Неавтоматизированные и автоматизированные стеллажные системы

Подбор стеллажного оборудования для склада – вопрос стратегический. За счет грамотного использования стеллажей можно добиться существенной экономии места и повысить эффективность бизнес-процессов. Приведем обзор стеллажных систем для компактного хранения паллетированных грузов, указав их преимущества и недостатки, а также ориентировочную стоимость за паллето-место при оборудовании склада «под ключ»

Если принять за точку отсчета обычный фронтальный грузовой стеллаж для хранения паллетированных грузов, то первым шагом к компактному хранению является использование фронтального стеллажа с двойной глубиной (double deep racking).

Конструктивно стеллаж с двойной глубиной отличается от фронтального грузового стеллажа наличием поперечных балок, установленных на каждом уровне хранения перпендикулярно основным несущим балкам. Именно на поперечные балки ставятся паллеты с грузом. Такая система хранения позволяет располагать на каждом уровне двойное количество паллет. Экономия площади склада за счет уменьшения количества межстеллажных проходов при этом достигает 25% по сравнению с фронтальными грузовыми стеллажами.

В то же время данная система имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, увеличивается металлоемкость стеллажа из-за необходимости использования поперечных балок. А двойная нагрузка на конструктивные элементы рам и основных балок требует применения более мощных профилей. Все это ведет к удорожанию конструкции. Стоимость поддоно-места для стеллажа с двойной глубиной хранения может быть ориентировочно оценена в 28–30 евро (для сравнения: стоимость поддоно-места фронтального грузового стеллажа 20–23 евро). Другим существенным недостатком является необходимость применения погрузочной техники с телескопическими вилами для обработки дальних поддонов, что также увеличивает затраты. Использование телескопических вил требует увеличенных зазоров между поддоном и несущей балкой, из-за чего уменьшается пространство склада в высоту. Кроме того, если продольно располагать на поперечных балках тяжелый груз, поддон может прогнуться и повредиться.

Поэтому фронтальные стеллажи с двойной глубиной можно рекомендовать для хранения небольшого количества паллет с однородным грузом и весом до 700 кг в тех случаях, когда конфигурация складского помещения не позволяет разместить стеллажи других систем хранения, например набивные (глубинные).

НАБИВНЫЕ СТЕЛЛАЖИ

Набивные (глубинные) стеллажи (drive-in racking), чаще называемые блоками, – наиболее распространенная технология хранения однородных паллетированных грузов. Принцип работы – LIFO (last in, first out – букв.: последним поставил – первым взял).

Подъемно-погрузочная техника обслуживает поддоны с грузом, заезжая непосредственно в каналы набивного блока. Конструктивно блоки могут быть с односторонней, двусторонней загрузкой, а также со сквозными каналами (drive-through racking) – в зависимости от внутрискладской логистики и технологии работы на складе. Главное преимущество набивных блоков – оптимальное сочетание максимального использования пространства склада, простоты и надежности, а также сравнительно небольшой стоимости. Цена набивного стеллажа может быть оценена в 45–50 евро за поддоно-место (при весе поддона 1000 кг, высоте до 1500 мм, 5–6 уровнях хранения в высоту).

Недостатком набивных стеллажей является невозможность хранения поддонов с различными товарными группами в одном канале, так как для обработки в любой момент времени доступны только последние загруженные паллеты на всех уровнях хранения со стороны въезда в блок. Другие проблемы связаны с необходимостью заезда погрузочной техники в канал: машина должна иметь специальные уменьшенные габариты колеи и кабины, а также должна быть оснащена горизонтальными роликами на высоте направляющих рельсов, установленных в каждом канале блока (монтаж рельсов рекомендуется при глубине хранения от 7–8 поддонов).

Тем не менее достоинства набивных стеллажей вполне компенсируют перечисленные недостатки. Данная система рекомендуется для долговременного хранения больших партий однородных паллетированных товаров, в том числе в условиях склада-холодильника.

ПАЛЛЕТНЫЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ СТЕЛЛАЖИ

Паллетные гравитационные стеллажи (pallet live storage racks) являются специальной технологией компактного хранения паллетированных грузов, предназначенной для участков склада с быстрым товародвижением. Паллеты перемещаются по наклонным роликовым дорожкам под действием собственного веса. Существуют следующие разновидности конструкции блоков:

  • зона загрузки и выгрузки паллет находятся на противоположных сторонах блока, принцип работы FIFO (first in, first out; букв.: первым поставил – первым взял);
  • загрузка и выгрузка паллет производятся с одной стороны блока (push back system), принцип работы LIFO.
  • Паллетные гравитационные блоки широко применяются для кратковременного хранения в приемо-отгрузочных зонах складов, например:
  • для транспортировки паллет с рампы в зоне приемки в зону складирования;
  • для доставки паллет со скоропортящимся товаром из зоны хранения в зону отгрузки.

Система отличается высокой компактностью и производительностью.

С технической точки зрения паллетные гравитационные стеллажи являются самыми сложными из немеханизированных (неприводных) систем хранения. Наличие в конструкции большого количества подвижных элементов (роликов, тормозных барабанов, сепараторов паллет на стороне выгрузки) приводит к периодическим сбоям в работе. Поэтому за этими стеллажами нужно тщательно следить. В частности, очень важно регулярно настраивать подтормаживающую систему на роликовых дорожках.

Бесперебойность движения паллет по роликовым дорожкам в большой степени зависит также от веса груза, качества поддонов и условий окружающей среды. Например, на складе-холодильнике появляются дополнительные сложности в эксплуатации стеллажа, связанные с изменением коэффициента трения-качения роликов. Большая глубина стеллажа также является критическим фактором. Дело в том, что при протяженности роликовой дорожки более чем на 10 поддонов вероятность перекоса поддона и блокирования канала резко увеличивается. В случае использования push back system глубина стеллажа ограничивается мощностью подъемно-погрузочной техники (рекомендованная глубина – не более 8 поддонов).

Особые требования предъявляются также к подъемно-погрузочной технике, предназначенной для работы с паллетными гравитационными стеллажами: нужны наклонные мачты или еще лучше – наклонные вилы. Еще один важный нюанс – высокая стоимость данных конструкций (до 200 евро за паллето-место). Поэтому рекомендовать применение паллетных гравитационных стеллажей можно в рамках четко разработанной концепции внутрискладской логистики, в той зоне склада, где их использование обусловлено технологией работы склада и не имеет альтернатив.

Широкие возможности для того, чтобы повысить эффективность работы склада и оптимизировать использование площадей, предоставляют механизированные и автоматизированные системы хранения. К ним относятся: грузовые паллетные стеллажи с мобильными базами, системы хранения высокой плотности, а также системы сателлитного складирования.

ГРУЗОВЫЕ ПАЛЛЕТНЫЕ СТЕЛЛАЖИ С МОБИЛЬНЫМИ БАЗАМИ (ПЕРЕДВИЖНЫЕ СТЕЛЛАЖИ)

Принцип работы этой системы следующий. Ряды грузовых фронтальных стеллажей монтируются на передвижных колесных базах, которые при помощи электрических приводов перемещаются по рельсам, установленным в полу. Соотношение длины рельсового пути и общей глубины хранения всех стеллажных рядов таково, что при перемещении мобильных баз свободным остается один межстеллажный проезд, достаточный для работы с узкопроходной подъемно-погрузочной техникой. Достоинством стеллажей с мобильными базами является большая компактность хранения паллетированных грузов. Коэффициент использования полезной площади в 1,6– 1,8 раза превышает аналогичный показатель для обычных фронтальных паллетных стеллажей. При этом обеспечивается прямой доступ к любому поддону с грузом. Стеллажи с мобильными базами отлично работают в специальных климатических условиях хранения, диапазон рабочих температур от – 30 до +40 °С.

