Логистические критерии перехода от ручной сортировки товара к автоматизированной

Выбор рациональной технологии работы современного складского комплекса проводится на вариантной основе [1] путем сравнения различных технологических вариантов организации зон склада по операционным и логистическим критериям, например:

• пропускной способности и емкости хранения зон склада на заданном временном интервале;
• площади (объему) технологических зон склада;
• количеству персонала;
• типу и количеству складской техники и оборудования;
• соответствию ключевым показателям эффективности (KPI) [7];
• затратам на реализацию технологического варианта;
• периоду экономической окупаемости технологического решения.

Особенности логистических расчетов с учетом функционального назначения склада и технологии работы подробно рассмотрены авторами в работах [3–6]. Однако, как показывает наша практика проектной работы, многие владельцы складских комплексов ожидают от результатов логистического проектирования не только выбора рациональной технологии работы (ручная, механизированная автоматизированная), но и определения точек смены технологий, например, замещения механизированных технологий автоматизированными в зависимости от характеристик обрабатываемого товаропотока и/или KPI процессов склада. 

При комплексном подходе к определению технологических сценариев работы склада логистическому проектировщику приходится детально рассчитывать и сравнивать большое количество вариантов (иногда более 20), что значительно увеличивает время проектных работ и удорожает их. Принимая во внимание тот факт, что часть расчетов по оценке жизненного цикла технологии и определения технологии-заместителя проводятся на 5-летнем горизонте прогнозирования, необходимо точно планировать экономический блок исходных данных, таких как стоимость оборудования, уровень заработной платы персонала, ставки дисконтирования и уровень инфляции. 

Упростить задачу выбора технологии или технологических сценариев работы склада на долгосрочную перспективу можно, если сначала проранжировать варианты по операционным критериям (пропускная способность, емкость хранения, трудоемкость операций), а затем применить экономические критерии окупаемости к наиболее перспективным технологическим вариантам.

Рассмотрим использование операционных критериев для сравнения эффективности технологий ручной и автоматизированной сортировки. Необходимость сортировки грузов появляется на этапах обработки входящего (приемка непаллетированного товара, кросс-докинг) и исходящего товаропотока (паллетный отбор, с последующим распределением коробов по заказам) [2].

Технология ручной сортировки состоит из следующих операций:

• идентификация короба на паллете и определение места его размещения, например, сканированием штрихкода короба;
• снятие короба с паллеты «откуда взять»;
• перенос (обычно без использования техники) короба к месту размещения и постановка короба на поддоне «куда положить»;
• подтверждение размещения короба на месте, например, сканированием штрихкода места, либо подтверждение завершения действия на терминале сбора данных).

При этом должен быть обеспечен удобный доступ персонала к паллетам «откуда взять» и «куда положить».

Различные схемы организации секторов ручной сортировки представлены на рисунке 1 (а—в).

Организация ручной сортировки предполагает использование значительных площадей для размещения паллет «откуда взять», рабочих коридоров перемещения персонала, выполняющего сортировку, мест для паллет «куда положить», запасных мест для скомплектованных паллет, а также рабочих коридоров для вывоза скомплектованных паллет.

При росте объемов товародвижения и/или количества критериев сортировки (клиенты, маршруты, накладные и т.д.) неизбежен рост зоны ручной сортировки. 

График зависимости потребности в площадях зоны ручной сортировки от увеличения грузооборота представлен на рисунке 2.

Из рисунка 2 видно, что увеличение площади зоны сортировки линейно изменяется относительно увеличения грузопотока, что требует учета при оценке потребностей в площадях при пиковых нагрузках и сезонном/годовом росте товаропотока. Например, при грузопотоке в 124 паллеты в час (что примерно соответствует емкости кузовов 5 единиц крупнотоннажного автотранспорта) потребуется зона сортировки площадью около 700 м2.

Все вышеказанное относится к случаю, когда предполагается рост объемов распределения на одну точку. Однако если растут не только объемы потока, но и количество точек распределения, происходит нелинейное снижение производительности работников, вызванное увеличением пробега при распределении коробов с товаром (рис. 3). Таким образом, при увеличении количества точек распределения даже без роста товаропотока возникает необходимость наращивать персонал.

На рисунке 4 показано, как увеличиваются временные затраты работника на обработку одного короба (размеры короба 60х40х30 см) при увеличении количества точек распределения.

По мнению авторов, рациональной может считаться такая технология сортировки, при которой:

• время, затрачиваемое работником на пробег, не превышает времени выполнения остальных операций сортировки (критерий трудоемкости);
• персонал в нужном количестве доступен для работы или может быть нанят (критерий доступности персонала).

