Оптимальные решения для хранения: AutoStore в сочетании с другими системами – принудительное размещение всего в одном кубе означает автоматизацию без учета реальных потребностей

Ограничения автоматизации складских операций: где технологии дают сбой

Система AutoStore зарекомендовала себя как одно из наиболее значимых нововведений в интралогистике. Она обеспечивает эффективное хранение мелких деталей, объединяя их в стандартизированные контейнеры и укладывая в алюминиевую сетку без традиционных проходов. Роботы транспортируют необходимые контейнеры к рабочим местам, обеспечивая высокую плотность хранения и короткие расстояния для сотрудников. Однако, несмотря на эти впечатляющие преимущества, это, казалось бы, универсальное решение также сопряжено с рисками. Реальность показывает, что не каждый товар подходит для автоматизации в AutoStore. С экономической точки зрения, наибольшая выгода достигается не путем принудительного включения в систему любого товара, а путем целенаправленной автоматизации подходящего ассортимента. Паллеты, крупногабаритные товары или товары со специальными требованиями представляют собой проблемы, которые часто упускаются из виду во многих складских операциях. В этой статье мы рассмотрим пригодность AutoStore, выделим ограничения технологии и покажем, как целенаправленное сочетание различных решений для хранения может привести к более экономичной логистике.

AutoStore не является универсальной системой хранения данных

Система AutoStore считается одним из самых новаторских решений в современной интралогистике. Она уплотняет мелкие детали в стандартизированных контейнерах, укладывает их в алюминиевую сетку без традиционных проходов и позволяет роботам сверху транспортировать необходимые контейнеры к рабочим местам. Результат может быть впечатляющим: высокая плотность хранения, короткие расстояния для сотрудников, хорошая масштабируемость и в значительной степени стандартизированная техническая конструкция. Однако кажущаяся элегантность системы может привести к опасному упрощению. На презентациях мощный инструмент быстро превращается в якобы универсальное решение для всего склада.

С экономической точки зрения, этот взгляд ошибочен. AutoStore получает наибольшую выгоду не за счет принудительного включения в систему всех возможных товаров, а за счет автоматизации точного учета необходимых запасов. Поддоны, крупногабаритные товары, очень тяжелые предметы, некоторые опасные материалы, высокопроизводительные процессы с высокой изменчивостью и рабочие процессы, напрямую зависящие от доступа, подчиняются иным логистическим принципам, чем мелкие товары в контейнерах. Те, кто игнорирует эти различия, платят за сложность, которая не приносит никакой соответствующей добавленной стоимости.

Таким образом, ключевой вопрос заключается не в том, работает ли AutoStore в принципе. Технология доказала свою эффективность во многих областях применения. Скорее, решающим фактором является то, для какой части ассортимента продукции, для какой структуры заказов и в рамках какого общего решения система будет работать экономично. Во многих складах наилучшее решение заключается не в подходе «или-или», а в целенаправленно разработанном сочетании AutoStore, палетного хранения, высотных складов и автоматизированного хранения в бункерах или контейнерах.

Технологии процветают при наличии четких границ

AutoStore — это, по сути, автоматизированная система хранения товаров в контейнерах, основанная на принципе «товар к человеку». Сотрудникам больше не нужно ходить по длинным проходам; вместо этого товары поступают в контейнерах на эргономично спроектированное рабочее место. Роботы перемещаются вдоль сетки, поднимая контейнеры с вертикальных стопок и временно переставляя контейнеры над ними. Часто используемые товары, как правило, перемещаются вверх по мере их использования, в то время как менее часто используемые контейнеры остаются внизу системы. Это естественное, зависящее от доступа переупорядочивание является ключевым компонентом модели производительности системы.

Стандартизация является одновременно и преимуществом, и ограничением. Доступные контейнеры имеют полезную внутреннюю площадь примерно 600 на 400 миллиметров и выпускаются различной высоты. Допустимый вес обычно составляет максимум 30 килограммов на контейнер. Это делает систему идеальной для многих запасных частей, электронных изделий, предметов одежды, фармацевтических препаратов, инструментов, расходных материалов и мелких товаров. Однако эта пригодность быстро снижается, как только товары становятся слишком длинными, слишком высокими, слишком тяжелыми, чувствительными к совместному хранению или требуют специальных грузовых контейнеров для погрузки и разгрузки.

Высота здания также используется иначе, чем в традиционном высотном складе. В зависимости от типа контейнера, высота потолков достигает примерно шести метров; выше этого уровня требуется пространство для работы роботов, технического обслуживания и безопасного доступа. В существующих зданиях с низкими потолками или неправильной формы этот метод строительства может быть исключительно выгодным. Однако в зале высотой 20, 30 или 40 метров концепция AutoStore сама по себе лишь частично использует доступную высоту. Поэтому высокую плотность застройки не следует путать с оптимальным использованием пространства в любом объеме здания.

