Логистическое проектирование склада

Автор: Иванов Андрей, руководитель проектного отдела компании «Концепт Лоджик» -
www.concept-logic.ru

 

Когда товар, хранящийся и обрабатываемый на складе, разбит по группам. Для каждой группы определены: весогабаритные характеристики единицы хранения и отбора, требования к условиям хранения и товарному соседству. Установлены основные требования к товарной обработке и технологические ограничения, планируемые объемы товарообработки и хранения, их неравномерности на расчетный период. После этого нухно приступать к этапу логистического проектирования.

ОБЩЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТОВАРООБРАБОТКИ

Процессы товарообработки на складе могут проводиться по ручной, механизированной либо автоматизированной технологии.

РУЧНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Ее отличительная особенность – минимальное использование оборудования при обработке и хранении товара. В качестве подъемно-транспортного оборудования используются простейшие механизмы (ручные гидравлические тележки, платформенные тележки, ручные гидравлические штабелеры и т. п.). Из-за того, что такая техника практически не позволяет перемещать товар вертикально, он хранится напольно, в штабелях либо на низкоуровневых полочных стеллажах.

Основные достоинства варианта:

1. Универсальное использование складских площадей, операционные зоны могут иметь «плавающие» границы в зависимости от потребностей товарообработки.

2. Возможность использования низкоквалифицированного персонала для погрузочно-разгрузочных работ и внутрискладских перемещений.

3. Возможность наращивания пропускной способности за счет увеличения людских и технических ресурсов.

4. Стоимость оснащения склада (стартовые затраты) минимальная.

5. Минимальные требования к высотности здания и качеству полов.

Основные недостатки:

1. Потребность в значительных площадях, обусловленная невозможностью рационального использования высоты здания.

2. Низкая производительность при товарообработке. Как следствие – большое количество персонала.

3. Большой процент ошибок при товарообработке в связи с выполнением операций рабочим персоналом.

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Этот вариант отличается тем, что все операции по перемещению товара осуществляются с помощью самоходного подъемно-транспортного оборудования, имеющего электрический, дизельный, бензиновый или газовый двигатель. Управление подъемно-транспортным оборудованием осуществляется персональными операторами, либо находящимися в кабине ПТО, либо идущими рядом. Высота складирования товара с использованием такого оборудования достигает 14 м. Хранение товара осуществляется преимущественно на стеллажных конструкциях.

Основные достоинства варианта механизированной обработки:

1. Оптимальное использование высоты здания для размещения товара. Как следствие – потребность в меньших площадях по сравнению с ручной технологией товарообработки.

2. Возможность наращивания пропускной способности склада за счет увеличения людских и технических ресурсов.

3. Высокая производительность при выполнении операций. Как следствие – сокращение численности персонала.

Основные недостатки:

1. Имеются ограничения по допустимой высоте хранения товаров (до 14 м).

2. Повышенные требования к качеству полов.

3. Повышенные требования к квалификации персонала (операторов подъемно-транспортного оборудования), участвующего в перемещении товара.

4. Необходимость наличия дополнительных помещений, зон, оборудования, персонала для обслуживания и ремонта техники.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Вариант автоматизированной технологии товарообработки предполагает минимальное использование персонала. В качестве подъемно-транспортного оборудования используются преимущественно автоматические краны-штабелеры и конвейерные системы. Управление механизмами реализовывается с помощью информационной системы. Хранение товара осуществляется только на стеллажных конструкциях.

Основные достоинства:

1. Максимальное увеличение производительности выполнения складских операций.

2. Достижение наибольшей пропускной способности складской системы.

3. Максимальное сокращение количества рабочего персонала.

4. Отсутствие доступа персонала в зоны хранения товара.

5. Возможность увеличения рабочей высоты помещения ОСК до 40 м.

Основные недостатки:

1. Высокая стоимость оборудования и его обслуживания.

2. Увеличение рисков, связанное с невозможностью перехода на механизированную технологию обработки товара при выходе из строя элементов автоматической системы.

3. Отсутствие гибкости системы при значительных изменениях характеристик товаропотоков.

Также при выборе того или иного варианта основной технологии следует ориентироваться на показатели единовременных вложений (максимальные для автоматизированной технологии) и текущих затрат (максимальные для ручной технологии).

После определения возможностей использования тех или иных технологий товарообработки можно переходить к расчету требуемых складских зон.