К недостаткам стоит отнести сравнительно невысокую скорость доступа к ячейкам хранения в стеллажах; необходимость применения погрузочной техники со специальными габаритами; обязательное наличие систем безопасности (механической или инфракрасной) и пожаротушения в зоне перемещения мобильных стеллажей. Также высока вероятность, что в случае выхода из строя электрического привода стеллажная система будет парализована и вызовет задержки в работе склада. Ориентировочная стоимость данной конструкции – 100 евро за поддоно-место. Кроме того, технология монтажа рельсов для мобильных стеллажей такова, что требуется учитывать их наличие в складе уже на этапе строительного проекта. Этот фактор сдерживает широкое применение данной системы хранения.

Таким образом, грузовые паллетные стеллажи с мобильными базами целесообразно применять, когда:

  • требуется высокая компактность;
  • присутствуют различные товарные группы;
  • есть возможность учесть специальные технические требования к конструкции пола и климатическим условиям при проектировании и строительстве складского помещения.

Чаще всего их используют на складах-холодильниках, где стоимость площади весьма высока.

СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ С ЭЛЕМЕНТАМИ АВТОМАТИЗАЦИИ

Недавно разработанная система хранения высокой плотности (high density storage system) – интересное компромиссное решение между дешевой и надежной набивной системой стеллажного хранения и более дорогой, технически сложной автоматизированной системой сателлитного складирования (satellite storage system).

С точки зрения конструкции она представляет собой набивной блок, оборудованный грузонесущими балками (drive-in beam) со специальным профилем. В отличие от обычного набивного стеллажа здесь каждая балка имеет по две несущих поверхности. Одна служит для поддержки хранимых поддонов с грузом, а другая является направляющим рельсом для радиоуправляемой тележки с независимым электроприводом. Тележка при помощи обычной подъемно-погрузочной техники (точно так же, как поддон с грузом) устанавливается на рельсы любого уровня хранения в любом канале блока со стороны загрузки/выгрузки. Далее в зависимости от задачи возможны два варианта использования. Либо тележка перемещается по рельсам под ближайший поддон с грузом, приподнимает его с балок и перемещает к стороне выгрузки стеллажного блока. Либо погрузчик ставит на балки над тележкой поддон с грузом, и тележка транспортирует паллету на ближайшее свободное место хранения. Такая технология позволяет использовать как принцип LIFO по аналогии с набивным стеллажом, так и принцип FIFO гравитационного стеллажа (если стороны загрузки и выгрузки находятся на противоположных сторонах блока).

Достоинства такой системы: компактность хранения; простота и надежность конструкции; высокие производительность, универсальность и гибкость в применении; возможность независимого доступа к поддонам в любом горизонтальном канале хранения. Также система не предъявляет жестких требований к подъемно-погрузочной технике на складе. Ее можно использовать на складе-холодильнике.

Из недостатков следует отметить возможные перебои в работе склада в случае, если радиоуправляемые тележки выйдут из строя. Кроме того, ширина каналов в блоке заужена по сравнению с обычным набивным стеллажом. Это делает невозможным применение системы на складах, где необходимо использовать обычную технологию обработки грузов (с заездом подъемно-погрузочной техники в канал блока). Металлоемкость конструкции стеллажа также будет выше, чем у обычного набивного блока, из-за воздействия статических и динамических нагрузок, оказываемых радиоуправляемыми тележками. Поэтому в конструкции используются более мощные профили, дополнительные элементы жесткости и безопасности.

Стоимость данной системы оценивается в 75 евро за поддоно-место, что вполне оправданно, учитывая описанные возможности и преимущества. Правда, стоит отметить, что система разработана и применяется сравнительно недавно. Поэтому перед тем, как принять решение о приобретении данной конструкции, следует сначала изучить реальный опыт ее эксплуатации на существующих складах.

