Сколько запасных аккумуляторов требуется для сканеров склада?

Сколько запасных аккумуляторов требуется для сканеров склада?

На складе может быть достаточно портативных компьютеров для каждого оператора, но при этом всё равно теряться производительное время из-за того, что планирование аккумуляторов было сделано постфактум.

Проблема обычно возникает в самый неподходящий момент. Группа сборщиков начинает смену в вечернее время, у нескольких сканеров уровень заряда уже ниже 30 %, а запасные аккумуляторы в зоне зарядки либо разряжены, либо стареют, либо ещё находятся в использовании. Устройства исправны. Проблема — в пуле аккумуляторов.

Покупка слишком малого количества аккумуляторов вызывает простои. Покупка слишком большого количества приводит к неоправданному расходу бюджета и простаиванию литий-ионных аккумуляторов. Оптимальное количество зависит от четырёх практических параметров: количество используемых устройств, продолжительность их работы, реальный срок службы аккумулятора и скорость, с которой разряженный аккумулятор возвращается в рабочее состояние.

Это руководство объясняет, как превратить эти входные данные в реалистичный план аккумуляторов и зарядных устройств для складских ПДА, мобильных компьютеров и беспроводных сканеров штрих-кодов.

Сначала определите, что означает «запасной аккумулятор»

Количество аккумуляторов часто вызывает путаницу, поскольку три разных группы называют «запасными». Лучше разделить их.

• Установленные аккумуляторы находятся внутри устройств, которые в настоящее время находятся в эксплуатации.

• Аккумуляторы для ротации обеспечивают работу следующей смены, пока разряженные блоки заряжаются.

• Резервные аккумуляторы покрывают отказы оборудования, задержки при зарядке, сверхурочную работу, сезонные пики и аккумуляторы, изъятые из эксплуатации.

Предположим, на складе работает 50 портативных терминалов в две смены. В устройствах может быть установлено 50 аккумуляторов, ещё 50 — в ротационном пуле и от 5 до 10 настоящих резервных аккумуляторов.

В этом случае на объекте имеется в общей сложности от 105 до 110 аккумуляторов, но только от 55 до 60 из них являются «запасными» — сверх тех, которые уже установлены.

Разделение этих категорий предотвращает ошибки как при закупке, так и в учётных записях запасов.

Четыре цифры, необходимые перед расчётом

1. Количество устройств, используемых одновременно

Укажите количество устройств, активно используемых в самый загруженный момент дня, а не общее количество, указанное в реестре активов.

Компания может владеть 80 сканерами, но если одновременно используются только 60, исходное число — 60. С другой стороны, временные работники в период пиковой нагрузки могут повысить уровень одновременного использования выше обычного.

Используйте пиковое значение, когда план аккумуляторов должен охватывать и такие периоды.

Мы будем называть это число N .

2. Ежедневное время работы

Не ограничивайтесь формулировками «одна смена» или «две смены». Укажите фактическое количество часов, в течение которых каждое устройство предполагается находиться вне зарядного устройства.

Восьмичасовая смена может включать 30-минутный перерыв, когда устройства можно подключить к зарядным станциям. Номинально 16-часовая работа может включать окно передачи смены продолжительностью один час.

Эти детали влияют на количество физических аккумуляторов, необходимых для работы.

Мы будем называть требуемый период эксплуатации H .

3. Фактическое время автономной работы при реальной рабочей нагрузке

Ёмкость аккумулятора, указанная на этикетке, не совпадает с фактическим временем автономной работы в вашем складе.

Частота сканирования, трафик Wi-Fi, яркость экрана, голосовые приложения, использование RFID, температура и возраст аккумулятора — всё это влияет на энергопотребление.

Заявленное производителем время автономной работы — полезная исходная точка, однако решение о закупке должно основываться на пилотном тестировании в течение типичной смены.

Используйте время от обычного начального уровня заряда до порогового значения замены, установленного на объекте — например, когда команда обычно заменяет аккумулятор при уровне заряда 15 % или 20 % — вместо того чтобы разряжать каждый аккумулятор до полного отключения устройства.

Мы будем называть это проверенным фактическим временем автономной работы Пруток .