Классификация зон склада

Складские зоны классифицируют по следующим критериям:

1. По назначению (зоны обработки товаропотока, зоны размещения товара, комбинированные зоны).

2. По принципам совмещения и поглощения (раздельные зоны, совмещенные зоны, разбитые на сектора зоны).

3. По специальным требованиям к хранению, обработке, товарному соседству (общие зоны, зоны, обеспечивающие специальные условия хранения и обработки товара).

4. По направлению движения товаропотоков через зоны (зоны с прямоточной, реверсивной или верификационной схемой движения).

 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ ЗОН

При определении требуемых складских зон необходимо использовать их классификацию по основным логистическим принципам (см. справку). Рассмотрим, как это делается.

1.Классификация по назначению. Поскольку товар в складской системе может иметь два состояния – либо в обработке, либо в ожидании обработки, складские зоны делятся по доминирующему назначению. Например, зоны обработки товаропотока – зона разгрузки, приемки, контроля и т. д. Зоны размещения товара – зона хранения брака, хранения конфликтного товара, зона экспедиции и т. д. Комбинированные зоны – зона хранения и отбора, таможенной обработки и т. д.

2.Классификация по принципам совмещения и поглощения. В зависимости от топологии складского здания, условий хранения и обработки товара, а также требований к товарообработке, складские зоны могут делиться по принципу совмещения и поглощения. Например, если разгрузка/приемка товара и отгрузка выполняются в разное время, рекомендуется назначать совмещенные погрузочно-разгрузочный фронт и зону приемки/отгрузки. При хранении товара, имеющего сильно различающиеся объемы хранения артикулов, целесообразно зону хранения делить на сектора по типам хранения (паллетное на фронтальных стеллажах, паллетное на гравитационных стеллажах, коробочное, штучное и т. п.).

3.Классификация по специальным требованиям к хранению, обработке, товарному соседству. При наличии таких требований к хранению необходимо создать специальные зоны, обеспечивающие данные условия. Например, зоны, где поддерживается определенный температурно-влажностный режим (охлажденного хранения, глубокой заморозки и пр.), зоны, обеспечивающие ограничение доступа (зона хранения особо ценного товара, экспедиции особо ценного товара и пр.), и т. д.

4.Классификация по направлению движения товаропотоков. Направление движения товаропотока через зоны в первую очередь зависит от назначения зоны и учитывается при размещении зон в плане. Например, зоны с прямоточной схемой движения – зона приемки, отгрузки, экспедиции и пр. Зоны с реверсивной схемой движения – совмещенная зона приемки/отгрузки, совмещенная зона экспедиции/временного размещения не принятого товара и пр. Зоны с верификационной схемой движения – зона контроля и пр. Пример перечня основных зон в составе складского комплекса представлен в таблице.

Таблица. Перечень основных зон склада и их назначение

Наименование зон и помещений

Основные функции

Основные выполняемые операции

Зона разгрузки, совмещенная с разгрузочным фронтом

Разгрузка

Подача автотранспорта. Проверка сохранности пломб, осмотр кузова. Вывоз товара из кузова автотранс-порта. Пересчет грузовых мест и сверка с сопроводительными документами

Зона приемки товара

Приемка по количеству. Приемка по качеству

Размещение товара для приемки. Проверка количества единиц товара в грузовых местах. Проверка качества товара

Зона хранения и отбора товара

Складирование. Хранение. Отбор заказов

Размещение на места хранения. Отбор товара

Зона контроля и комплектации готовых заказов

Контроль правильности отбора. Комплектация заказа

Проверка соответствия отобранного товара отборочным документам. Консолидация всех коробов одного заказа. Паллетирование

Зона транспортной экспедиции

Экспедирование

Консолидирование готовых заказов по маршрутам доставки. Хранение заказов до момента отгрузки

Зона отгрузки, совмещенная с отгрузочным фронтом

Отгрузка

Подача автотранспорта. Пересчет грузовых мест и сверка с сопроводительными документами. Загрузка заказов в автотранспорт

Служебные помещения персонала

Обеспечение условий выполнения персоналом служебных обязанностей

Работа с документами и информационной системой. Осуществление контроля процессов приемки и отгрузки товара (посты охраны). Бытовые функции

После определения основных операционных зон и выполняемых в них операций нужно определить нагрузки на технологические зоны. Этот параметр потребуется для расчета потребностей в ресурсе и предварительного определения площадей зон обработки товаропотока. Пример схемы распределения суточного товаропотока (нагрузки) между операционными зонами представлен на рис 1.

