팔레트 적재 구성 패턴 최적화: 스키마, 층 및 층당 단위

한 사람은 하나의 팔레트가 세 가지 질문에 대한 답을 제공할 수 있다는 것을 이해해야 합니다: 한 층에 몇 개의 패키지(또는 단위)가 있는지; 팔레트를 구성하는 패키지(또는 단위)의 층 수; 그리고 마지막으로 팔레트가 트럭/트레일러 내 어디에 위치하는지. 이 세 가지 질문에 올바르게 답하면 각 트럭에 더 많은 제품을 적재할 수 있고, 수령 도크에서의 반품이 줄어들며, 새벽 2시에 팔레트를 다시 쌓는 인력 비용을 피할 수 있습니다. 만약 이 질문에 답하는 사람이 틀렸더라도, 하중이 첫 번째 곡선을 따라 움직이기 시작할 때까지 HMI에서 무슨 일이 일어나고 있는지 훌륭하게 시각화할 수 있습니다 – 그 시점에서 그들은 용어가 무엇인지, 그 뒤에 어떤 종류의 기하학이 있는지, 상황에 대한 완전한 시야가 무엇인지, 그리고 팔레트당 케이스 수에 관한 잠재적 최적화 기회가 무엇인지 파악하게 될 것입니다.

팔레트 구축 방식을 최적화할 때는 세 가지 요소를 고려해야 합니다; 층당 단위 수(종종 “TI”라고 함), 팔레트당 층 수(때때로 “HI”라고 함), 그리고 팔레트를 쌓을 때 사용할 적재 패턴 유형입니다. 팔레트를 기둥 형태로 쌓으면 팔레트 층 내 단위 총 수를 최대화할 수 있으며 스트레치 래퍼를 사용하여 100% 패키지 지지력을 제공할 수 있지만, 인터로킹 방식은 이론상 최대 패키지 지지력의 약 66%로 제한되어 패키지 지지력이 그리 좋지 않습니다. 일반적인 48″ x 40″ GMA 팔레트 크기를 사용하고 팔레트가 110″ 밴 내부에 맞아야 한다면, 적재된 화물의 총 실제 높이는 약 100″에서 102″여야 하며, 여기에 화물 위 팔레트 높이가 더해집니다.

TI와 HI: 고객이 이미 사용하는 두 숫자

다양한 형태의 창고 서류 — 라우팅 가이드와 팔레트 구성 차트 — 모두 동일한 코드를 사용합니다: TI × HI. TI는 단일 층에 있는 항목 수(상자, 트레이, 페일, 가방, 수축 포장 팩)를 의미하며, HI는 팔레트의 층 수를 나타냅니다. TI와 HI를 계산하면 배송 단위 총 수가 산출되며, 이는 유통 센터가 배송이 구매 주문과 일치하는지 확인할 때 박스를 열어보지 않고 사용하는 측정 단위입니다.

예를 들어, 팔레트에 16 × 4라고 적혀 있으면 배송 단위가 64개임을 의미하고, 10 × 5라고 적혀 있으면 50개 단위로 구성된 것입니다. 두 팔레트가 매우 비슷해 보여도 화물 수량이 크게 다를 수 있으며, 이 차이는 운송 비용에 직접 반영됩니다. 이런 이유로 경험 많은 엔지니어들은 TI와 HI를 단순한 측정치가 아닌 설계 기준으로 간주합니다; 예를 들어, 마스터 카튼에서 0.5인치 조정을 하면 층당 4개의 추가 단위를 확보할 수 있습니다.

마지막으로, TI와 HI는 수량만 표시하며 형태는 나타내지 않는다는 점에 유의하십시오. 동일한 수치(12 × 5)를 가진 두 개의 선적은 각 층마다 상자가 가장자리 방향으로 적재되었는지 또는 회전되었는지에 따라 운송 시 크게 달라질 수 있습니다.