Пригодность контейнера определяется его характеристиками

Первый и наиболее важный критерий — физические характеристики товара. Если товар не помещается надежно в подходящую тару, AutoStore не является подходящим основным решением. Это относится к длинномерным грузам, трубам, профилям, крупным запасным частям, мебельным компонентам, шинам, контейнерам, мешкам, многочисленным деталям машин и многим товарам из строительной, сантехнической или оптовой отраслей. Теоретического хранения недостаточно. Товар также должен надежно храниться, сортироваться, отбираться, подсчитываться и извлекаться без выступающей упаковки или деформации контейнеров.

Вес устанавливает еще одно четкое ограничение. Предмет весом 28 килограммов технически может поместиться в контейнер, но все равно создаст неподходящий процесс. Если сотрудники регулярно поднимают его вручную в порту, возникают эргономические риски, и предъявляются дополнительные требования к вспомогательным средствам для подъема. Если несколько тяжелых предметов хранятся вместе, лимит веса быстро достигается. Кроме того, хотя плотно заполненный контейнер технически может быть допустимым, он предлагает меньшую гибкость для изменения ассортимента и неправильной загрузки. Поэтому при планировании необходимо учитывать не только средний вес, но и крайние случаи, изменения упаковки и будущий ассортимент продукции.

Объем и форма также имеют экономическое значение. Крупный, легкий предмет может почти полностью заполнить контейнер, даже если его стоимость и частота доступа невелики. В этом случае дорогостоящее автоматизированное складское пространство тратится впустую на пустое место и упаковку. И наоборот, очень мелкие детали можно эффективно размещать внутри контейнера с помощью разделителей. Чем лучше объем, вес и схемы доступа соответствуют структуре контейнера, тем больше экономическая выгода на одно место хранения. Поэтому количество хранимых товаров само по себе не очень информативно. Важно то, какой полезный объем товаров фактически содержится внутри контейнеров.

Максимальная плотность не означает автоматически максимальную эффективность

Высокая плотность хранения — один из главных аргументов в пользу AutoStore. По сравнению с ручными стеллажными системами, то же количество товаров можно хранить на значительно меньшей площади. В подходящих случаях вместимость может быть увеличена в несколько раз на той же площади. Это особенно ценно, когда земля дорогая, пространство для расширения ограничено или необходимо избежать переезда. Освободившееся пространство также может быть использовано для производства, консолидации, упаковки или дополнительных процессов с добавленной стоимостью.

Однако структурная плотность и экономически эффективная плотность не идентичны. Если контейнеры заполнены лишь частично из-за невозможности смешивания товаров или неэффективного размера запасов, значительная часть геометрического объема остается неиспользованной. Страховой запас, разделение партий, сроки годности, сортировка по клиентам и состояние качества также могут потребовать дополнительных контейнеров. Поэтому склад может выглядеть чрезвычайно компактным на плане, но при этом демонстрировать низкую эффективность использования объема.

С экономической точки зрения важно не количество контейнеров, помещающихся в сетку, а количество надежно доступных единиц товара на квадратный метр. Это включает в себя пространство для портов, конвейерных систем, приемки товаров, перегрузки, упаковки, технического обслуживания, противопожарной защиты и потенциального расширения. Простое сравнение площади сетки с площадью стеллажей недооценивает ограничения системы. Тщательный расчет учитывает весь процесс от приемки товаров до отгрузки, принимая во внимание фактическую емкость хранения, полезный уровень заполнения и необходимое рабочее пространство.

Особенно важны товары, размеры упаковки которых часто меняются. Ассортимент продукции может идеально помещаться в контейнеры в плановый год, но два года спустя, с появлением более крупных партий, рекламных упаковок или предварительно собранных компонентов, размеры могут выйти за пределы допустимых значений. Технический срок службы оборудования превышает срок службы многих производственных циклов. Поэтому для анализа инвестиций необходимы не только исторические данные, но и несколько сценариев на будущее.

Когда траншея становится источником риска для производительности

Система AutoStore обеспечивает высокую плотность размещения контейнеров, укладывая их друг на друга. Цена этой плотности — так называемый «эффект копания». Если запрашиваемый контейнер находится глубоко в колонне, роботы должны сначала поднять контейнеры сверху и переместить их на свободные места. При стабильных схемах доступа логика системы компенсирует этот эффект: часто используемые контейнеры, как правило, располагаются выше, а реже — ниже. Это особенно хорошо работает, когда спрос можно определить достаточно рано, а заказы в некоторой степени предсказуемы.

Резкие изменения создают проблемы. Если ранее редко востребованный товар внезапно становится бестселлером из-за рекламной акции, сбоя в цепочке поставок, изменения погоды или вирусной инфекции, его контейнер может быть первоначально спрятан глубоко в системе. Многочисленные одновременные обращения приводят к дополнительным перемещениям. Роботам приходится не только предоставлять контейнеры, необходимые для продаж, но и извлекать и заново укладывать их. Это увеличивает колебания времени доступа и может ограничивать производительность в и без того загруженный пиковый период.