Рисунок 1. Пример распределения суточной нагрузки на складскую систему между операционными зонами

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И ОСНАЩЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗОН ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗОНИРОВАНИЯ

Проектирование внутренних технологических зон склада основывается на обеспечении рационального использования емкости каждой зоны, людского и технического ресурса при оптимальной технологии обработки и хранения товара. Объемно-планировочные решения проектируемых складских зон зависят от характеристик поступающих в каждую зону и исходящих из нее товаропотоков (объемов, периодичности, количества артикулов, вида упаковки, типа товароносителя и т. п.), параметров применяемого оборудования (стеллажного, докового), характеристик работающей в зоне техники, состава рабочих мест персонала и принятой технологии выполнения операций.

Основными характеристиками стеллажного оборудования, рассматриваемого при проектировании технологических зон, являются:

  • тип стеллажного оборудования;
  • количество ярусов хранения;
  • габариты мест хранения;
  • размеры требуемых технологических проходов и проездов.

Если говорить о ПТО, то при проектировании технологических зон нужно учесть следующие его характеристики:

  • высота подъема вил с загруженным товароносителем;
  • ширина прохода для маневрирования с загруженным товароносителем;
  • скорость движения и маневрирования с грузом и время захвата и установки товароносителя.

Основные характеристики докового оборудования, которые нужно учитывать при проектировании технологических зон, следующие:

  • высота и ширина воротных проемов;
  • качество беспрепятственного перемещения товара из кузова автотранспорта (ж/д транспорта);
  • уровень защиты товара от атмосферных воздействий при проведении погрузочно-разгрузочных работ.

Размещение товара в соответствующей зоне зависит от технологии хранения и обработки товаропотока, а также статуса товара в момент размещения. Рациональное размещение товара для хранения или обработки минимизирует временные затраты персонала и использование техники на обработку товаропотока, предотвращает порчу товара и ошибки при его учете, обеспечивает соблюдение техники безопасности на складе.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ СКЛАДСКИХ ЗОН

После определения состава и оснащения технологических зон нужно рассчитать (пока предварительно) требуемые площади зон обработки товаропотока и зон размещения товара.

Требуемые площади зон обработки товаропотока вычисляются по формуле:

Sзоны = Sпоста х Nпостов,

где Sпоста – площадь одного поста товарообработки, м2;

Nпостов – требуемое количество постов товарообработки, ед.

Sпоста = Sраб. места + Sпроходов + Sтовара,

где Sраб. места – площадь стационарного рабочего места (при наличии такового), м2;

Sпроходов – площадь технологических проходов/проездов для обеспечения работы одного поста, м2;

Sтовара – площадь, занимаемая товаром, ожидающим обработки и обработанным, м2.

Формула для предварительного определения требуемых площадей зон хранения товара имеет несколько иной вид:

Sхран = Vхран /(Nярусов x k исп. пл),

где Sхран – требуемая площадь зоны хранения, м2;

Vхран – требуемый объем единовременного хранения, выраженный в единицах хранения (паллет, лотков, коробов и пр.);

Nярусов – количество ярусов размещения единиц хранения (ярусов);

kисп. пл. – коэффициент использования площади зоны хранения, являющийся отношением площади, на которой размещен товар, к общей площади зоны с учетом технологических проездов. В первом приближении для паллетного хранения на фронтальных стеллажах kисп. пл. принимается в пределах от 0,31 до 0,36.

Стоит отметить, что для предварительного определения требуемых площадей зон целесообразно, а в некоторых случаях необходимо делать схематичные прорисовки состава элемента (поста) зоны с указанием габаритных характеристик. Например, по предполагаемой технологии товарообработки каждый пост контроля должен иметь:

  • стационарный стол контроля 1,3 x 0,8 м;
  • два места для размещения паллет с заказами, ожидающими контроля (площадь паллеты 1,2 x 0,8 м);
  • два места для размещения паллет с проконтролированными заказами (площадь паллеты 1,2 x 0,8 м);
  • технологические проходы шириной 0,6–1,2 м;
  • технологический проезд шириной 2,5 м.