4. Время зарядки и доступное количество гнёзд для зарядки

Время подзарядки определяет, сможет ли аккумулятор вернуться в эксплуатацию до того, как он снова понадобится. Мощность зарядного устройства определяет, сколько аккумуляторов могут одновременно заряжаться.

Оба показателя имеют значение.

Аккумулятор, который заряжается за четыре часа, не будет готов к работе через четыре часа, если два часа он просто ждёт освобождения зарядной станции.

Мы будем называть это полным временем подзарядки C .

Практичный метод планирования аккумуляторов

Универсального соотношения, подходящего для каждого склада, не существует. Предлагаемый ниже метод надёжнее, чем применение правила «один резервный аккумулятор на устройство» ко всем операциям.

Шаг 1: Проверьте, покрывает ли один аккумулятор расчётный рабочий период

IF H меньше или равно R , один исправный аккумулятор должен обеспечивать запланированный рабочий период.

Следовательно, объект с одной сменой может начать работу с одного установленного аккумулятора на каждое устройство и дополнительно создать резервный пул для исключительных ситуаций.

Для стабильной работы в помещении от 10 % до 20 % активного парка является разумным диапазоном планирования резервного пула. Это отправная точка, а не отраслевое правило. Процент следует скорректировать после анализа реальных отказов, сверхурочной работы и пиковой нагрузки.

Для 30 активных устройств:

• Установленные аккумуляторы: 30

• Начальный диапазон резерва: от 3 до 6

• Общий запас аккумуляторов: от 33 до 36

Если некоторые аккумуляторы не могут обеспечить смену во время пилотного этапа, не увеличивайте процент резерва просто так.

Сначала определите, вызвана ли проблема возрастом аккумуляторов, необычно высокой нагрузкой на устройство или техническими характеристиками времени работы, не соответствующими условиям эксплуатации.

Шаг 2: Добавьте аккумулятор для ротации, если один блок не обеспечивает работу в течение дня

Если устройства работают в две смены, а одного аккумулятора недостаточно для полного рабочего цикла, то обычно оптимальной отправной точкой является ротационный пул в соотношении 1:1.

Один комплект аккумуляторов питает устройство, в то время как второй готов к замене или находится на зарядке.

Базовая формула выглядит следующим образом:

Ротационные аккумуляторы = N

Затем добавляется меньший резервный пул для компенсации неисправностей и колебаний в эксплуатации.

Для 30 активных устройств, работающих в две смены:

• Установленные аккумуляторы: 30

• Ротационные аккумуляторы: 30

• Резервные аккумуляторы: примерно от 3 до 6

• Общее количество аккумуляторов в инвентаре: примерно от 63 до 66

Этот план действует только при условии, что возвращённые аккумуляторы можно зарядить до момента их следующего использования. Именно поэтому количество постов зарядки рассчитывается отдельно.

Шаг 3: Проверка условия непрерывного вращения 24/7

Для непрерывной работы ключевой вопрос заключается не в том, сколько смен отображено в расписании. Вопрос в том, успеет ли разряженный аккумулятор полностью зарядиться до того, как другой аккумулятор возьмёт на себя питание устройства.

Полезная теоретическая проверка выглядит следующим образом:

Минимальное количество физических аккумуляторов на постоянно активное устройство = округление вверх значения (R + C) ÷ R

Если аккумулятор работает восемь часов и заряжается четыре часа:

Округление вверх значения (8 + 4) ÷ 8 = 2 аккумулятора на устройство

С математической точки зрения один установленный аккумулятор и один резервный аккумулятор обеспечивают непрерывную работу.

На практике на объекте всё равно требуется резервный запас, поскольку реальные склады не работают с лабораторной эффективностью. Аккумуляторы возвращаются с опозданием, зарядные боксы выходят из строя, температура колеблется, а старые комплекты теряют время автономной работы.

Если время зарядки превышает полезное время работы, двух комплектов на устройство может быть уже недостаточно.

Например, время работы в течение восьми часов в сочетании с девятиминутным временем зарядки требует наличия как минимум трёх физических аккумуляторов на каждое постоянно работающее устройство до добавления резерва.

