Автоматизированный склад. Как к нему прийти и что такое Cross-belt sorter

Если несколько лет назад, например на СеМАТ, мы наблюдали представленные там стеллажи и погрузчики, а роботизация занимала 5%, то последние выставки на 95% заполнены роботизированными решениями и технологиями. И пусть сейчас говорят и интересуются роботизацией 95% организаций на рынке, а внедряют лишь 5%, – в ближайшее время и этот тренд изменится.

Бизнес не может не реагировать на тренд вызовов. И если в 2020-х речь шла о времени окупаемости проекта по автоматизации и роботизации, сейчас мы говорим о том, чтобы бизнес работал, а склад не становился сдерживающим фактором продаж. Да что говорить: при дефиците штата в 40% встает вопрос в целом о его существовании.

Бесспорно, есть способы удержания персонала за счет повышения уровня вовлеченности [1], совершенствования процессов и непрерывного улучшения [2], но есть и революционные современные способы, которые, к слову сказать, поддерживаются правительством РФ [3], такие как повышение эффективности за счет автоматизации и роботизации.

Рост масштабов бизнеса требует своевременного изменения технологий работы на складе. Ручная технология сбора заказов по бумаге и без адресного хранения не может обеспечить пропускную способность выше своих возможностей. Конечно, это можно компенсировать увеличением штата, но где его взять на фоне последних трендов.

Данная статья посвящена выбору новой автоматизированной технологии и раскрывает, с какими вызовами столкнется склад, оснащенный системой Cross-belt sorter, на что обратить внимание при эксплуатации, особенно в условиях острой потребности в импортозамещении.

Факторы, влияющие на принятие решения об автоматизации склада

Бесспорно, основной фактор – это потребность бизнеса. Она может выражаться в необходимости компенсировать дефицита персонала, а возможно, это неизбежность, чтобы не останавливать работу.

Автоматизация повышает производительность туда, и анализ чистой приведенной стоимости (NPV) покажет, в каком горизонте наступит экономический эффект. С учетом текущей ситуации, когда автоматизация и роботы становятся доступнее, а на рынке дефицит персонала, окупаемость уходит на второй план после необходимости компенсировать дефицит.

Поддержка и стимулирование роботизации правительством [4] или общий тренд на рынке – также могут являться дополнительным фактором в пользу принятия положительного решения, например наличие субсидий [5], позволяющих компенсировать до 50% затрат, кажется достаточно привлекательным бонусом, как и то, что ни одна из логистических конференций не обходится без освещения темы автоматизации и роботизации.

Как ни странно, но на решение влияет имидж. Собственники такие же люди, подверженные ярко выраженному желанию быть лидерами. Если, например, в кругу общения собственника у всех на складе есть робот и процесс автоматизирован, то отстающим ему быть, наверное, не захочется.

Выбор системы складского автоматизированного хранения и обработки

Выбор системы автоматизированного хранения и обработки – достаточно сложный путь. От верности решения о технологии будет зависеть эффективность работы склада сейчас и возможности работы склада завтра. Этот путь начинается с принятия принципиального решения. Да или нет. Попробуем или нет. На уровне собственника бизнеса заручиться поддержкой и не потратить впустую массу дорогого времени. Далее необходимо провести глубокий и анализ. О чем он?

План продаж в горизонте нескольких лет будет необходим для планирования всех последующих логистических ресурсов и ляжет в основу сравнения вариантов работы: с автоматизацией и без. Его должен принять собственник и его команда, и он должен быть не только в основе операционного разового решения, но и в качестве действительных планов на ближайшую перспективу.

Планирование логистических параметров. Все планы продаж, очевидно, формируются в деньгах, а логистика работает в своих метриках. Для склада это строки, тонны, места, штуки и т.д. Таким образом, деньги необходимо перевести в логистические единицы в том же самом горизонте планирования.

Важной задачей является глубокий математический анализ статистики и планирования условий, в которых работает склад. Это анализ каналов в цепи поставок, структуры отгрузок и хранения, структуры запасов и прочих логистических показателей. Он позволит сделать выводы о возможности применения технологии и ее эффективности. Например, если бизнес работает с высокой оборачиваемостью по системе кросс-докинг, с мелкоштучным товаром, через площадку маркетплейса с розничным клиентом, с отгружаемыми партиями по 1–5 шт., было бы странно рассматривать технологию с применением кранов штабелеров, ориентированных на палетную обработку и длительное хранение.

