วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของวัสดุด้วยระบบสายพานลำเลียงแบบเกลียวในคลังสินค้าสูง

ปัญหาพื้นที่ในคลังสินค้าสมัยใหม่

คลังสินค้ากำลังสูงขึ้นเรื่อยๆ ท่ามกลางต้นทุนที่ดินที่เพิ่มสูงขึ้นและการเติบโตอย่างต่อเนื่องของความต้องการในธุรกิจอีคอมเมิร์ซ บริษัทต่างๆ จึงหันมาสร้างคลังสินค้าแบบก่อสร้างขึ้นไปแทนที่จะขยายออกไปด้านข้าง อย่างไรก็ตาม การจัดเก็บแนวตั้งนี้ก่อให้เกิดความท้าทายใหม่ขึ้นมา นั่นคือ การขนย้ายสินค้าจากชั้นลอย (mezzanine) ด้านบนลงสู่ท่าเทียบเรือสำหรับจัดส่งสินค้าที่ชั้นล่างนั้นไม่สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยเครื่องลำเลียงสายพานเอียงแบบดั้งเดิม เครื่องลำเลียงเอียงมาตรฐานจำเป็นต้องใช้พื้นที่บนพื้นจำนวนมากเพียงเพื่อให้ได้ความสูงเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย ซึ่งนี่คือปัญหาที่ระบบเครื่องลำเลียงแบบเกลียว (spiral conveyor systems) ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไข โดยระบบนี้สามารถเคลื่อนย้ายสินค้าขึ้น-ลงในแนวดิ่งภายในพื้นที่วงกลมที่มีขนาดกะทัดรัด โดยมักใช้พื้นที่บนพื้นเพียงเศษเสี้ยวหนึ่งของที่เครื่องลำเลียงเอียงแบบทั่วไปต้องการ ดังนั้น สำหรับการดำเนินงานใดๆ ที่จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายสินค้าระหว่างหลายระดับโดยไม่สูญเสียพื้นที่ใช้สอยอันมีค่า ระบบเครื่องลำเลียงแบบเกลียวจึงกลายเป็นทางออกอันดับต้นๆ ที่ผู้ประกอบการเลือกใช้

หลักการทำงานของระบบเครื่องลำเลียงแบบเกลียว

โดยพื้นฐานแล้ว ระบบสายพานลำเลียงแบบเกลียว (spiral conveyor systems) ประกอบด้วยสายพานลำเลียงที่พันรอบเสาแนวตั้งเป็นรูปเกลียวต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์จะเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงตามเกลียวโดยไม่หยุดนิ่ง ซึ่งหมายความว่าไม่มีจุดถ่ายโอนสินค้า (transfer points) ที่สินค้าอาจติดขัดหรือเรียงตัวผิดตำแหน่ง ระบบแบบเกลียวรุ่นใหม่ใช้การออกแบบสายพานแบบแผ่น (slat belt) สิทธิบัตรเฉพาะ โดยแต่ละแผ่นจะได้รับการรองรับด้วยตลับลูกปืนแบบโรลเลอร์ความแม่นยำสูง ซึ่งหมุนบนพื้นผิวโพลีอูรีเทน วิธีนี้ช่วยลดแรงเสียดทานให้ต่ำมากจนเกือบเป็นศูนย์ และทำให้สายพานสามารถเริ่มหรือหยุดทำงานได้แม้ขณะรับน้ำหนักเต็มที่ สายพานถูกดึงด้วยโซ่ลูกกลิ้งเหล็กทนทานสูง (heavy duty steel roller chain) และทั้งระบบสามารถทำงานได้ด้วยความเร็วสูงสุดถึง 200 ฟุตต่อนาที บางแบบออกแบบให้สามารถนำสินค้าเข้าหรือออกจากชั้นกลางได้ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในโมดูลการหยิบสินค้าแบบหลายชั้น (multi-level pick module) ที่สินค้าแต่ละชนิด (SKUs) ถูกจัดเก็บไว้บนชั้นต่าง ๆ

เพิ่มอัตราการไหลผ่านสูงสุดในพื้นที่จำกัด

หนึ่งในสิ่งที่น่าประทับใจที่สุดเกี่ยวกับระบบสายพานลำเลียงแบบเกลียวคือ ความสามารถในการลำเลียงสินค้าปริมาณมากผ่านพื้นที่ขนาดเล็กมากเพียงใด สายพานลำเลียงแบบเกลียวมาตรฐานอาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอกเพียงประมาณ 10 ฟุตเท่านั้น แต่สามารถรองรับน้ำหนักได้สูงสุดถึง 100 กิโลกรัมต่อเมตร และเคลื่อนย้ายสินค้าเหล่านั้นด้วยความเร็วสูงสุด 60 เมตรต่อนาที เมื่อเปรียบเทียบกับระบบลำเลียงแบบเอียงแบบดั้งเดิมซึ่งอาจต้องใช้ความยาวแนวตรง 30 หรือ 40 ฟุตเพื่อให้บรรลุการเปลี่ยนระดับความสูงเท่ากัน จะเห็นว่าการประหยัดพื้นที่นั้นชัดเจนอย่างมาก การออกแบบที่กะทัดรัดนี้หมายความว่าคลังสินค้าสามารถจัดสรรพื้นที่บนพื้นให้กับชั้นวางสินค้า จุดหยิบสินค้า หรือพื้นที่บรรจุภัณฑ์ได้มากขึ้น แทนที่จะต้องใช้พื้นที่สำหรับอุปกรณ์ลำเลียง ส่วนการปรับปรุงการไหลของสินค้าจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในสถานที่ที่ดำเนินการตลอด 24 ชั่วโมง ซึ่งการเคลื่อนย้ายแนวตั้งอย่างต่อเนื่องนั้นมีความจำเป็นอย่างยิ่ง