Возможная схема компоновки поста контроля представлена на рис. 2. Воспользовавшись ею, можно без труда определить требуемую площадь поста контроля. Умножив результат на необходимое количество постов, получим общую площадь зоны контроля в первом приближении.

Рисунок 2. Схема компоновки поста контроля

ЗОНИРОВАНИЕ СКЛАДА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВАРИАНТОВ КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ

После предварительного определения площадей основных зон приступаем к зонированию, то есть размещению технологических зон на плане складского здания. При зонировании склада рассматриваются все принципиальные варианты компоновочных решений, отвечающие установленным требованиям и соответствующие принятым технологиям товарообработки (см. справку). По каждому варианту готовятся графические материалы (чертежи), экспликация основных зон. После разработки принципиальных вариантов компоновочных решений проводится их сравнительная оценка по основным логистическим показателям:

1. Емкость склада (запас емкости по отношению к планируемым объемам хранения).

2. Пропускная способность склада при принятом графике работ (запас пропускной способности по отношению к планируемым объемам товарообработки).

3. Максимально возможная пропускная способность склада (при круглосуточной работе семь дней в неделю).

4. Единовременные вложения в реализацию проекта.

5. Стоимость создания одного паллето-места.

Принципы зонирования склада

При разработке компоновочных решений складского здания учитываются следующие принципы:

1. Рациональное использование складских площадей.

2. Рациональное использование высотности здания.

3. Последовательность и технологичность выполняемых складских операций.

4. Максимальная универсальность используемого оборудования в зонах.

5. Возможность поэтапного наращивания мощностей.

6. Возможность использования уже имеющейся техники и оборудования.

 

По результатам сравнения делаются выводы о рациональности использования того или иного компоновочного решения, даются рекомендации по этапности реализации вариантов, определяется один или несколько базовых вариантов для детальной проработки.

ДЕТАЛЬНАЯ ПРОРАБОТКА ПРОЕКТА

После определения основных вариантов компоновочных решений проводим детальную проработку логистического проекта, а именно1:

1. Технологическое проектирование.

2. Расчет персонала и техники с учетом технологии товарообработки и штатной структуры.

3. Детальное зонирование с прорисовкой состава зон и помещений на чертежах.

При создании технологии обработки товаропотоков необходимо опираться на основные принципы организации внутрискладских бизнес-процессов:

1. Планомерность и ритмичность складских работ.

2. Реализация эффективных схем товарообработки.

3. Реализация эффективной системы хранения и учета товара.

4. Эффективное использование персонала и техники.

5. Оптимизация системы информационного обмена.

По результатам технологического проектирования составляется организационно-штатная структура, технологические карты и диаграммы бизнес-процессов, разрабатываются внутренние документы и регламенты взаимодействия склада со смежными подразделениями компании, формализуются в должностных инструкциях права и обязанности сотрудников.

Определение требуемого ресурса персонала и техники проводится отдельно для каждой зоны. Общая формула определения потребностей в ресурсе имеет следующий вид:

Nресурса = Vсмена/(Qрес x Тработ),

где Nресурса – требуемое количество определяемого ресурса в смену (человек, бригад, техники);

Vсмена – объем нагрузки на данный участок в смену (паллет, м3, т, шт. и пр.);

Qрес – производительность ресурса при выполнении данного типа операций (паллет/ч, м3/ч, т/ч, шт/ч и пр.);

Тработ – временной интервал работ на участке в смену (ч).

При использовании средних значений объемов нагрузки на участок в представленную формулу необходимо добавить коэффициент неравномерности нагрузки (это отношение максимального объема нагрузки на данном участке за рассматриваемый период к среднему с возможной последующей корректировкой).

Производительность ресурса целесообразно определять на основании данных, полученных в результате хронометража операций. Если провести хронометраж невозможно, то в принципе можно использовать показатели производительности ресурса на аналогичных складах со схожей технологией товарообработки, структурой товаропотоков и параметрами зон.

При проведении детального зонирования на чертежах размещаем выбранное стеллажное оборудование и стационарные рабочие места персонала с учетом шага колонн, ширины технологических проездов и проходов, архитектурных и иных ограничений и требований.


1 Так как результаты перечисленных этапов детальной проработки проекта тесно связаны между собой и «взаимовлияемы», работа по данным этапам проводится по итерационной схеме.