Неглубокий доступ к данным также может быть недостатком. Если многие товары запрашиваются с одинаковой вероятностью, в верхней части списка остается меньше товаров с постоянно высоким спросом. В этом случае системе приходится чаще обращаться к более глубоким уровням. Напротив, ассортимент с четко определенными быстро, средне и медленно продаваемыми товарами проще организовать. Поэтому утверждение о том, что AutoStore подходит для множества товарных позиций, является неполным. Решающим фактором является сочетание количества товаров, глубины складского учета, распределения доступа, структуры заказов и требуемого времени отклика.

При крайне коротких сроках доставки и высокой волатильности объемов заказов более выгодной может оказаться челночная система с прямым доступом к ячейкам хранения. В такой системе каждое место хранения имеет более удобный доступ, тогда как AutoStore достигает более высокой плотности за счет потенциальных перемещений. Выбор более экономичной архитектуры не зависит от одного показателя пиковой производительности. Ключевые факторы включают гарантированную производительность, диапазон колебаний, количество рабочих мест, продолжительность пиковой нагрузки и стоимость необходимого резервирования.

Порты и люди по-прежнему остаются узким местом

Количество роботов очевидно и поэтому часто становится предметом обсуждения производительности. Однако на практике рабочие места и связанные с ними процессы часто ограничивают пропускную способность. Порт может работать только с той скоростью, с которой осуществляется подача контейнеров, идентификация товаров, отгрузка грузов, подтверждение заказов и смена контейнеров назначения. Сложные проверки качества, регистрация серийных номеров, деликатная упаковка, многократная отгрузка или трудоемкая консолидация значительно снижают фактическую производительность по сравнению с теоретическим максимумом.

В зависимости от типа порта технически возможно несколько сотен операций по извлечению контейнеров в час. Однако это не обязательно означает такое же количество выполненных заказов. Один контейнер может использоваться для нескольких операций по извлечению, в то время как для одного заказа может потребоваться несколько исходных контейнеров. К важнейшим факторам относятся среднее время извлечения, метод подтверждения, обработка ошибок, обмен контейнерами в пункте назначения, пополнение запасов и наличие подходящих заказов. Поэтому анализ производительности должен основываться на фактическом времени выполнения процесса, а не на прогнозируемых показателях.

Эргономика и квалификация персонала остаются актуальными. Доставка товаров непосредственно к получателю значительно сокращает расстояния пеших прогулок и физически утомительные поисковые движения. В то же время это увеличивает рабочую нагрузку на рабочем месте. Высокий, постоянный темп работы может быть монотонным и создавать новые эргономические проблемы. Ориентация экрана, освещение, зона досягаемости, наклон контейнеров, вспомогательные средства для подъема тяжестей, графики перерывов и ротация рабочих мест — все это влияет на производительность и количество ошибок. Система не заменяет полностью людей, а скорее преобразует их задачи из повторяющейся, последовательной работы в целенаправленную, темповую обработку.

Еще одно узкое место возникает после порта. Если скорость комплектации заказов увеличивается, но упаковка, маркировка, проверка на наличие опасных материалов, консолидация или подготовка к отгрузке не успевают за этим темпом, очередь просто смещается. Поэтому экономически целесообразная концепция не предполагает использования AutoStore изолированно, а скорее всей технологической цепочки. Дополнительные роботы малополезны, если порты уже перегружены или если контейнеры в пункт назначения не разгружаются вовремя.

Неподходящие условия окружающей среды и безопасности

Стандартные модули обычно работают в контролируемом температурном диапазоне от 2 до 35 градусов Цельсия и при неконденсирующейся влажности. В настоящее время существуют специальные многотемпературные решения для холодильных установок и морозильных камер, но они изменяют инвестиционные затраты, энергопотребление и концепцию эксплуатации. Поэтому стандартную систему нельзя просто адаптировать к условиям низких температур, высокой влажности или конденсации. Для наружных складских помещений, зон мойки, предприятий пищевой промышленности и логистики холодовой цепи требуется отдельная техническая оценка.

Степень защиты стандартных компонентов не подходит для всех пыльных, влажных или критически важных для чистых помещений сред. Мелкодисперсная проводящая пыль, агрессивные пары, высокая влажность или особые гигиенические требования могут потребовать дополнительных защитных кожухов и технологических правил, или даже полностью исключить возможность использования системы. Тот факт, что предмет физически помещается в контейнер, не гарантирует совместимость среды с робототехникой, электроникой и концепциями технического обслуживания.

Противопожарная защита не должна рассматриваться как второстепенный вопрос. Плотно сложенные пластиковые контейнеры и труднодоступная внутренняя структура требуют скоординированной концепции защиты. Установка спринклеров, адаптированных под потолок или систему, системы обнаружения дыма, системы снижения содержания кислорода, противопожарные отсеки, требования страхования и местные разрешения могут повлечь за собой значительные затраты. Необходимые усилия зависят, помимо прочего, от хранимых товаров, здания, материала контейнеров и региональных правил. Те, кто рассматривает противопожарную защиту только после выбора системы, рискуют столкнуться с дорогостоящими модификациями или проектом, который перестанет быть экономически целесообразным.

