WMS (Система управления складом): \"ВысотныР# склад - автомат: мечта или реальность?\"
 
 
contact
resolution
press
news
projects
outfit
awards
urls
 
Опрос
Какие отраслевые и профессионнальные издания вы предпочитаете?
"Секрет фирмы"
"Эксперт"
"Современный Склад"
"Логинфо"
"Складской Комплекс"
"Склад и Техника"
 
 

"Высотный склад - автомат: мечта или реальность?"

Пару десятков лет тому назад склады с товарами, разложенными по полу, были в СССР вполне обычным явлением. Погрузчиком «Балканкар» ограничивались мечты начальника склада. Внедрение на складах сборных стеллажей и разнотипной погрузочной и подборочной техники в начале 90-х годов стало событием в зарождавшейся в нашей стране внутренней логистике складов. Рост требований к эффективности складских операций в конце 90-х годов и, особенно, кризис 1998 года поставил специалистов перед сложной проблемой - только техническая «революция» не может поднять эффективность склада до необходимого уровня. Требовалось сделать следующий шаг! Но, какой?

Ответ был известен давно, но, как это часто бывает, до поры никому не был нужен. Этот ответ прост - требуется системный поход к решению проблем склада на основе математических теорий потоков и массового обслуживания. На практике это приводит к необходимости проектировать склады с учетом ряда факторов:

  • применения самых совершенных технологий обработки потоков товаров
  • использования подъемно-погрузочной и сборочной техники нового поколения с улучшенными характеристиками
  • применения универсальных и специальных стеллажей для зон хранения и подбора заказов
  • внедрения современных автоматизированных систем управления технологией, работающих в режиме реального времени и с использованием мобильных радиочастотных терминалов со сканерами штриховых кодов
  • развития систем механизации складских операций
  • и, наконец, расчета экономических параметров будущего склада и определения периода окупаемости вложений в него.

Так как в основе успешной работы склада лежит правильный выбор сочетания типа использованной технологии и необходимых для ее эксплуатации технических средств, потребовалось обратить особое внимание на опыт решения этих проблем в более продвинутых в этой области странах Запада.

Там широкое применение нашли склады с зонами хранения, выполненными по технологии «High Bay», - высотные однообъемные склады со скоростными рельсовыми кранами-автоматами (Рис. №1). Высота этих складов достигает 40 - 50 метров! В них можно разместить до 25 - 30 ярусов типовых паллет, как это видно на Рис. №2.

На 1000 кв.метрах помещается до 8000 евро-паллет высотой до 1,8 метра. Т.е. до 7 – 8 паллет на один квадратный метр. Плотность хранения товаров в таких зонах доходит до 68 - 80% от объема зоны хранения. При этом надо вспомнить, что для широкопроходных складов с высотой стеллажей до 10 - 10,5 метров этот параметр существенно меньше.

Такая плотность хранения паллет в «High Bay» обеспечивается возможным расположением паллет в глубину стеллажа как по одной, так по две. При этом вес паллет может доходить до 2000 кг.

Кран - автомат, перемещаясь по проходу со скоростью до 250 м/мин и поднимаясь при этом со скоростью до 80 м/мин, может за один час разместить на хранение и вывезти из зоны до 150 - 200 паллет при длине ряда, превышающей 100 м!

Конечно, такой высокопроизводительный комплекс предполагает использование не менее совершенных технических решений в остальных технологических зонах склада. Широкое применение нашли всевозможные конвейерные системы, рельсовые и подвесные роботы – «шаттлы», устройства изменения направления движения паллет, скоростные вертикальные лифты с автоматической загрузкой - выгрузкой паллет и т.п. при приемке товаров применяются автоматизированные устройства контроля размеров и веса заводских упаковок с товарами, как это показано на Рис. №3.

Подготовленный для размещения паллет с уложенными на него коробками или же упаковками товаров проходит этап автоматического паллетирования в пленку, как это видно на Рис. №4, и затем поступает в устройство контроля его габаритов и веса. На этом же устройстве проверяется вертикальный перекос стенок паллета, качество поддона, на который уложены товары и читаемость штрихового кода, идентифицирующего поддон. Если какой либо из параметров выходит за нормативы, паллет автоматически возвращается в зону приемки товаров для устранения замечаний.

Эти требования к качеству упаковки товаров вполне понятны с учетом скоростей движения паллет в рядах «High Bay» и минимальных зазоров между паллетами. Вместе с тем необходимо отметить, что одновременно могут перемещаться и храниться паллеты как на обычных евро-поддонах, так и на т.н. <финских>. Необходимо отметить, что в таких системах могут храниться и перемещаться не только указанные типы паллет, но и всевозможные контейнеры, поддоны и короба с товарами различных размеров, рулоны линолеума или же полового покрытия длиной до 6 метров и т.д. Повышенные требования к работе с товарами дают значительный положительный эффект в уменьшении потерь от небрежного с ними обращения.