팔레트 적재 스키마가 실제로 포함하는 내용

새로운 라인을 정의하거나 시뮬레이션 모델을 생성하거나 로봇의 레시피 차트를 작성할 때, 가지고 있는 것은 설계 이미지뿐입니다. 따라서 적재를 완전히 설명하고 두 부서가 동일한 팔레트를 만들 수 있도록 하는 데이터 세트가 필요합니다. 다음의 열두 필드는 최소한의 세트이며, 또한 그 이유입니다. 골판지 상자 바닥면이 확정되기 전에 범위가 정해진 생산 라인은 실제 케이스가 골판지 제조기에서 나오면 재작업이 필요한 경향이 있습니다. 단일 SKU에 대한 실용적인 스키마는 다음과 같습니다.

이 열두 개의 박스를 모두 완성하면 포장 셀, 수작업 팀 또는 외부 저장 시설이 정확히 동일한 적재를 형성합니다. 하나라도 누락되면 — 과대 적재가 흔한 원인입니다 — 문서상의 수량은 충족하지만 트럭에서는 실패하는 적재가 됩니다.

다섯 가지 패턴 계열과 각각의 비용

사실상 거의 모든 팔레트 설계는 다섯 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 컬럼 적재는 동일한 층이 팔레트 전체 높이에 걸쳐 연속적으로 쌓이는 방식입니다. 인터록 패턴(벽돌 패턴이라고도 함)은 상자의 층이 번갈아 가며 90도 회전되어 서로 다른 층의 상자 모서리가 맞물리도록 쌓이는 방식입니다. 핀휠 패턴은 층 중앙에 빈 공간을 두고 상자를 배치하는 것으로, 불규칙한 형태의 단위에 적합합니다. 분할 행 패턴은 이전 층과 다른 방식으로 상자를 쌓는 것을 의미합니다. 나선형 패턴은 원형 상자나 포장에 적합합니다.

압축 수치를 강조해야 하는데, 이는 사람들이 심각하게 여기지 않는 문제이기 때문입니다. 상자 모서리가 정렬 상태를 유지하면 하중을 직접적으로 지지하므로 상자 증명서에 명시된 압축 값을 갖습니다. 층 회전은 하중 경로를 모서리에서 가장자리로 변경하며, 현장 데이터에 따르면 고전적인 인터록의 경우 손실이 약 40~50%에 달합니다. 그리고 이것은 누적됩니다. 인터록된 하중에 1인치의 돌출부만 추가해도 이 하중의 유효 강도는 플러시 컬럼 스택과 비교하여 60% 이상 감소할 수 있습니다. 예를 들어, 400파운드 등급의 상자 8층으로 쌓인 경우, 이는 안전한 배송과 바닥에서 눌린 층 사이의 차이입니다.

실제로 층당 단위 수 계산 방법

간단한 산수이지만 제한 조건은 더 복잡합니다. 48 × 40인치 데크와 12 × 10인치 발자국을 예로 들어 보겠습니다. 먼저 48을 12로 나누어 길이(4)를 결정하고, 40을 10으로 나누어 너비(4)를 결정합니다. 이는 한 층에 16개 단위를 넣을 수 있음을 의미하며, 10인치 높이의 4층이 있다면 40인치 높이에서 64개 단위를 가질 수 있습니다.

이제 까다로운 부분입니다. 13인치 발자국으로 48을 깔끔하게 나누는 방법이 없습니다. 따라서 데크가 2~5인치(51~127mm)를 낭비하게 하거나 돌출부를 허용하거나 데크를 회전해야 합니다. 상자가 90° 회전되면 개수에 차이가 생깁니다. 인터록된 층은 홀수 및 짝수 층을 다르게 해결해야 하므로 더 이상 같은 문제가 아닙니다.

실제 층 수가 나오는 곳

HI는 가장 먼저 나타나는 제한에 의해 결정됩니다. 항상 최소 세 가지가 있습니다. 트레일러의 내부 높이는 약 110인치(2794mm)이며, 여유 공간, 적재 바, 바닥 높이를 빼면 실제 작업 가능한 적재 높이는 100~102인치 사이가 됩니다. 랙은 더 좁을 수 있는데, 표준 랙 높이는 96인치(2438mm)로, 트레일러에 쉽게 들어가는 적재물이 첫 번째 저장 지점까지 도달하지 못할 수 있는 이유입니다. 무게는 반대편에서 루프를 닫습니다 — 명목상 팔레트 용량이 2,500파운드(1134kg)인 것이 최대 용량이며, 대부분의 운송업체는 최대 2,000파운드(907kg)까지의 화물을 선호합니다.