Особое внимание следует уделять опасным материалам, легковоспламеняющимся жидкостям, аэрозолям, хрупким устройствам хранения энергии и веществам, которые могут вступать в реакцию друг с другом в случае утечки. Хотя закрытые контейнеры могут локально сдерживать утечку жидкости, они не заменяют оценку опасных материалов. Например, литиевые батареи требуют дифференцированного подхода, учитывающего их состояние, уровень заряда, упаковку, количество, мониторинг и стратегию пожаротушения. Такие элементы следует включать в систему только в том случае, если правила пожарной безопасности, разрешения, страховые компании и анализ операционных рисков прямо предусматривают их использование.

Строительство здания может сорвать экономическую целесообразность проекта

Система AutoStore позволяет гибко планировать размещение оборудования с учетом колонн, стен и других препятствий. Такая адаптивность является существенным преимуществом в существующих зданиях. Однако система отнюдь не является простой. Пол должен быть идеально ровным, достаточно несущим и стабильным по всей площади сетки. Контейнеры располагаются непосредственно на полу склада, и даже небольшие отклонения могут повлиять на геометрию и работу системы из-за высоты штабелирования. Может потребоваться шлифовка, ремонт, нанесение покрытия или даже укладка нового напольного покрытия.

Нагрузки также не являются незначительными. Полностью загруженные контейнеры, решетки и роботы создают высокую поверхностную нагрузку. Поэтому структурный анализ необходим в старых залах, на антресолах или над подвалами. То же самое относится к высоте потолков, доступу для технического обслуживания, путям эвакуации, расстоянию между спринклерами, прокладке кабелей и электроснабжению. Казалось бы, подходящее существующее местоположение может оказаться дороже, чем альтернативное решение, из-за затрат на перекрытия, несущие конструкции и противопожарную защиту.

Высота потолков позволяет эффективно использовать помещения с низкими потолками, но упускает потенциал в очень высоких зданиях. Если компания расположена на дорогостоящей земле и может построить здание высотой 30 метров, автоматизированный высотный склад может вместить значительно больше паллет на квадратный метр площади. С другой стороны, для контейнерных складов мини-склад или челночный склад могут гораздо эффективнее использовать высоту потолков. AutoStore часто обеспечивает более плотную застройку, но это не означает автоматическую более высокую плотность в целом.

Необходимо также реалистично обеспечить наличие зон расширения. Дополнительные роботы повышают производительность только в том случае, если это позволяют инфраструктура, транспортные развязки и порты. Увеличение вместимости контейнеров требует расширения инфраструктуры или более эффективного использования существующего пространства. Если система будет размещена между секциями зданий, ее теоретическая модульность может быть практически ограничена. Жизнеспособность системы в будущем зависит не только от модульных технологий, но и от зарезервированного пространства, достаточного количества интерфейсов и надежного плана расширения.

Консультирование, планирование и внедрение комплексных решений для высотных складов и автоматизированных систем хранения. — Изображение: Xpert.Digital

Более подробная информация здесь:

• Консультации и планирование высотных складов: Автоматизированный высотный склад – Полностью автоматическая оптимизация хранения паллет – Оптимизация склада

Когда инвестиции не окупаются

Проект AutoStore влечет за собой затраты не только на сетки, контейнеры, роботов и порты. Он также включает в себя планирование, подготовку площадки, противопожарную защиту, электрическую и сетевую инфраструктуру, конвейерные технологии, рабочие места, интеграцию программного обеспечения, обучение, запасные части, техническое обслуживание и внутренние проектные работы. В процессе эксплуатации возникают затраты на лицензирование, обслуживание и ремонт. Кроме того, для внедрения требуется квалифицированный персонал, и это может привести к снижению производительности на этапе запуска.

В подходящих областях применения такие инвестиции могут окупиться в течение нескольких лет. Референтные модели показывают, что экономия пространства, сокращение расстояний транспортировки, повышение точности и снижение затрат на единицу заказа могут создать значительную ценность. Однако эти результаты не могут быть напрямую перенесены на другие сферы. Бизнес-план компании с недорогими помещениями, низкими затратами на персонал, небольшим объемом заказов и широким ассортиментом продукции будет отличаться от бизнес-плана растущего интернет-магазина в дорогом мегаполисе.

Системы AutoStore часто оказываются нерентабельными при очень малых объемах. Если склад с небольшими расстояниями надежно обслуживается всего несколькими сотрудниками, то капитальные вложения могут превышать сэкономленные средства на оплате труда. То же самое относится и к коротким периодам использования. Односменная работа с сезонно низкой загрузкой распределяет амортизацию и постоянные затраты на небольшое количество позиций заказа. Многосменная работа или длительный рабочий день, напротив, повышают эффективность использования инвестиций.

