une étagère abaissable et un chariot motorisé à roues. Cependant, tous ces systèmes fonctionneraient indépendamment du module existant sans avoir à s'interfacer mécaniquement avec celui-ci. Ces idées ont finalement été abandonnées parce qu'elles étaient trop coûteuses ou comportaient des problèmes ergonomiques, obligeant les travailleurs, par exemple, à se tordre, risquant ainsi de se blesser.

FUYU a fini par résoudre ces problèmes avec une conception simple qui se connecte au module et utilise même ses trous de boulons existants. Pour une surface de travail, les ingénieurs ont créé des tables en contreplaqué solide, qu'ils ont recouvert d'un plastique ABS. Ces « dessus » en ABS ont été découpés au jet d’eau et ont servi de gabarit pour découper les tables du pli. Les tables ont ensuite été montées sur un curseur linéaire, qui a été simplement monté dans une extrusion d'aluminium standard.

À partir de là, les travailleurs peuvent faire glisser une table le long des goulottes jusqu'à l'endroit où elle est nécessaire, par exemple une station d'enregistrement. Bien qu'il y ait une table pour quatre modules, les tables peuvent se déplacer librement sur jusqu'à 12 modules, maximisant ainsi la flexibilité de conception et minimisant le nombre de tables à installer.

Ingénierie structurelle requise

Le succès de la solution de FUYU est dû en partie à la flexibilité des ingénieurs tout au long du processus de conception. Par exemple, il est devenu évident que l'utilisation d'une barre latérale de 1 x 1 pouce ne serait pas en mesure de supporter les charges de moment créées par le poids des colis sur les dessus de table. Un colis de 100 lb placé au bout d'une table créerait une charge de 600 lb sur la structure de support, tirant le roulement hors de la voie arrière. Pour garantir que le système pouvait résister à ces charges, les ingénieurs ont d'abord effectué un test d'analyse par éléments finis (FEA) pour analyser et comparer les contraintes du système sous des charges à l'aide d'une barre latérale de 1 x 1 po et de 1 x 2 po. Alors que la barre de 1 x 1 po fléchissait, les ingénieurs ont découvert que la barre de 1 x 2 po pouvait supporter les charges élevées des colis lourds. Ils ont donc intégré ce nouveau composant dans leur conception.

Conçu pour l'assemblage

La solution de FUYU a surmonté plusieurs contraintes de conception, toutes dictées par la structure d'emballage existante. D'une part, les ingénieurs ont dû trouver un moyen de fixer les tables à la structure sans aucun perçage supplémentaire ni utilisation d'écrous en T. En plus d'être plus cher que les curseurs en aluminium eux-mêmes, d'un point de vue logistique, l'incorporation d'écrous en T aurait été un cauchemar en termes de conception. Au lieu de cela, les ingénieurs ont conçu des barres pré-percées et taraudées qui, une fois insérées dans les extrusions, s'alignent facilement avec les 4 000 trous de boulons existants de la voie.

Il était également important que la conception conserve une certaine hauteur afin de ne pas gêner la bande transporteuse située sous le module de préparation une fois celui-ci fixé. La solution de FUYU n'a ajouté que quatre pouces à l'espace vertical entre le module et le convoyeur situé en dessous.

Économies de coûts

De plus, contrairement au chariot motorisé à roues initialement proposé, la conception finale de FUYU ne comprenait aucune pièce mobile complexe. Il intégrait une structure simple et peu encombrante qui pouvait être fixée au module de scène existant à l'aide des éléments structurels, des trous de boulons et des supports de la structure existante pour une intégration transparente, réduisant ainsi les coûts globaux de mise en œuvre de 40 %.