Именно поэтому фиксированное соотношение 1:1 ни в коем случае не следует утверждать без проверки как времени работы, так и времени зарядки.

Достаточно ли у вас боксов для зарядки?

План по аккумуляторам может выглядеть корректным на бумаге, но всё равно провалиться на станции зарядки.

Чтобы оценить минимальное количество боксов для зарядки, сначала определите:

• D: количество разряженных аккумуляторов, возвращаемых при замене

• М: количество часов, доступных до того, как эти аккумуляторы снова понадобятся

• C: время зарядки одного аккумулятора

Затем рассчитайте, сколько аккумуляторов один бокс может полностью зарядить в этот период:

Завершённые зарядки на один бокс = целая часть от W ÷ C

И:

Минимальное количество зарядных боксов = округление вверх значения D ÷ количество завершённых зарядок на один бокс

IF W короче, чем C , полностью разряженный аккумулятор не удастся полностью зарядить до установленного срока даже при немедленной доступности бокса.

Следует расширить окно зарядки, добавить ещё один комплект ротации или использовать сертифицированное решение с более быстрой зарядкой. Простое добавление боксов не решит проблему с соблюдением сроков.

Вот простой пример.

Операция с 50 устройствами возвращает 50 полностью разряженных аккумуляторов. Аккумуляторы снова потребуются через восемь часов, а полная зарядка одного аккумулятора занимает четыре часа.

• Каждый бокс теоретически способен зарядить два аккумулятора за восемь часов.

• Теоретический минимум — 25 боксов.

Эта цифра предполагает, что первая партия аккумуляторов начинает заряжаться сразу же и персонал заменяет её сразу по завершении зарядки.

Если аккумуляторы пролежат в приёмном контейнере час или если сотрудники не загрузят вторую партию вовремя, 25 боксов не обеспечат ожидаемого результата. В условиях интенсивных передач аккумуляторов или недостаточного контроля процесса зарядки увеличение количества боксов делает план более надёжным.

Многосекционные зарядные устройства зачастую практичнее, чем зарядка аккумуляторов внутри отдельных устройств. Они централизуют парк аккумуляторов, уменьшают количество проводов и упрощают визуальный контроль за состоянием зарядки элементов.

Перед покупкой убедитесь, что заменяемые аккумуляторы прошли тестирование именно в тех моделях зарядных устройств или док-станций, которые используются на объекте.

Быстрая таблица планирования

Приведённая ниже таблица служит отправной точкой для расчёта бюджета, но не заменяет собой проверку на объекте.

В расчёте предполагается наличие съёмных аккумуляторов, рабочего времени, достаточного для одного восьмичасового сменного цикла, времени зарядки короче времени работы и достаточного количества секций зарядного устройства для полного цикла ротации.

Активные устройства	Одна 8-часовая смена: резервный парк	Две смены: резервный парк	круглосуточная работа: резервный парк
10	2	11–12	12–13
30	3–6	33–36	35–38
50	5–10	55–60	58–63
100	10–20	110–120	115–125

«Резервный парк» в этой таблице включает аккумуляторы для ротации и резервные элементы сверх тех, что установлены в каждом активном устройстве.

Например, при работе 24 часа в сутки с 50 устройствами и 60 резервными аккумуляторами общее количество аккумуляторов составит примерно 110 штук.

Увеличьте диапазон, когда:

• На объекте часто возникают сверхурочные часы или сезонные пики нагрузки.

• Аккумуляторы используются в холодильных помещениях или на открытых зонах погрузки.

• Операторы возвращают аккумуляторы с опозданием или в другие места зарядки.

• Старые и новые партии аккумуляторов смешиваются.

• Срок поставки заменителей длительный.

• Некоторые места для зарядки регулярно недоступны.

Снижайте диапазон только после анализа эксплуатационных данных, подтверждающих, что резервный парк аккумуляторов постоянно имеет неиспользуемый запас мощности.

Конструкция устройства может изменить ответ

Не каждый сканер для склада использует батареи одинаковым образом.

Мобильные компьютеры со съёмными батареями

Многие прочные КПК и мобильные компьютеры разработаны с учётом использования съёмных аккумуляторных блоков. Эти устройства лучше всего подходят для управляемого ротационного пула.