Очень высокая доля целых коробок или поддонов также говорит против комплексного хранения в контейнерах. Перекладывание товаров с поддонов в контейнеры AutoStore с последующим извлечением их почти исключительно в коробках создает ненужные операции. Система особенно экономична при эффективном извлечении отдельных товаров или небольших количеств. Хранение на поддонах или в коробках обычно больше подходит для целых загрузочных единиц.

Поэтому расчет капитальных затрат не должен основываться на повсеместном увеличении производительности. Он должен, как минимум, учитывать инвестиционные расходы, операционные издержки, остаточную стоимость, финансирование, налоги, развитие персонала, энергоснабжение, площади, уровень обслуживания, стоимость в случае отказа и варианты роста. Кроме того, необходим сценарий, в котором структура продаж или заказов не соответствует прогнозам. Предприятие, прибыльное только при оптимистичных сценариях роста, несет в себе значительный экономический риск.

Паллетный склад остается незаменимым

Паллеты — это естественная единица для поступающих товаров, резервных запасов, крупных заказов и тяжелых или крупногабаритных предметов. Паллетный склад может управляться вручную с использованием узкопроходной технологии, полуавтоматически с помощью автоматизированных транспортных средств (AGV) или полностью автоматически с помощью штабелеров-кранов. Он особенно подходит для полных загрузок, высоких уровней запасов по каждому товару и интенсивных потоков материалов. AutoStore не заменяет эту функциональность, но может эффективно ее дополнять.

Экономически выгодное сочетание обычно достигается за счет четкого разделения задач. Резервный запас и целые коробки остаются на паллетах. В системе AutoStore пополняется только то количество, которое необходимо для комплектации отдельных заказов. Это предотвращает блокировку дорогостоящих складских площадей избыточным резервным запасом. В то же время сокращается время ручного перемещения при комплектации заказов. Система паллетного хранения управляет глубиной и объемом, а AutoStore — ассортиментом и доступом к отдельным товарам.

Такое разделение требует хорошо организованного пополнения запасов. Система управления складом должна учитывать уровни запасов, открытые заказы, время пополнения и минимальные уровни запасов. Если пополнение происходит слишком поздно, заказы будут приостановлены, несмотря на достаточный общий запас. Если же оно происходит слишком рано, будет заполнено лишнее количество контейнеров, что приведет к дополнительной работе по перегрузке. Оптимальным решением является динамическое пополнение, учитывающее потребление, время доставки, загрузку портов и запланированные волны заказов.

Такое сочетание особенно ценно для смешанных заказов клиентов. Заказ может содержать полный поддон быстро реализуемого товара, несколько коробок со склада поддонов и отдельные единицы товара из AutoStore. Вместо того чтобы объединять все товары в единую систему, частичные количества отбираются параллельно и консолидируются в центральной точке. Таким образом, для каждой категории товаров используется наиболее экономически выгодная технология. Задача смещается от хранения к синхронизации.

Высотный склад использует преимущества высоты; AutoStore способствует укреплению разнообразия

Автоматизированный высотный склад демонстрирует свои преимущества, когда сходятся большие объемы товаров на паллетах, высокие здания и предсказуемые потоки входящих и исходящих грузов. Системы хранения и поиска могут достигать высоты более 30 метров, заменяя таким образом площадь земли вертикальной вместимостью. AutoStore, с другой стороны, объединяет более мелкие товары в сравнительно невысоком здании и обеспечивает гибкий доступ с помощью многочисленных роботов.

В комбинированной архитектуре высотный склад может вмещать паллеты с поступающими товарами, резервные запасы, насыпные товары и готовые погрузочные единицы. Система AutoStore одновременно обеспечивает зону комплектации заказов. Конвейерная технология соединяет зоны приемки, депаллетизации, перегрузки, порты AutoStore, консолидации и отгрузки товаров. Система управления складом более высокого уровня определяет, из какой зоны выполняется заказ и когда происходит объединение частичных партий.

Экономическая эффективность достигается за счет различных подходов к масштабированию. Вместимость паллет увеличивается за счет дополнительных стеллажных проходов или более высоких зданий. Производительность комплектации заказов повышается за счет дополнительных роботов и портов. Вместимость контейнеров увеличивается за счет площади сетки и количества контейнеров. Это позволяет более точно направлять инвестиции на устранение узких мест. Компании не нужно проектировать весь свой склад для обеспечения максимально возможной пропускной способности, и ей не нужно хранить каждый товар в дорогостоящих высотных стеллажах для паллет.

Практические применения показывают, что такие комбинации могут охватывать широкий диапазон масштабов. В небольших промышленных системах несколько тысяч контейнеров AutoStore соединены с крупной стеллажной системой для поддонов. Крупные системы, обслуживающие множество клиентов, объединяют десятки тысяч мест для хранения с десятками тысяч мест для поддонов. Решающим фактором является не соотношение размеров, а распределение профилей продукции. Даже относительно небольшой модуль AutoStore может быть экономически выгодным, если он обрабатывает особенно трудоемкий подпроцесс.