따라서 사용 가능한 높이를 단위 높이로 나누고, 이 수를 내림한 후 무게 매개변수와 소매업체의 경로 요구사항과 비교하십시오. 일부 유통업체는 48인치(데크 높이 12인치 포함)를 엄격한 최대 높이로 설정하는데, 이는 트레일러가 제공할 수 있는 것보다 더 엄격합니다. 패턴이 이 준수 검사 없이 통과하면 계산이 정확하더라도 잘못된 것입니다.

패턴 조작을 능가하는 최적화 레버

팀들은 더 큰 보상이 상자 단위에서 이루어질 때 패턴을 다듬는 데 몇 주를 보냅니다. 마스터 카튼을 12 × 10인치에서 데크를 제대로 타일링하는 발자국으로 이동하면 한 레이어의 단위 수가 12개에서 16개로 늘어날 수 있습니다. 이는 팔레트 밀도에서 33% 향상이며, SKU가 생성하는 모든 팔레트에 적용됩니다. 상자 너비가 0.5인치만 늘어나도 어떤 소프트웨어 조정보다 더 큰 가치가 있을 수 있습니다.

상자 위에서는 기하학보다는 단위화 및 취급 설계에서 이득이 옵니다: 하중을 분산하고 변형을 줄이기 위한 레이어 사이의 슬립 시트, 상단 레이어가 움직이지 않도록 하는 접착 점, 데크 자체를 잡는 최소 세 겹의 기본 랩이 제대로 적용된 스트레치 랩, 36인치 이상의 적재물에 코너 보드. 이들은 안정성 조치이지 개수 조치는 아니지만, 손상 청구 없이 더 높은 개수를 유지할 수 있게 해줍니다. 자동화는 여기서도 경제성을 바꾸는데, 라벨링과 팔레타이징 사이의 상자 자동 취급 매 사이클마다 특정 기본 레이어 방향과 특정 랩 장력을 유지할 수 있게 해주며, 교대조가 하는 대로 하지 않습니다.

더 나은 패턴의 처리량 비용

올바른 패턴 선택은 사이클 시간과 안정성 모두에 중요합니다. 기계가 수행할 수 있는 가장 효율적인 패턴은 모든 레이어가 동일하여 움직임이 같은 컬럼 적재입니다. 인터로킹은 두 세트의 좌표와 모션 프로그램이 필요하므로 로봇 셀은 홀수와 짝수 레이어를 별도로 처리해야 합니다. 전통적인 레이어 팔레타이저의 경우, 컬럼 기반 패턴은 최대 속도와 거의 같은 속도로 작동할 수 있지만, 인터로킹 패턴은 모든 사이클에서 속도가 느립니다.

그러나 패턴 사양보다 더 중요한 것은 기계의 종류입니다. 로봇 팔레타이저는 분당 10 케이스를 초과할 수 없고 픽당 20kg 미만인 반면, 전통적인 팔레타이저는 실제로 분당 28-30 사이클까지 수행할 수 있으며, 한 층당 12 케이스 미만의 낙하를 보입니다. 레이어 핸들링 기계는 전체 층을 배치하는 데 가장 빠르며, 전체 층 적재에서 다른 유형의 적재로 전환하는 데 2~5분밖에 걸리지 않는 반면, 전통적인 팔레타이저는 18~58분이 소요됩니다. 라인이 교대당 출력으로 평가될 때 케이스당 팔레트가 아니라, 느린 패턴은 세 개의 추가 상자가 가치 있는 것보다 더 많은 비용이 듭니다.