Например, Zebra указывает модель MC3300x со съёмным аккумулятором ёмкостью 7000 мА·ч, временем полной зарядки менее пяти часов и поддержкой горячей замены.

Эти технические характеристики полезны при планировании, однако они не заменяют тест продолжительности работы с использованием собственных приложений склада, настроек беспроводной связи и объёма сканирования.

Некоторые портативные терминалы iData также поддерживают съёмные аккумуляторы, резервное питание во время замены батареи и аксессуары для многопозиционной зарядки.

Набор функций зависит от конкретной модели, поэтому модель устройства, артикул аккумулятора и зарядное устройство должны быть согласованы совместно.

Беспроводные сканеры, заряжаемые как единое устройство

Некоторые беспроводные сканеры штрих-кодов заряжаются путем помещения всего сканера в док-станцию.

Даже если внутренний аккумулятор можно заменить при ремонте, он может быть не предназначен для замены оператором в течение смены.

В этом случае на объекте могут потребоваться резервные сканеры, а не большой запас отдельных аккумуляторов.

Это особенно важно при планировании поддержки компактных сканеров Mindeo и других устройств, заряжаемых в док-станции. Перед применением коэффициентов, приведённых в этой статье, уточните, можно ли пользователю извлекать аккумулятор и существует ли отдельное зарядное устройство для аккумуляторов.

Поддержка горячей замены не означает неограниченного времени замены

Поддержка горячей замены обычно основана на небольшом внутреннем резервном источнике питания, который поддерживает сессию в течение ограниченного периода.

Оператору по-прежнему необходимо соблюдать процедуру, указанную производителем, и своевременно установить заряженный аккумулятор.

Никогда не предполагайте, что все версии в рамках одной линейки продукции поддерживают одинаковое поведение. Поколение устройства, операционная система и электроника аккумулятора могут влиять на процесс замены.

Пять способов контроля над парком аккумуляторов

1. Присвойте каждому аккумулятору уникальный идентификатор

Нанесите на каждый блок простой номер актива или штрих-код. Зафиксируйте партию закупки, дату первого использования и место эксплуатации.

Когда устройство преждевременно отключается, персонал может сообщить идентификатор аккумулятора вместо описания вроде «один из чёрных аккумуляторов».

2. Разделите зоны: готовых к использованию, заряжающихся и карантинных

Не размещайте заряженные и разряженные аккумуляторы на одной полке.

Используйте чётко обозначенные зоны для:

• Готовы к использованию

• Ожидают зарядки

• Зарядка

• На проверке или сняты с эксплуатации

Процесс должен быть понятен новому оператору без длительных пояснений.

3. Проводите ротацию запасов вместо того, чтобы брать ближайший комплект

Без правила ротации аккумуляторы, расположенные ближе всего к передней части зарядного устройства, используются многократно, в то время как остальные остаются неиспользованными.

Простая процедура «первым пришёл — первым ушёл» обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по всему пулу и даёт более полезные данные о производительности.

4. Фиксируйте ранние возвраты

Отслеживайте, сколько аккумуляторов возвращается до достижения обычного порога замены и почему.

Рост доли ранних возвратов может указывать на старение элементов, проблемы с зарядкой, новое энергоёмкое применение или плохой контакт между аккумулятором и устройством.

5. Проанализируйте план после пикового сезона

Первый расчёт — это прогноз.

Фактические сроки возврата, очереди на зарядку и записи о неисправных комплектах показывают, перекомплектована ли автопарк или недостаточно защищена.

Проверьте эти цифры после полного рабочего цикла и после любых значительных изменений в графике смен, программном обеспечении или температуре на складе.

Распространённые ошибки при планировании

Использование ёмкости, указанной на этикетке, как гарантии времени работы

Две батареи с одинаковым номиналом в мА·ч могут обеспечивать разное время работы из-за различий в нагрузке устройства, состоянии элементов, конструкции защиты и методах тестирования.

Планируйте исходя из подтверждённого времени работы, а не из наибольшего числа, указанного на этикетке.