Однако такое сочетание увеличивает техническую и организационную сложность. Конвейерные технологии, системы управления, управление складом и логика обработки заказов должны работать согласованно. Если централизованная консолидация не удается, независимые подсистемы оказывают лишь ограниченную помощь. Поэтому архитектура требует наличия буферов, альтернативных путей и четко определенных процедур на случай чрезвычайных ситуаций. Разнообразие систем обеспечивает гибкость, но без надлежащей координации может порождать новые зависимости.

Контейнерный терминал является одновременно и дополнением, и конкурентом

Термин «контейнерное хранение» часто используется в интралогистике для обозначения автоматизированных систем хранения контейнеров или лотков. Типичными примерами являются системы мини-загрузки со штабелерными кранами и челночные склады с транспортными средствами, работающими на нескольких уровнях. В отличие от систем AutoStore, контейнеры в этих системах хранятся на полках и обычно имеют прямой доступ или требуют минимального перемещения. В этих системах используется высота складских помещений в двенадцать, восемнадцать и более метров, что позволяет достичь высокой и стабильной производительности.

Склад с челночным перемещением особенно выгоден, когда прямая доступность, строгая последовательность действий и очень высокая пиковая пропускная способность важнее максимальной плотности размещения. Контейнеры могут транспортироваться к подъемникам и конвейерам в необходимой последовательности, что облегчает быструю сортировку, производство или упаковку. Компромисс заключается в необходимости проходов, подъемников, предварительных зон и более сложной механики. Затор или отказ подъемника могут нарушить работу всего участка, в то время как децентрализованный парк роботов AutoStore предлагает иную форму резервирования.

Мини-склад может быть выгоден, если здание высокое, необходимо использовать различные контейнеры или лотки, или требуется прямой доступ. Он также может служить буфером для полных коробок. С другой стороны, склад AutoStore обычно больше подходит, когда первостепенное значение имеют максимальная плотность хранения, гибкая геометрия сетки и большой запас мелких товаров. Поэтому выбор осуществляется не по рейтингу, а по весовым коэффициентам плотности, высоты, пропускной способности, доступа, гибкости и стоимости.

Сочетание обеих систем может быть выгодным, даже несмотря на то, что на первый взгляд они, казалось бы, предназначены для одной и той же категории товаров. AutoStore может компактно размещать широкий ассортимент товаров с медленным и средним оборотом, в то время как челночный склад обрабатывает товары с очень быстрым оборотом, контейнеры с заказами или товары, критически важные по последовательности отгрузки. Аналогично, контейнерный склад может служить буфером между AutoStore и упаковочным цехом. Это разгружает систему от краткосрочной консолидации заказов и позволяет более точно контролировать последовательность отгрузки.

Однако такое сочетание экономически выгодно только в том случае, если функции четко разделены. Две системы с практически идентичными задачами удваивают количество интерфейсов, запасы запасных частей и ноу-хау, не создавая при этом соответствующей выгоды. Каждая технология должна решать очевидную проблему, связанную с узким местом. Это может быть плотность размещения, высота над уровнем моря, пиковая производительность, последовательность операций, температурный диапазон или отказоустойчивость. Если такое различие отсутствует, более простая архитектура часто оказывается предпочтительнее.

Программное обеспечение принимает решения о сети

На гибридном предприятии недостаточно, чтобы каждая подсистема функционировала независимо. Система управления складом должна управлять запасами и заказами по всей системе. Система управления складом или система материально-технического снабжения координирует технические перемещения. Она определяет приоритеты заказов, контролирует пополнение запасов, назначает пункты назначения, отслеживает буферы и предотвращает взаимную блокировку конвейерных линий.

Ключевая экономическая задача — правильное размещение товаров и запасов. Товар может храниться полностью на паллетах, полностью в системе AutoStore или и там, и там. Другой товар может храниться как быстро реализуемый на челночном складе, а как резерв на паллетах. Это распределение не следует рассматривать как разовое решение, основанное на основных данных. Спрос, упаковка, структура поставщиков и ассортимент запасов постоянно меняются. Поэтому высокоэффективная система регулярно проверяет, находится ли товар по-прежнему в правильной системе хранения.

Процесс выпуска заказов также должен быть адаптирован к фактической мощности. Запуск слишком большого количества заказов одновременно приводит к заторам в портах, на конвейерах и во время консолидации. Выпуск слишком малого количества заказов приводит к нерациональному использованию ресурсов. Эффективный контроль сглаживает пиковые нагрузки, заранее подготавливает низкорасположенные контейнеры и синхронизирует подсчет паллет, коробок и единиц товара. Это позволяет программному обеспечению использовать значительную часть существующих аппаратных мощностей без необходимости приобретения дополнительных роботов или рабочих станций.

Прозрачность в отношении первопричин имеет особое значение. Показатель, такой как время обработки заказа, недостаточен. Компания должна определить, вызваны ли задержки низко расположенными контейнерами, недостаточным пополнением запасов, загрузкой портов, медленной обработкой грузов, конвейерными технологиями, консолидацией или доставкой. Только тогда можно будет осуществлять целенаправленные инвестиции. Без такой прозрачности проблему в процессе легко решить с помощью дополнительного оборудования.