Рекомендуется провести и подробный анализ текущего бизнес-процесса «как есть» с его визуализацией в виде схем и описания, например в Word или Vision.

Анализ исходных данных и процессов в дополнении с математическим расчетом технологии работы о потребностях оборудования для хранения и грузопереработки позволит сделать выбор и приступить к моделированию. Это может быть визуализация в 3D, технические чертежи и динамические модели, выполненные в специализированных программах (AutoCAD, SolidWorcs, Python, AnyLogic и т.д.) и позволяющие увидеть, что будет при внедрении новой технологии.

Планы есть, технология выбрана, процесс продуман. Следующим этапом будет являться сравнение текущей и предполагаемой технологии. Нужно достаточно предметно понимать, что будет изменено, какие подразделения это затронет. Необходимо иметь четкое представление, какие процессы улучшатся, а какие, наоборот, станут работать медленнее, а, возможно, и вовсе появятся новые, необходимые для поддержания работы новой технологии. Также и со штатом: автоматизация сократит операционный персонал, но потребуется инженерно-технический работник для поддержания и сопровождения, то есть сравнивать нужно не кусок процесса, где предполагаются изменения, а влияние инновации на бизнес в целом.

И самое основное – экономическое обоснование выбора новой технологии. Мы разложили по полочкам и разобрались в изменении, теперь необходимо сделать расчет инвестиций и окупаемости внедрения. В этот расчет закладывается СAPEX, затраты на капитальные инвестиции, OPEX, затраты на операционную деятельность, учитывается сравнение с альтернативными источниками доходов и ежегодное дисконтирование.

Целесообразно произвести расчет чистой приведенной стоимости всех денежных потоков NPV (Net Present Value) проекта. Этот метод позволяет вычислить ожидаемую доходность с учетом изменения ценности денежных потоков. Важным этапом на этом пути является осознанный выбор технологии. Если рассмотреть жизненный путь бизнеса и требования к складу, то можно выделить следующие этапы: Бизнес развивается. Небольшие обороты. Небольшой склад с небольшой пропускной способностью работает бесперебойно на ручной безбумажной технологии. Бизнес растет. Рост объемов требует увеличения интенсивности труда и ухода от зависимости человеческого фактора. Появляются системы адресации, более совершенное оборудование, системы управления складом (WMS). Бизнес начинает понимать, что логистика влияет на прибыльность за счет сокращения затрат на нее. Появляются новые технологичные решения, повышающие производительность труда. Бизнес вырос. На смену привычным стандартным решениям должны прийти высокотехнологичные решения, способные к высокоинтенсивной и бесперебойной работе. На этапе выбора технологии принимается решение о потребной технологии работы склада, необходимой для бизнеса.

Набор этих этапов позволит осознанно принять решение об автоматизации и подойти к выбору партнеров, кто окажет содействие в реализации планов.

Здесь можно пойти по пути привлечения системного интегратора, который поможет с выбором вендора, поставщиков решений и технологий, займется синхронизацией текущих программных продуктов, настройкой новых и возьмет на себя задачи по реализации всего проекта. Возможно, бизнес примет решение самостоятельно реализовывать новые технологии с помощью существующей команды. Это важное решение зависит от наличия экспертизы, опыта, компетенций, наличия времени и общей стоимости проекта.

Решения в области автоматизированного хранения и обработки на примере Cross-belt sorter

Сортировочная система конвейерного типа, в основе которой лежат конвейерные линии и элементы. Предназначена для высокоскоростной автоматизированной сортировки переданных на сортировочную линию единиц и последующего их распределения по заданным правилам без применения ручного труда. Можно сортировать штучные единицы, короба, пакеты, палеты, некоторые негабаритные единицы обработки. Технически это более сложные и менее гибкие виды автоматизации в технологиях хранения и комплектации, однако это самые производительные системы из всех существующих.

Конвейерные системы предназначены в основном для перемещения грузов. В складских условиях использование конвейерных систем повышает эффективность хранения товаров, ускоряет процесс обработки и доставки грузов, что в конечном итоге повышает производительность и качество работы склада.

Сортировочные системы – в их основе лежит устройство, предназначенное для высокосортной сортировки продукции. Оно является сердцем всей складской системы, к которой пристраиваются разного рода конвейерные системы, возможно, системы хранения и многообразный перечень периферийного оборудования. В комплексе система способна достигать производительности сортировки до 40 тыс. ед./ч.