Учёт зарядных устройств, но не гнёзд для зарядки

фраза «у нас восемь зарядных устройств» неинформативна, если неизвестно количество рабочих гнёзд у каждого устройства.

Четырёхгнездное устройство с одним неисправным гнездом предоставляет три рабочих гнезда, а не четыре.

Предположение, что каждая батарея подходит ко всем держателям

Заменённый аккумулятор может питать портативное устройство, но при этом некорректно заряжаться в зарядном устройстве для запасных батарей.

Протестируйте аккумулятор в устройстве, в одногнездовой подставке и во всех моделях многогнездовых зарядных устройств, используемых заказчиком, до утверждения крупного заказа.

Смешивание аккумуляторов без записей о партиях

Когда старые и новые комплекты аккумуляторов смешиваются без идентификации, руководители не могут определить, вызвано ли сокращение времени автономной работы проблемой устройства или деградацией аккумулятора.

Записи о партиях позволяют быстрее и обоснованнее принимать решения о замене.

Часто задаваемые вопросы

Сколько запасных аккумуляторов должен хранить склад на один сканер?

Для одного рабочего смены, которую один аккумулятор может покрыть с комфортом, начните с оценки резерва, составляющего примерно от 10 % до 20 % от количества активно эксплуатируемых устройств.

Для двухсменной или непрерывной работы распространённой отправной точкой является один резервный аккумулятор на каждое активное устройство, однако это справедливо только при условии, что разряженный комплект успевает полностью зарядиться до следующего использования.

Достаточно ли одного запасного аккумулятора на устройство для круглосуточной (24/7) эксплуатации?

Этого может быть достаточно, если полезное время автономной работы превышает время зарядки, мощность зарядного устройства достаточна, а также на объекте поддерживается небольшой резерв для случаев отказов и задержек.

Если время подзарядки превышает время работы, может потребоваться более двух физических аккумуляторов на устройство.

Стоит ли покупать больше аккумуляторов или больше гнёзд для зарядки?

Сначала проверьте очередь на зарядку.

Если заряженные аккумуляторы имеются в наличии, но устройства всё равно разряжаются, объём пула аккумуляторов может быть недостаточным или распределение — неоптимальным.

Если разряженные аккумуляторы ожидают освобождения гнёзд, добавление только аккумуляторов лишь увеличит очередь. На объекте требуется большая мощность зарядки или более эффективное расписание зарядки.

Снижает ли замена аккумулятора на модель с повышенной ёмкостью количество запасных элементов?

Возможно, но только если аккумулятор с повышенной ёмкостью совместим по размеру с устройством, работает с его зарядным устройством и обеспечивает увеличение времени автономной работы в репрезентативном тесте.

Одна лишь ёмкость не гарантирует механическую, электрическую или коммуникационную совместимость.

Нуждаются ли устройства с возможностью горячей замены аккумуляторов в запасных батареях?

- Да, я знаю.

Горячая замена ускоряет процесс замены и может сохранить сеанс пользователя, но не обеспечивает дополнительную энергию. Заряженный резервный аккумулятор всё равно должен быть готов к использованию, когда установленный блок достигнет порога замены.

Планируйте систему, а не только закупку аккумуляторов

Оптимальный план резервных аккумуляторов — это минимальный пул, который обеспечивает бесперебойную работу всех необходимых устройств без создания узкого места при зарядке.

Начните с подсчёта активно используемых устройств, измерьте реальное время автономной работы в условиях эксплуатации, проверьте время перезарядки с помощью фактического зарядного устройства и определите временной интервал возврата оборудования между сменами.

Затем добавьте резерв на основе уровня операционных рисков конкретного объекта — а не по общему процентному значению, заимствованному из другого склада.

Cowon предоставляет решения для замены аккумуляторов для складских ПДА, портативных терминалов и сканеров штрих-кодов, включая мобильные компьютеры Zebra серии MC33, отдельные модели портативных устройств iData и сканеры Mindeo.

Для проектов автопарков направьте нам модель устройства, оригинальный артикул аккумулятора, необходимое количество, график смен и информацию о зарядных устройствах. Мы поможем проверить совместимость аккумуляторов, провести тестирование образцов и оценить требования к долгосрочным поставкам до начала массового производства.