Интерфейсы к ERP-системам, системам отгрузки, планирования производства и автоматизации должны быть максимально стандартизированы, но не планироваться поверхностно. Корректировки запасов, блокировки, партии, серийные номера, возвраты и неисправности создают сложные исключения. Именно эти редкие события определяют стабильность работы в реальных условиях. Система считается хорошо интегрированной, когда обрабатывается идеальный заказ, а не когда ошибки обрабатываются прозрачно, а уровни запасов поддерживаются на постоянном уровне.

Устойчивость к стрессам не развивается сама по себе

Система AutoStore отличается высокой технической надежностью благодаря многочисленным роботам и распределенным каналам доступа. В случае отказа одного робота, другие могут взять на себя его функции. Наличие нескольких портов также обеспечивает резервирование. Однако это не гарантирует полной эксплуатационной надежности. Централизованное программное обеспечение, источник питания, сеть, противопожарная безопасность, конвейерные технологии или общая зона консолидации по-прежнему могут представлять собой критически важные зависимости.

В гибридных системах распределение задач может повысить отказоустойчивость. Зоны паллетирования и контейнерных перевозок физически разделены, и в случае сбоев некоторые заказы могут быть частично выполнены за счет альтернативных запасов. Необходимы соответствующие обходные процессы. Если все заказы на отгрузку вынуждены проходить через один автоматизированный узел, этот узел становится точкой отказа в масштабах всей системы. Поэтому резервирование должно планироваться на уровне процесса, а не только на уровне компонентов.

Аварийные операции могут, например, позволить исключить отдельные высокоскоростные перевозки из обычной сети, подключить станции ручной упаковки и обеспечить прямую отправку готовых коробок со склада паллет. Такие резервы требуют места и, теоретически, снижают максимальную эффективность. Однако они все еще могут быть экономически целесообразными, поскольку затраты на остановку, длящуюся несколько часов или дней, значительны. Соответствующий масштаб зависит от обязательств по поставкам, сезонности и потенциального ущерба.

Наличие запасных частей, доступа к техническому обслуживанию и квалификации персонала также является частью обеспечения отказоустойчивости. Система, которую могут перезапустить только внешние специалисты, требует иных сервисных контрактов, чем система с обученной внутренней командой. Операторы должны четко и организационно уточнить время отклика, критически важные запасные части, восстановление программного обеспечения и ручной доступ к инвентарю в рамках контрактов. Высокая номинальная доступность ценна, но она не заменяет надежную стратегию перезапуска.

Для повышения энергоэффективности необходимы комплексные расчеты

Эти небольшие роботы работают с относительно высокой энергоэффективностью и рекуперируют энергию во время торможения. Кроме того, их компактная конструкция уменьшает пространство, необходимое для отопления, охлаждения и освещения. Это может дать значительное преимущество по сравнению с обширными ручными складскими помещениями или сложными механическими решениями. Этот эффект становится особенно важным с экономической точки зрения при длительном времени работы и высоких затратах на электроэнергию.

Однако серьёзная оценка экологической устойчивости не может ограничиваться потреблением электроэнергии роботами. Укрепление грунта, стальные и алюминиевые решетки, пластиковые контейнеры, конвейерные технологии, инженерные системы зданий и потенциальные системы охлаждения также оказывают своё экологическое воздействие. Если высокая плотность застройки позволяет избежать необходимости в новом строительстве или построить здание меньшего размера, этот косвенный эффект может быть более значительным, чем чистое потребление электроэнергии системами. И наоборот, если функционирующая система преждевременно заменяется, необходимо также учитывать затраченную на её производство энергию.

Гибридные системы не обязательно потребляют больше энергии, даже несмотря на то, что в них используются различные технологии. Когда каждая технология выполняет свою задачу, сокращаются ненужные перемещения. Полные паллеты не проходят через процессы комплектации, медленно перемещающиеся товары не блокируют высокопроизводительные челночные системы, а AutoStore не приходится обрабатывать неподходящие крупногабаритные товары. Поэтому ключевым показателем является не количество киловатт-часов на машину, а энергия на единицу правильно и своевременно обработанного заказа.

Более высокая плотность застройки также влияет на экономику рынка недвижимости. Меньшая площадь помещений потенциально означает более низкую арендную плату, меньшие требования к земле и более короткие внутренние транспортные маршруты. В регионах с высоким спросом на логистические услуги это может стать определяющим фактором в экономическом обосновании проекта. Однако в местах с дешевой землей и высокими затратами на переоборудование это преимущество становится менее значимым. Таким образом, устойчивость и прибыльность не связаны автоматически, но при правильном выборе местоположения они могут взаимно усиливать друг друга.

Правильное решение начинается с данных заказа

Процесс выбора эффективной системы начинается не с демонстрации технологии, а с анализа данных. Необходимо как минимум двенадцать месяцев, а в случае выраженной сезонности предпочтительнее два-три года. Анализ должен включать в себя размеры товаров, вес, уровень запасов, позиции заказов, количество единиц товара, распределение доступа, возвраты, пополнение запасов, ежедневные модели продаж и пиковые периоды. Кроме того, необходимо учитывать планируемый рост, новые каналы сбыта и влияние ассортимента.