자동화가 패턴 최적화에 미치는 변화

패턴이 단순히 기계에 붙은 인쇄된 종이가 아니라 명령어로 존재할 때, 최적화는 일회성 작업이 아니라 프로세스의 일부가 됩니다. 레이어 패턴은 단위의 치수와 플랫폼 크기에서 얻은 배치 데이터베이스 형태로 시스템에 존재합니다. 레시피에는 레이어가 어떻게 교차하고, 회전하며, 위치를 변경하는지에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 작업자는 HMI를 통해 레시피를 선택하거나, 바코드나 시스템 정보에 따라 기계가 자동으로 선택합니다.

이러한 시스템을 더 효율적으로 만들기 위해 구현할 수 있는 세 가지가 있습니다. 첫째, 작업장이 생성되기 전에 오프라인 시뮬레이션에서 레이어에 도달할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 8번째 레이어에 도달할 수 없는 패턴은 프로그래밍 문제가 아니라 기계적 문제입니다. 둘째, 새로운 SKU가 시스템에 추가될 때 레시피 조정만 필요한지 확인해야 하며, 누가 담당하는지 정해야 합니다. 마지막으로, 엣지 서포트를 평가할 때 패턴 테스트를 현실적으로 유지하는 것이 중요합니다. 이상적인 포장으로 수행된 패턴을 테스트한 후 과포장되거나 부풀어 오른 박스로 테스트하면 배치 문제로 이어져 로봇 문제로 인식될 수 있습니다.

실제 비용이 발생하는 구성 실수

비용이 많이 드는 실수가 반복됩니다. 압축 한계를 확인하지 않고 팔레트당 레이어 수를 늘려 배송 상태는 양호하지만 하단 레이어가 변형되는 경우. 랙 대신 트레일러를 위해 설계하는 경우. 팔레트 수량 요구 사항을 충족하기 위해 일부 돌출을 허용하는 경우. 분리되지 않는 풋프린트를 소프트웨어 문제로 간주하고 포장 문제로 보지 않는 경우. 고객의 라우팅 지침을 읽기 전에 패턴을 확정하는 경우.

또한 더 복잡한 문제도 있습니다: 하중에 적합한 패턴이 아니라 기계에 적합한 패턴을 만드는 것입니다. 그리퍼에 적합하지만 하중의 무게 중심이 너무 높은 패턴은 공정 끝에서는 좋아 보이지만 트레일러에서는 실패합니다. 해결책은 특별히 흥미롭지 않습니다 — 하중 모델을 만들고, 수량을 확인하며 모든 가능한 높이와 무게 제한과 비교한 후에야 기계를 조정하는 것입니다.

이 그림에서 benlongkj가 어떻게 맞는지

우리는 우리의 위치에 대해 솔직해야 합니다. benlongkj는 자동 조립 시스템을 구축합니다, 사출 금형 및 전용 생산 라인 — 몰딩과 조립부터 테스트 및 포장까지 차단기를 처리하는 MCB 자동 생산 라인을 포함합니다. 시작 위치에서 우리는 팔레타이저 제조업체가 아니며 패턴 최적화를 위한 소프트웨어도 제공하지 않습니다. 대신, 우리가 서비스의 틀 내에서 제공하는 것은 산업 제조 순서 설계로, 이는 축적, 방향 설정, 라벨링 및 검사 과정을 포함하며 제품을 팔레타이징에 도입하는 것과 관련됩니다.

이것은 매우 중요하게 강조해야 할 점입니다. 일반적으로 패턴 실패에 대해 팔레타이저가 비난받지만 실제로 실패 원인은 훨씬 상류에 있습니다. 케이스가 15° 회전되어 도착하거나 과충전되었거나 라벨이 잘못된 쪽을 향하고 있을 때는 어떤 패턴도 도움이 되지 않습니다. 우리의 작업 대부분은 좋은 레시피가 효과적으로 구현될 수 있도록 일관된 입력을 만드는 데 집중되어 있습니다.

자주 묻는 질문

팔레트 패턴 시트에서 TI와 HI는 무엇을 의미합니까?