Скорость и непрерывность перемещения паллет внутри зоны хранения требует использования сложных конвейерных систем, таких, как показаны на Рис. №5, и скоростных роботов – «шаттлов» (Рис №6) для перемещения паллет на значительные расстояния, их сортировки между различными участками технологии.

Использование высотной технологии складирования товаров позволяет создать принципиально новые технологические решения на других участках. Так, в традиционной зоне отбора товаров паллеты или коробки с товарами размещаются в стандартных стеллажах в 2 - 4 яруса, и при этом на верхних ярусах этих стеллажей хранится дополнительный запас товаров для отбора. Чаще всего это делают для гарантии своевременной подпитки зоны отбора из зоны хранения. В описываемой технологии гораздо проще разместить вокруг зоны высотного хранения несколько уровней мезонинов для зоны подбора заказов, куда кран-автомат будет доставлять паллеты с товарами для подпитки строго по мере необходимости. При такой технологии конструкция мезонина предельно проста и не требуется применения погрузочной техники. На этих этажах вполне достаточно электротележек или, даже, обычных «роклов».

Кроме того, в таких технологиях нашли применение методы отбора товаров на автоматизированном рабочем месте подборщика заказов, когда система последовательно привозит ему паллеты с требуемыми для подбираемого заказа товарами. Подборщик отбирает с «подвезенного» паллета необходимое количество товара и укладывает его на поддон с заказом. После этого паллет отправляется в обратный путь и система управления снова размещает его в высотную зону на хранение. Излишне говорить, что если товары подлежат партионному учету и должны подбираться по принципу «первый пришел - первый ушел», то это правило будет неукоснительно соблюдаться системой управления. Рабочее место подборщика показано на Рис. № 7. Такой подход позволяет сократить количество подборщиков и ускорить процедуру подбора заказов. В этих технологиях обеспечивается практически полное отсутствие пересортицы при подборе заказов.

Подбор заказов на ряде складов не ограничивается отправкой полных паллет и сборкой оставшейся части только целыми упаковками. При необходимости отбора штуками обычно в месте отбора всегда держат одну открытую заводскую упаковку. Этого бывает достаточно при структурах заказов, требующих отбор небольшого количества наименований в штуках. Но, как только в структуре заказов количество штучного товара возрастает, такая методика становится неэффективной. Тогда необходимо устанавливать т.н. стеллажи ручного отбора с гравитационными ручьями. Снабжать их конвейерными системами и «запускать» по этим конвейерам коробки или пластиковые короба для отбора в них штук заказанных товаров. Эти технологии хороши всем, кроме необходимости подвоза товаров для подпитки ручьев отбора. Если количество наименований т.н. «штучных» товаров велико, то размерность этих стеллажных систем резко возрастает. Длина конвейеров может достигнуть нескольких сотен метров. Одновременно растет и их стоимость.

Столь эффективно работающие с полными паллетами технологии с использованием кранов – автоматов можно использовать и для отбора заказов штуками. Так, компания VIAstore Systems наряду с системами полнопаллетного перемещения выпускает и рельсовые краны-автоматы (Рис. №8) для перемещения потока пластиковых коробов различных размеров. Эти короба наполняются товаром коробками или же штуками) или непосредственно у изготовителя и прямо в них перевозятся, или же эта операция совершается при приемке и оприходовании товаров. Подготовленные короба по конвейерам поступают к началу ряда, в котором работает кран, называемый viaspeed который забирает коробки с конвейера и помещает их в стеллажи. По мере необходимости короба вывозятся из ряда и поступают в систему конвейеров и, далее, на автоматизированные места подборщиков заказов. В случае надобности они, так же, как и паллеты, могут быть возвращены в место хранения. Такие системы могут обеспечить хранение нескольких сотен тысяч наименований товаров для отбора и комплектовки.

Иногда бывает необходимым оперативно отобрать несколько заказов с небольшим количеством наименований товаров из очень большого ассортимента. В такой ситуации более целесообразно использовать систему кранов «viasprint»,(Рис. №9) позволяющую находящемуся в кабине крана оператору перемещаться вдоль ряда и отбирать товары из стеллажей слева и справа от себя. Планирование перемещения кабины с оператором к нужному месту берет на себя система управления, которая, зная перечень товаров и место их расположения, выдает оператору адресацию следующего места. План перемещения делается таким образом, чтобы кран все время ехал в одном направлении. Оператор вручную подводит кабину к нужному месту и в момент остановки крана считывает штриховой код с короба (Рис. № 10). Система сообщает ему, в какую коробку (заказ) и в каком количестве нужно положить товар. Оператор отбирает заказ и, перед укладкой в собираемую коробку, считывает с нее номер. Т.к. этот номер связан с номером собираемого заказа, обеспечивается точность сборки и отсутствие пересортицы.