Общее устройство и принцип работы

Сортировочная система состоит из подающих линий, представляющих собой роликовые или иные конвейеры, по которым перемещается отобранный из зоны хранения товар для последующей сортировки на линии загрузки. Линии загрузки могут исполняться в виде конвейеров разного типа, например с наклонными роликами или круговых ленточных. Основной элемент системы – сортер, или сортировщик. Это высокоэффективное и высокоточное эргономичное средство автоматизации процессов подбора заказов или товара.

Основной принцип работы сортировщиков – автоматическое изменение направления движения груза или товара и распределение его по заданным каналам / местам обработки. Следующие элементы линии сортировки представляют собой конвейеры, по которым перемещаются уже отсортированные упаковки товары на линии отгрузки. Все элементы, за исключением сортера, относятся к периферийному оборудованию, выбор конфигурации которого очень разнообразен.

При работе склада с сортировочной системой конвейерного типа товар проходит путь от хранения до отгрузки.

Принцип работы Cross—belt sorter

В сортировочной машине каждый транспортирующий элемент несет секцию ленточного конвейера длиной 600–900 мм. Она приводится в движение собственным небольшим электродвигателем и расположена под углом 90º к полотну основного конвейера. Когда продукт достигает нужной точки, электродвигатель приводит конвейер сбрасывателя в действие, перемещая груз с основного конвейера на соответствующий шут. В этом случае достигается очень высокая скорость сортировки – свыше 40 тыс. ед./ч. Используют для обработки единичных грузов. Следует отметить высокую точность сортировки, она приближается к 6 сигмам по стандарту оценки качества.

Несмотря на то, что машины с поперечными ленточными конвейерами-съемщиками – самый дорогой тип высокоскоростных сортировщиков, они надежнее и точнее других выполняют сортировку, так как их рабочие органы приводятся в действие электродвигателями, а не силой тяжести. Благодаря такой конструкции они работают быстрее, а места съема могут располагаться ближе.

Преимущества Cross-belt sorter:

возможны оборудование множества пунктов съема грузов, организация работы по замкнутому маршруту или последовательно. Машины с поперечными конвейерами, как и с лотками, способны распределять длинномерные предметы на два поперечных конвейера;

• высокая скорость движения кареток (до 3 м/с) обеспечивает высокую пропускную способность;
• работает с разнообразными типами объектов: коробами разного размера и конфигураций, пластиковыми мешками, штуками, некоторыми негабаритными предметами и т.д.;
• может работать с тяжелыми объектами.

Недостатки Cross Belt Sorter:

• низкая гибкость – это капитальная конструкция, которая в случае продажи бизнеса не всем будет интересна;
• чем выше скорость движения, тем большая ширина шутов требуется, что увеличивает размер сортировщика;
• технически сложная конструкция, имеющая высокую стоимость;
• плохо работает с любыми объектами с неровным основанием, а также легкими крупногабаритными объектами, объектами со смещенным центром тяжести – всем, что может слететь с каретки на высокой скорости.

Эксплуатация Cross-belt sorter

Высокие скоростные характеристики и высокая точность требуют соответствующего обслуживания. Нужно быть готовым к тому, что у вас появится штат узкоспециализированных специалистов:

• по управлению системами и софтом;
• механики;
• диспетчеры.

Организация – поставщик технологии обеспечит и организует работы по эксплуатации и поддержанию работоспособности на условиях не хуже максимального уровня SLA для WMS. Это ощутимая статья бюджета, которую необходимо регулярно поддерживать, но за эти деньги бизнес получит бесперебойную работу, высочайшую скорость обработки и точность.

Для примера, подрядная организация, обеспечивающая бесперебойную работу такого сортировщика, обязуется обеспечить общую техническую доступность системы на уровне 99,51–100%, а надежность работы – 99,999%. При коэффициенте доступности ниже 99,51, или при количестве ошибок сортировки более чем 1 на 10 тыс., организация несет финансовую ответственность.

Преимуществом системы является возможность учитывать и видеть любое отклонение в работе сортировщика: от попадания пыли в двигатель до причины переполнения линии. Однако менеджмент должен научится реагировать на эти причины и разбирать их. Система позволяет точно сказать, что и на какой линии нужно сделать, позволяет видеть неисправность любого узла и агрегата и все, что влияет на ее производительность, но эксплуатирующие службы и менеджмент должны реагировать на эти показатели и уметь их читать: где-то обеспечить запас запасных частей, а где-то вовремя отреагировать на человеческие ошибки.