การเชื่อมต่อระหว่างหลายระดับโดยไม่มีจุดติดขัด

ในคลังสินค้าแบบตึกสูงที่มีชั้นลอยหลายชั้น จุดคับคั่งที่ใหญ่ที่สุดมักเกิดขึ้นที่การเปลี่ยนผ่านระหว่างชั้นต่าง ๆ ลิฟต์และเครื่องยกทำให้เกิดความล่าช้าจากการหยุดและเริ่มใหม่ซ้ำ ๆ ระบบสายพานลำเลียงแบบเกลียว (spiral conveyor systems) สามารถกำจัดความล่าช้านี้ออกไปได้อย่างสิ้นเชิง สินค้าไหลเวียนอย่างต่อเนื่องจากชั้นหนึ่งไปยังอีกชั้นหนึ่ง โดยรักษาระดับจังหวะการไหลที่สม่ำเสมอ ซึ่งช่วยให้กระบวนการขั้นตอนถัดไปได้รับวัตถุดิบหรือสินค้าอย่างเพียงพอ เมื่อนำสายพานแบบเกลียวหลายตัวมาวางซ้อนกัน จะสามารถลำเลียงสินค้าไปยังความสูงที่สายพานแบบเกลียวเพียงตัวเดียวไม่สามารถทำได้ บางการจัดวางแบบซ้อนกันจะใช้ส่วนลำเลียงเอียง (inclined transfer sections) ระหว่างสายพานแบบเกลียวแต่ละตัว เพื่อสร้างเส้นทางแนวตั้งที่ไม่มีรอยต่อ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในขณะที่ยังคงรักษาพื้นที่ใช้สอยให้เล็กที่สุด การเชื่อมต่อระหว่างชั้นอย่างไร้รอยต่อนี้เอง คือสิ่งที่ทำให้ศูนย์กระจายสินค้าทันสมัยสามารถบรรลุปริมาณการไหลผ่าน (throughput) ตามที่ธุรกิจพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ต้องการ

ลดแรงงานและปรับปรุงความปลอดภัย

การใช้ระบบสายพานลำเลียงแบบเกลียวเพื่อทำให้การขนส่งแนวตั้งเป็นไปโดยอัตโนมัติไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดพื้นที่เท่านั้น แต่ยังลดความจำเป็นในการใช้รถโฟร์คลิฟต์และแรงงานคนในการเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ระหว่างชั้นต่าง ๆ ด้วย ทุกครั้งที่รถโฟร์คลิฟต์เดินทางขึ้นลง จะมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและต้นทุนแรงงานเกิดขึ้นตามมา ขณะที่ระบบเกลียวสามารถจัดการการเคลื่อนย้ายนี้ได้อย่างอัตโนมัติและสม่ำเสมอ ซึ่งหมายความว่าจะมียานพาหนะบนพื้นน้อยลง และโอกาสเกิดอุบัติเหตุก็น้อยลงตามไปด้วย นอกจากนี้ ยังช่วยลดความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์ที่อาจเกิดขึ้นเมื่อมีการถ่ายโอนสินค้าด้วยมือระหว่างสายพานลำเลียง หรือเมื่อโหลดสินค้าเข้าไปในลิฟต์ โดยเส้นทางการลำเลียงที่เรียบลื่นและต่อเนื่องจะจัดการกับผลิตภัณฑ์อย่างนุ่มนวลมากกว่า

การออกแบบที่ต้องการการบำรุงรักษาน้อย เพื่อการปฏิบัติงานอย่างต่อเนื่อง

การหยุดทำงานในคลังสินค้าแบบตึกสูงมีค่าใช้จ่ายสูงมาก และระบบลำเลียงแนวตั้งใดๆ ที่ต้องได้รับการบำรุงรักษาบ่อยครั้งจะกลายเป็นปัญหาใหญ่ในไม่ช้า ระบบลำเลียงแบบเกลียว (spiral conveyor) ที่ดีที่สุดนั้นถูกออกแบบมาพร้อมตลับลูกปืนที่ปิดผนึกแบบตลอดอายุการใช้งาน (sealed for life bearings) ซึ่งไม่จำเป็นต้องหล่อลื่น และแผ่นลำเลียง (slats) ที่ทำจากคอมโพสิตไนลอนซึ่งทนต่อการสึกหรอ โซ่ของระบบต้องการการหล่อลื่นเพียงไม่บ่อยนัก และหากแผ่นลำเลียงแผ่นใดแผ่นหนึ่งเสียหาย ก็สามารถเปลี่ยนแผ่นนั้นได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ ปรัชญาการออกแบบที่เน้นการบำรุงรักษาน้อยนี้หมายความว่า ระบบสามารถทำงานได้อย่างเชื่อถือได้เป็นเวลานานระหว่างช่วงเวลาที่กำหนดสำหรับการบริการตามแผน ซึ่งตรงกับความต้องการของระบบปฏิบัติการแบบ 24 ชั่วโมงอย่างแท้จริง ด้วยการดูแลรักษาที่เหมาะสม ระบบลำเลียงแบบเกลียวที่ผลิตอย่างมีคุณภาพสามารถให้บริการที่เชื่อถือได้เป็นเวลาหลายปี โดยยังคงรักษาการไหลของวัสดุให้ราบรื่นระหว่างทุกระดับของสถานที่