Конечно, чтобы выполнять все эти операции, необходимо наличие мощной автоматизированной системы управления. Такая система объединяет в себе собственно систему управления складом, т.н. Warehouse Management System (WMS),которая управляет всей технологией склада, систему управления кранами-автоматами и конвейерами и систему визуализации состояния склада.

WMS реализует достаточно стандартный набор функциональных задач, но имеет в своем составе т.н. «Сервер оборудования», через который происходит обмен с системами, управляющими движением и операциями исполнительных механизмов.

Эта система управления механизмами реализует все действия по размещению, отбору и перемещению всех объектов. В своей работе она руководствуется, с одной стороны командами WMS, а с другой - мощными алгоритмами, в т.ч. и адаптивными, заложенными в нее разработчиками.

Система визуализации дает возможность менеджерам WMS контролировать потоки перемещаемых товаров в реальном масштабе времени.

Использование таких технологий, оборудования и программного обеспечения дает возможность проектировать и строить высокоэффективные склады различных размерностей - от 10 - 12 тысяч мест для хранения до 250 - 300 тысяч мест. Впрочем, и эта цифра не является пределом. На Рис. № 11 показан склад для одновременной обработки нескольких десятков тысяч наименований продукции и хранения при этом до 100 тысяч паллет. Высота зоны хранения превышает 40 метров.

У большинства читателей этого описания может появиться чувство избыточности и несвоевременности таких технологий в наших Российских условиях. И правда, мы ведь не так давно копались в паллетах, расставленных как ни попадя по полу. Эти технологии требуют гораздо больших капитальных вложений, чем обычные. А главное, зачем залезать в такие дебри, если можно построить более или менее современный склад, оборудовать его обычными стеллажами, погрузочной техникой и использовать бумажные документы для управления товарным потоком. И не очень задумываться при этом о надежности работы техники на складе. Ведь описанные выше сложные механизмы видимо должны чаще ломаться и склад может встать. Попробуй их потом отремонтируй!

Это еще не самый полный набор негативных эмоций, которые возникают при описании технологии и техники складов с «High Bay».Но ведь в мире построено уже несколько тысяч складов с такой технологией, и они продолжают строиться возрастающими темпами! Более того, владельцы обычных складов, даже вполне современных, пристраивают к ним блоки «High Bay» для создания зон хранения. При этом существующие здания старого склада освобождаются для других технологических зон и склад в разы увеличивает свою пропускную способность !!!

Давайте внимательнее проанализируем ситуацию. Начнем с простых проблем.

  1. Оборудование этого склада не только более технологично, но еще и гораздо надежнее. Это обеспечивается системой встроенного контроля, которая непрерывно опрашивает датчики в системе и выявляет не отказ, а предпосылку к нему. Информация о работе системы контроля передается дежурному (одному на смену - вне зависимости от количества оборудования на складе) и, по Интернету, в офис VIAstore Systems. Нет смысла ждать, пока что-либо сломается. Проще предупредить это.
  2. Система управления таким складом (WMS) использует штриховые коды, радиочастотные мобильные терминалы для операторов, систему передачи данных по радиоканалу огромной пропускной способности, что позволяет организовать управление каждой операцией на складе в режиме реального времени. В такой системе ошибка возникает только по злой воле людей, а не случайно от усталости оператора. Ведь оператор не имеет возможности самостоятельно принимать решение и не знает всей последовательности действий, которые он должен совершить для выполнения, например, задания по подбору конкретного заказа. Система выдает ему следующую операцию только после выполнения предыдущей, и подтверждения этого факта путем считывания соответствующего штрихового кода.
  3. Время выполнения операций всегда меньше, т.к они выполняются без перерыва между ними и контролируются WMS. Любое отступление от запланированного времени выполнения операций - это сигнал для «разбора полетов» с исполнителем.
  4. Система имеет внутренний «Аудит», запоминающий каждую операцию - фамилию исполнителя, дату, время, место операции, товар, его количество и т.д. Эта информация накапливается и хранится несколько месяцев. Ничего не стоит выявить человека, совершившего ошибку. Обычно второй раз он этого не делает.
  5. Да, оборудование для «High Bay» стоит дороже обычного, но давайте посмотрим результаты сравнения капитальных затрат на два склада. Оба они должны сохранить в зоне хранения одинаковое количество паллет и обработать одинаковые потоки.

В каждой паре столбцов левый - это технология «High Bay», а правый - это склад с широкопроходной технологией.

 
2007-2009© MTG
Главная | Проекты | Оборудование | Контакты
Rambler's Top100