В повседневную жизнь должен войти регулярный отчет службы сервиса о работоспособности системы, где говорится о текущих показателях, ошибках и даются рекомендации по их устранению. В этом уникальный плюс – не надо изобретать решение – система его знает и видит. Надо организовать работу персонала, чтобы эти ошибки исправить и предупредить потерю управляемости.

В помощь эксплуатации будет наличие отдельной диспетчерской, которая в режиме онлайн предметно и подробно указывает на все проблемные зоны.

Запасные части и импортозамещение

Эксплуатация Cross-belt sorter подразумевает контроль за наличием запчастей и поддержание их требуемого запаса, а значит, четко организованной работы отдела по управлению запасами в компании, так как количество активных позиций, за которыми необходимо следить, может достигать порядка 1000 ед., а общее их число превышает 10 тыс.

Важным моментом является бесперебойность канала поставки запчастей, которым может являться и сам поставщик. Но текущая геополитическая ситуация говорит о том, что лучше иметь несколько независимых и своих каналов поставки запчастей, особенно если это запчасти, произведенные или поставляемые ранее из Европы. Здесь имеется в виду необходимость создавать и находить пул поставщиков, способных полностью закрыть потребность в запасных частях и обеспечить бесперебойную работу системы Cross-belt sorter, и, как следствие, стабильную работу логистики, а как итог – высокий уровень сервиса и прибыльность бизнеса.

Насколько в целом российские промышленники готовы переходить на автоматизированные системы складского хранения и обработки? Что препятствует внедрению этого оборудования на производствах и что, напротив, может способствовать развитию данного направления? Обзор ситуации на рынке труда, появление новых игроков и рост рынка автоматизации и роботизации создают благоприятную атмосферу для перехода на новые способы складской обработки. Технологии становятся более доступными, а окупаемость инвестиций существенно снижается. Скажем, если несколько лет назад бизнес говорил об окупаемости в десятки лет, то сейчас этот период для отдельных технологий он сократился до 1–2 лет, конечно, в зависимости от технологии и исходных данных для проектирования.

Свою роль может играть фактор неуверенности или недостаточности экспертизы для обоснования решения или внедрения выбранной технологии, однако существуют организации оказывающие такие услуги.

Отвечая на вопрос готовности рынка к внедрению подобных технологий, можно сказать: сейчас именно то время, когда необходимо закладывать новые технологии на дальнейшую перспективу развития.

Влияние дефицита кадров на автоматизацию складских процессов

Дефицит кадров сегодня является основным фактором и драйвером, заставляющим задуматься о необходимости автоматизации. Простой пример. Текущая укомплектованность организации производственным персоналом составляет 70%. Это означает, что план продаж на 100% склад не выполнит, так как ему не хватит ресурса. Допустим, часть дефицита на короткое время бизнес закроет переработками, а часть – привлеченным персоналом. Какой результат? Склад потеряет в производительности порядка 10–15% за счет аутстаффинга и режима работы на износ. Склад получит негативную атмосферу внутри и отток персонала, так как условия работы существенно ухудшатся, а на рынке есть выбор с лучшими условиями.

Ситуация с персоналом только усугубится, рост затрат на логистику увеличится примерно на 20% за счет аутстаффинга. Доля затрат будет расти пропорционально доле аутстаффинга, который также привлекает персонал из тех же источников. На рынке труда, на котором дефицит. Эта гонка по кругу без принятия конкретных решений заканчивается тем, что склад становится ограничением роста бизнеса и приводит к потере прибыли.

Заключение

Хочется сказать, что будущее на складе уже наступило. Складская логистика уверенно шагает в сторону автоматизации и роботизации, без которых управление современным крупным складским комплексом становится неконкурентоспособным, и прежде всего потому, что технологии обеспечивают высокий уровень сервиса, а в более долгосрочной перспективе увеличивают прибыльность бизнеса за счет эффективного управления затратами. Такой круговорот взаимосвязи логистики и бизнеса.

Литература

1. Дефицит рабочих специальностей. Вызов 2022–2023. URL: https://dzen.ru/a/Zc5jIS-p8R_1Nc0K

2. Работа с улучшениями. URL: https://dzen.ru/a/Zc5VbrpPi2OKC8OT

3. Концепция развития регулирования отношений в сфере технологий искусственного интеллекта и робототехники. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 19 августа 2020 г. № 2129-р.

4. Перечень поручений по итогам конференции «Путешествие в мир искусственного интеллекта». 23–24 ноября 2022 г.

5. О субсидиях. Ассоциация разработчиков программных продуктов «Отечественный софт»