Сочетание скорости и запасов особенно показательно. Быстро реализуемый продукт с коротким сроком годности предъявляет иные требования, чем продукт с большим резервным запасом. Аналогично, медленно реализуемый продукт может занимать значительное пространство, несмотря на нечастый доступ к нему. Сегментация по доступности, объему, весу, глубине запасов и типу заказа дает реалистичное представление о пригодности технологии.

Затем следует моделирование процесса. Оно должно отображать не только средние показатели за день, но и пиковые нагрузки, сбои и изменяющиеся профили спроса. Для систем AutoStore важны глубина ячеек, движения при копании, плотность роботов, загрузка портов и время подготовки. Для челночных и высотных складов более значительную роль играют проходы, лифты, штабелеры и конвейерные технологии. Для комбинации систем синхронизация подзаказов имеет решающее значение.

Для анализа затрат и выгод необходимо рассмотреть несколько альтернатив. К ним относятся, как минимум, улучшенное ручное решение, вариант с использованием системы AutoStore и гибридная архитектура. В зависимости от конкретных требований следует также рассмотреть челночные системы, мини-погрузчики, автоматизированные транспортные средства (AGV) или традиционную конвейерную технологию. Только сравнение покажет, действительно ли дополнительный уровень автоматизации создает ценность или просто кажется технически привлекательным.

Ключевым фактором является предельная полезность. Первые автоматизированные элементы могут исключить значительную часть транспортных маршрутов. Каждый дополнительный элемент может приносить меньшую выгоду, одновременно создавая дополнительные контейнеры, требуя пополнения запасов и усложняя процесс. Поэтому экономический оптимум часто не достигается при 100-процентной автоматизации. Небольшая остаточная площадь для специальных форм, длинномерных грузов, опасных материалов или редких крупных деталей может сделать общее решение значительно более экономически эффективным и надежным.

AutoStore наиболее эффективен при использовании специалистами

Система AutoStore не работает эффективно, если количество товаров превышает допустимые размеры ячеек, если товары слишком тяжелые или громоздкие, если условия охраны окружающей среды и пожарной безопасности не позволяют контролировать ситуацию, если необходим прямой доступ или если требуемая пиковая пропускная способность может быть достигнута только при непропорционально большом количестве роботов и портов. Также критически важно, если высоту здания можно было бы лучше использовать с помощью высотной стеллажной системы, если система используется неэффективно или если в процессе преобладают полные коробки и поддоны.

Главное преимущество системы заключается в ее способности обрабатывать большое количество подходящих мелких деталей, работать в ограниченном пространстве, выполнять значительную долю комплектации заказов поштучно и иметь достаточно стабильные схемы доступа. В таких условиях сокращаются расстояния перемещения, повышается эффективность управления запасами, а дополнительные мощности могут постепенно наращиваться за счет роботов и портов. Преимущества еще больше возрастают, если существующее здание можно использовать в течение более длительного периода, что позволяет избежать дорогостоящего расширения.

В сочетании с палетным складом система AutoStore обрабатывает отдельные товары, в то время как паллеты используются для хранения запасов и больших партий. Вместе с автоматизированным высотным складом она сочетает в себе высокую вертикальную вместимость с плотной комплектацией мелких деталей. Наряду с челночным или мини-складом, она может обрабатывать широкий ассортимент продукции, не столь критичной ко времени, в то время как другая система обрабатывает быстро реализуемые товары, коробки или строго последовательные процессы. Такое разделение задач не является техническим недостатком, а скорее результатом экономически обоснованной архитектуры.

Таким образом, важнейшее правило планирования звучит так: не адаптируйте склад под AutoStore, а разместите AutoStore в нужном месте внутри склада. Размещение всех товаров в одном месте означает потерю преимуществ специализации. Рассматривая товары, заказы, здания и обязательства по обслуживанию дифференцированно, можно создать решение на основе множества систем, которое в конечном итоге будет более компактным, эффективным и экономичным, чем любая предполагаемая универсальная технология.

☑️ Язык ведения нашего бизнеса — английский или немецкий

☑️ НОВИНКА: Переписка на вашем родном языке!

Konrad Wolfenstein

Я и моя команда будем рады быть вашими личными консультантами.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму здесь [email protected]:или просто позвонив по номеру +49 7348 4088 965. Мой адрес электронной почты

Я с нетерпением жду начала нашего совместного проекта.

☑️ Поддержка малых и средних предприятий в области стратегии, консалтинга, планирования и реализации проектов

☑️ Разработка или корректировка цифровой стратегии и цифровизации

☑️ Расширение и оптимизация международных процессов продаж

☑️ Глобальные и цифровые торговые платформы B2B

☑️ Развитие бизнеса / Маркетинг / PR / Выставки от компании Pioneer