Как повысить эффективность складов в производственных операциях

Реальная цена неэффективности складов в производственных операциях

На большинстве производственных предприятий основное внимание уделяется производственной линии. Машины контролируются, время цикла отслеживается, а время простоя измеряется с точностью до минуты. Склад, стоящий непосредственно за ним, действует на основе интуиции и институциональной памяти — и поглощает затраты, которые никогда не появляются ни на одной информационной панели эффективности.

Цифры говорят совсем другую историю, когда кто-то смотрит. Исследования промышленных предприятий неизменно показывают, что производственные рабочие тратят от 20 до 30 процентов своего времени, не производя: ищут материалы, ждут, пока вилочный погрузчик достанет нужный лист из закопанной стопки, или расставляют компоненты в коридорах, потому что складские помещения переполнены. На предприятии, работающем в две смены, это означает четыре или более часов потери производительности на одного работника в день. Для команды из десяти человек это рабочая сила второго предприятия, полностью потребляемая трением.

Три показателя определяют эффективность склада в производственном контексте точнее, чем любой общий контрольный список:

• Время ожидания материала — среднее время, прошедшее между производственным запросом и поступлением материала на станок или рабочую станцию. На неорганизованных складах это время обычно превышает 15 минут на выдачу. В хорошо сконфигурированных интеллектуальных средах хранения оно падает ниже 90 секунд.
• Коэффициент использования этажа — процент доступной площади, способствующей продуктивному хранению. Отраслевые показатели показывают, что большинство традиционных производственных складов работают с загрузкой 40–55%. В вертикальных системах хранения высокой плотности этот показатель обычно превышает 85%.
• Выберите уровень точности - доля поисков, которые дают правильную спецификацию материала с первой попытки. Ручной поиск в неразмеченных стопках постоянно приводит к частоте ошибок 3–8%. Автоматизированные поисковые системы с интегрированным управлением запасами обычно достигают 99%.

Повышение эффективности склада в контексте производства — это не ведение домашнего хозяйства. Это решение производственной мощности. Каждая минута сокращения времени ожидания материала — это минута восстановления производительности без добавления ни одной машины или найма одного оператора.

Начните с планировки: как дизайн пространства повышает производительность

Прежде чем инвестировать в какое-либо оборудование или программное обеспечение, самое эффективное вмешательство в повышение эффективности склада часто оказывается самым дешевым: перепроектирование организации пространства. Плохая планировка создает невидимые трения, которые возникают при каждой операции, каждой смене, каждый день.

Основополагающим принципом является направленная логика. Материалы должны перемещаться по складу в одном последовательном направлении — от приема через хранение до отправки — не пересекая свой собственный путь и не конкурируя за доступ к проходу с противоположными потоками. U-образная планировка склада позволяет добиться этой цели четко: приемные доки расположены на одном конце U, отгрузочные доки — на другом, а складские помещения занимают изогнутую середину. Персонал и вилочные погрузчики движутся в одном направлении, исключая лобовые конфликты, которые замедляют движение на линейных или I-образных объектах.

На производственных складах, работающих с листовым металлом, листовым прокатом, трубами и трубками — материалами, которые являются большими, тяжелыми и трудными для маневрирования, — ширина проходов заслуживает особого внимания. Проходы, оптимизированные с учетом радиуса поворота используемых типов вилочных погрузчиков, а не стандартные, позволяют сэкономить значительную площадь помещения, сохраняя при этом полный рабочий зазор. На предприятиях с вилочными погрузчиками с боковой загрузкой, предназначенными для погрузочно-разгрузочных работ с длинными материалами, ширина проходов часто может быть уменьшена на 30–40% по сравнению с конфигурациями, предназначенными для погрузчиков с противовесом.

Стратегия распределения товаров, то есть решение о том, какие материалы будут храниться на складе, является вторым важным рычагом планировки. Анализ ABC классифицирует запасы по частоте извлечения: предметы (извлекаемые ежедневно или несколько раз за смену) находятся ближе всего к пункту отправки или производственному элементу. Предметы B (еженедельный поиск) занимают позиции на среднем расстоянии. Предметы C (ежемесячно или медленнее) могут занимать самые дальние и наименее доступные места. Этот простой принцип, если его последовательно применять, может сократить среднее расстояние перемещения за один поиск на 25–40% без каких-либо капиталовложений, кроме физической реорганизации.

Наконец, вертикальное пространство является наиболее систематически недоиспользуемым активом на производственных складах. Предприятия, где листовой металл хранится ровно на полу или на низкопрофильных консольных стеллажах, обычно используют 15–25% доступного кубического объема. Переосмысление ориентации хранилища — с горизонтальной на вертикальную, с уровня пола на многоярусную — открывает путь к повышению плотности, о котором рассказывается в следующем разделе.

Плотность хранения как рычаг эффективности: больше, чем просто экономия места

Плотность хранения обычно рассматривается как проблема с пространством: слишком много инвентаря, слишком маленькая площадь. На производственных складах это, скорее, проблема эффективности. Низкая плотность хранения приводит к увеличению расстояний перемещения, усложнению последовательности извлечения, более высокому уровню повреждения материала во время погрузочно-разгрузочных работ и более медленному времени реакции между хранением и производством. Повышение плотности решает все эти проблемы одновременно.