СИСТЕМЫ САТЕЛЛИТНОГО СКЛАДИРОВАНИЯ

Наибольшую компактность хранения грузов обеспечивает автоматизированный компактный склад на основе системы сателлитного складирования (satellite storage system). Он представляет собой два стеллажных блока (близких по конструкции к набивному стеллажу системы хранения высокой плотности), разделенных технологическим проездом, в котором по направляющим перемещается автоматизированный штабелер. На платформе штабелера (сателлитной станции) располагаются грузозахватные приспособления – сателлиты. Сателлит представляет собой автоматизированную тележку с электроприводом. Тележка оборудована механизмом, обеспечивающим подъезд сателлита под объект хранения. Сателлиты могут быть гусеничными или подъемными, в зависимости от типа объекта хранения (поддон с грузом, контейнер, рулон). Стеллажный автоматизированный штабелер останавливается напротив необходимого канала стеллажного блока и подводит сателлиты (одновременно две тележки) к расположенным слева и справа от проезда уровням хранения. Таким образом, один штабелер обслуживает одновременно два стеллажных блока. После точного позиционирования стеллажного штабелера перед выбранным уровнем хранения сателлит отделяется от платформы и въезжает в канал по направляющим рельсам для закладки на хранение или выгрузки поддона с грузом.

Благодаря тому что пространство, необходимое для операций загрузки/ выгрузки, минимально, существующие складские площади используются максимально эффективно. В целом система сателлитного складирования обладает теми же преимуществами и недостатками, что и система хранения высокой плотности с использованием радиоуправляемых тележек. Главное достоинство и отличительная особенность сателлитного складирования – полная автоматизация погрузочно-разгрузочных операций, обеспечивающая также легкую интеграцию с компьютерной системой управления складом (WMS). Естественно, в связи с этим стоимость такого решения весьма высока.

РЕКОМЕНДАЦИИ

К сожалению, сейчас в России использовать автоматизированные системы хранения не так выгодно, как, например, в Западной Европе. Это связано с низким уровнем развития складской логистики и наличием дешевой рабочей силы. Тем не менее можно с уверенностью сказать, что уже через пару лет спрос на подобные технологии значительно вырастет и они получат в нашей стране широкое распространение.

Пока же среди описанных систем лидерами с точки зрения спроса и по соотношению цены и эффективности являются набивные стеллажи. Однако при их выборе и использовании важно соблюдать несколько правил.

Во-первых, при заказе оборудования необходимо четко определить максимальную высоту поддонов с грузом, которые предполагается хранить в набивном стеллаже. Конструкция набивных блоков такова, что высоты уровней хранения соответствуют узловым точкам стеллажных рам (точкам присоединения диагоналей), то есть стеллажные рамы проектируются под конкретные высоты грузонесущих балок в стеллажном блоке. Поэтому если возникает необходимость хранить поддоны с большей высотой, изменить расположение уровней хранения по высоте в смонтированном набивном блоке будет очень сложно. Теоретически такое изменение конструкции возможно, но на практике оно выполняется очень редко, так как связано с большими затратами средств и времени на полный демонтаж блока, заказ дополнительных деталей и повторный монтаж.

Во-вторых, следует искать компромисс между количеством уровней хранения и стоимостью блока набивных стеллажей. Дело в том, что при значительном количестве каналов, большой глубине хранения, а также существенном весе поддона с грузом добавление одного уровня хранения в высоту (например, семь уровней вместо шести) может привести к резкому увеличению стоимости конструкции набивного блока в целом. Это связано с тем, что приходится использовать мощные профили стеллажных рам и делать шаг рам более частым. Компенсировать потерю в емкости набивного блока можно при помощи более тщательного планирования внутрискладской логистики – предпочтительнее использовать блок с большим количеством каналов, чем с большей высотой.

И наконец, не следует пренебрегать защитными элементами в конструкции набивного стеллажа. Усилители стоек рам со стороны загрузки и выгрузки, передние отбойники напротив каждой стойки на въезде в каналы, напольные направляющие рельсы для штабелера в каналах облегчат работу и позволят продлить срок эксплуатации оборудования.