В соответствии с критерием трудоемкости ручная сортировка коробов в рассматриваемом случае целесообразна, если количество точек сортировки не превышает 28 (рис. 5).

Следует отметить, что при ручной сортировке, если точек распределения больше 28, средний пробег работника от паллеты «откуда взять» до паллеты «куда положить» составит более 5 метров, что приводит к быстрой утомляемости персонала. А если вес короба при этом больше 10 кг, работа практически останавливается из-за малой скорости операций. Таким образом, процесс ручной сортировки имеет явные технологические ограничения по весогабаритным характеристикам распределяемой единицы (удобство и возможность переноски) и количеству точек распределения (время пробега работника).

Рассмотрим зависимость требуемого количества работников от количества точек распределения при различных объемах грузопотока (рис. 5).

Чем больше грузооборот, тем быстрее растет потребность в ресурсе при возрастании количества точек распределения, тем меньше рациональная область использования трудового ресурса при ручной сортировке. Таким образом, можно определить точку перехода к автоматизированной технологии с использованием коробочных сортировщиков в зависимости от объемов сортировки и количества мест распределения, выделяя зоны, в которых пробег персонала не превышает заданного значения (в нашем случае 50% рабочего времени) или предельной численности. Зона рационального использования ручных технологий сортировки выделена на рисунке 5 желтым цветом. 

Например, для потока интенсивностью 4800 коробов/ч точкой смены технологии необходимо считать момент, когда количество точек распределения превысит 28.

Переход к автоматизированным технологиям позволяет использовать сложные алгоритмы множественной сортировки. Например, автоматический сортировщик позволит провести приемку текстильной продукции с ее раскладкой на товароноситель по следующим признакам:

документ прихода/поставщик:

• артикул:
• цвет;
• размер;
• рост;
• полнота.

Производительность сортировщика текстильных изделий может варьироваться в широких пределах. Например,сортировщик с 8 стволами подачи товара и 200 выходами имеет производительность сортировки 14 000 ед./ч (с отработкой пиковых значений до 16 000 ед./ч), численность персонала — 45 человек в смену.

Для исходящих потоков можно объединить операции комиссионирования товара с операциями комплектации маршрутов по следующим признакам принадлежности товара или груза:

• Маршрут
• Транспортное средство
• Waybil/Накладная
• Home Waybill/ Накладная для расконсолидации
• Клиент/Получатель.

Планируя замещение ручной технологии сортировки автоматизированной, необходимо учитывать следующие особенности сортировщиков:

• точки входа (стволы входа) грузопотока в систему сортировщика фиксированы, что не позволяет изменять направления товаропотоков;
• наибольшая скорость сортировки достигается, когда количество точек распределения (стволы выхода) больше или равно количеству критериев сортировки;
• необходимо предусмотреть стволы ошибок, в которые будет направляться товар (или груз), не соответствующий ни одному критерию сортировки. Такая ситуация возникает, когда товар попадает в сортировщик в результате пересортицы или ошибки распознавания идентификационного штрихкода.

Технологическая зона сортировки с использованием автоматического сортировщика представлена на рисунке 6. 

Стволы подачи товара на сортировку показаны зеленым цветом, ствол ошибок — красным, стволы сортировки — синим.

Поскольку стоимость приобретения и владения сортировщиков зависит от весогабаритных характеристик товара, производительности сортировки, топологии, конструкции узлов транспортировки и управления движением груза, задача выбора оптимального технического решения из представленных на рынке моделей сортировщиков становится наиважнейшей после принятия решения о замещении ручных технологий автоматизированными.

Библиографический список:

1. Бабаев А., Фетисова Т. Выбор технологии хранения и обработки товара // Складские технологии. — 2008. — № 4.
2. Бабаев А., Фетисова Т. Технологическая эффективность кросс-докинга // Логистика и управление. — 2008. — № 9.
3. Иванов А.И. Второй этап проектирования склада // Складские технологии. — 2007. — № 3.
4. Иванов А.И. Проектирование склада: пример расчетов // Складские технологии. — 2007. — № 4.
5. Иванов А.И. Нормирование в организации работы склада // Складские технологии. — 2005. — № 4.
6. Толмачев К.С. Строительство склада: этап проектирования // Складские технологии. — 2007. — № 2.
7. Толмачев К.С. Ключевые показатели работы (KPI) складского комплекса // Складские технологии. — 2008. — № 2.

Тексты статей, на которые приводятся ссылки, доступны в разделе «Публикации» на сайте www.clogic.ru.