TI는 한 층에 몇 개의 단위가 있는지를 나타내고 HI는 팔레트에 몇 층이 있는지를 나타냅니다. 16 × 4 구성은 총 64개의 단위를 의미합니다. 두 숫자 모두 사양서나 라우팅 문서에 제공되어야 하며, 수령 창고는 스트레치 커버를 뜯지 않고도 하중을 이 숫자들과 비교하여 확인합니다.

층당 단위 수는 어떻게 계산합니까?

데크 길이를 단위 길이로 나누고, 데크 너비를 단위 너비로 나눈 다음 두 결과 값을 곱합니다. 예를 들어, 48 × 40인치 데크와 12 × 10인치 상자의 경우 길이 방향으로 4개, 너비 방향으로 4개가 되어 총 16개 단위가 됩니다. 단위가 데크에 고르게 맞지 않는 경우, 데크 일부를 포기하거나 단위가 걸치도록 허용하거나 대체 행을 배치하는 것 중에서 결정해야 합니다.

컬럼 적층과 인터로킹 중 어느 것이 더 낫습니까?

압축 강도와 사이클 시간이 주요 관심사라면 컬럼 적층을 수행할 수 있습니다. 하중이 장거리 운송을 견뎌야 한다면 이 시점에서 인터로킹을 사용해야 합니다. 인터로킹은 코너가 더 이상 정렬되지 않기 때문에 상자의 압축 강도의 약 40~50%가 필요하므로, 무거운 제품을 장거리 운송하고 포장이 잘 되어 있는 경우에는 적합하지 않다는 점을 주목할 가치가 있습니다.

팔레타이징 로봇이 동일한 팔레트에서 여러 SKU를 처리할 수 있습니까?

물론입니다. 혼합 SKU 및 레인보우 팔레트의 사용은 오늘날 자동화된 레시피 기반 셀에서 일반적이며, 기계 소프트웨어는 필요한 만큼 많은 제품을 처리할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 따라서 매체는 박스용 진공 패드가 파우치를 집을 수 없기 때문에 공구 측면에서만 제한된 가능성을 허용합니다.

팔레트 패턴이 운송 비용에 영향을 미칩니까?

간단히 말해, 치수 중량과 팔레트 밀도는 실제 중량 또는 치수 중량 중 더 큰 쪽을 기준으로 운송업체 요금이 부과되는 원인이 됩니다. 본질적으로 팔레트가 더 조밀할수록 동일한 제품 적재 수준에 대해 배송 횟수가 줄어듭니다. 레이어당 12~16 단위는 동일한 트레일러 크기와 비교하여 밀도 최적화가 33% 증가함을 의미합니다.

참고 자료

• ISO — ISO 3394:2012 강직한 직사각형 포장 치수
• NIST — Handbook 44, 계량 장치의 사양, 허용 오차 및 기타 기술 요구 사항
• UL Solutions — 팔레트 및 단위 적재 시험 기준
• ASTM International — D4169 운송용 컨테이너 및 시스템 성능 시험 표준
• US EPA — 팔레트 재사용 및 목재 포장 지침
• MHI — 단위 적재 및 팔레타이징 참고 자료

결론

팔레트 적재 설계는 운송 과정의 일부는 아니지만, 최종 설계가 정의되기 전에 팔레트 레이아웃과 설계 보호를 위한 조치 모두에 대해 평가하는 것이 필수적입니다. 최종 설계 계획에 도달하기 전에 고려되어야 합니다. 팔레트를 어떻게 배열할지 결정할 때 사용자는 열 구성과 인터록 구성이라는 두 가지 팔레트 구성 중 하나를 선택해야 합니다. 두 구성은 각각 압축성 및 조립과 해체 시간에서 차이가 있습니다. 이와 관련하여 전체 과정의 첫 번째 단계는 팔레트에 놓인 운송용 상자를 측정하는 것입니다. 적절한 크기의 운송용 상자는 그 어떤 것보다도 과정에서 더 나은 결과를 제공합니다. 따라서 운송용 상자가 요구되는 적재 구성과 호환되는지 확인하는 것도 중요합니다.