Сравнение между обычным хранилищем и хранилищем с высокой плотностью резкое применительно к пластинам и листовому металлу. Традиционный подход — плоские стопки на полу, разделенные по типу материала — обычно дает от пяти до восьми мест хранения на квадратный метр площади пола, требует вилочного погрузчика для выкапывания закопанных листов и не обеспечивает видимости того, что и где хранится, без ручного осмотра. Вертикальный стеллаж для хранения в виде выдвижного ящика или кассеты той же площади обеспечивает от пятнадцати до двадцати пяти позиций на квадратный метр, обеспечивает доступ одного оператора с полной видимостью материала и поддерживает извлечение любой позиции, не нарушая соседний запас.

Повышение эффективности от более высокой плотности не является линейным — оно суммируется. Когда время поиска сокращается с пятнадцати минут до девяноста секунд, один и тот же оператор вилочного погрузчика может обслуживать в десять раз больше производственных запросов за смену. Когда все позиции материалов видны и отслеживаются с помощью программного обеспечения, ошибки комплектации сводятся к нулю, что исключает необходимость доработок и задержки производства, вызванные попаданием на станок материала с неправильными спецификациями. автоматизированные системы хранения листового металла для производственных складов с высокой плотностью размещения которые объединяют управление запасами с физическим поиском, представляют собой наиболее полную реализацию этого принципа, но значительный прирост эффективности возможен в каждой точке кривой повышения плотности, включая ручные стеллажные системы с высокой плотностью размещения.

Сократите время ожидания материала благодаря автоматизированному хранению и извлечению

Время ожидания материала — это пробел в эффективности, который не удается устранить большинству инициатив по усовершенствованию складов, поскольку его устранение требует большего, чем просто реорганизация — оно требует изменения способа инициирования и выполнения поиска. На ручных складах производственный запрос запускает последовательность поиска человеком: найдите материал в списке на бумаге или в электронной таблице, перейдите к зоне хранения, определите правильное положение, физически извлеките материал, транспортируйте его к машине. Каждому шагу свойственна изменчивость. Общее прошедшее время редко составляет менее десяти минут, а часто превышает двадцать.

Автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) инвертируют эту последовательность. Оператор вводит спецификацию материала на терминале. Система определяет правильное место хранения на основе инвентарной записи в реальном времени, отправляет механизм извлечения — кран, челнок или конвейер — в это положение, извлекает материал и доставляет его на выходную станцию. Общее затраченное время: от шестидесяти до девяноста секунд, с почти нулевой разницей между циклами.

В частности, для пластин и листового металла реализации AS/RS предлагают дополнительные эксплуатационные преимущества, помимо скорости. Автоматическое определение веса при поступлении определяет, соответствует ли поступающий материал своим документированным спецификациям, прежде чем он попадает в систему хранения, что предотвращает нарушение производственного процесса из-за ошибочно идентифицированных запасов через несколько часов или дней. Автоматическое подтверждение поступления на склад исключает ручной ввод данных, устраняя ошибки транскрипции, которые повреждают инвентарные записи в бумажных системах. Последовательность извлечения по принципу «первым пришел — первым вышел» обеспечивается программным обеспечением, а не необходимостью полагаться на то, что персонал вручную меняет запасы, что имеет решающее значение для предприятий, работающих с материалами, которые имеют ограниченный срок хранения или чувствительность к окислению.

Вопрос надежности — как часто автоматизированные системы выходят из строя и что происходит, когда они это делают? — является наиболее распространенной проблемой для предприятий, оценивающих этот переход. Подробный анализ насколько безопасны и надежны автоматизированные системы хранения в повседневной промышленной деятельности решает эту проблему напрямую: хорошо обслуживаемые установки AS/RS обычно достигают уровня безотказной работы выше 98%, а предприятия, которые инвестируют в резервные пути извлечения и плановое профилактическое обслуживание, редко сталкиваются с незапланированными простоями, продолжающимися более одной смены. Для большинства производственных операций этот профиль надежности выгодно отличается от постоянных ежедневных потерь из-за неэффективности ручного труда.

Интеллектуальная погрузка и разгрузка: недостающее звено в складском потоке

Обсуждения эффективности складского хозяйства в основном сосредоточены на хранении и поиске. Операциям по погрузке и разгрузке на обоих концах процесса хранения — перемещению материала из транспортных средств на склад и со склада на производственное оборудование — уделяется гораздо меньше внимания. На многих объектах они также являются крупнейшим источником времени ожидания и ущерба материалам.

Ручная загрузка и разгрузка тяжелого листового металла, труб и листового металла требует физических усилий, медленна и по своей природе неустойчива. Время цикла зависит от количества доступных рабочих, уровня их усталости в течение смены, конкретных размеров используемого материала и состояния зоны приема. На объектах с пиковыми периодами доставки или высокой оборачиваемостью материалов ручная разгрузка создает отставание, которое последующие системы хранения и поиска, даже если они хорошо сконфигурированы, не могут справиться. Узкое место не в хранилище. Это на причале.

Интеллектуальные погрузочно-разгрузочные манипуляторы — роботизированные системы, разработанные специально для погрузки-разгрузки тяжелых материалов на входе и выходе со склада, — устраняют это узкое место в его источнике. Автоматизируя физическое перемещение листов, пластин и труб между местами доставки и входами системы хранения, эти системы отделяют пропускную способность склада от наличия человеческого труда. Они работают с одинаковым временем цикла независимо от времени смены, факторов усталости или количества персонала, а также применяют точно контролируемое усилие захвата и траектории движения, которые уменьшают повреждение поверхности материала во время погрузочно-разгрузочных работ. Комплексная разбивка как интеллектуальные погрузочно-разгрузочные манипуляторы работают на производстве подробно рассматривается их интеграция с операциями штамповки, сварки и сборки.

Связь между автоматизацией погрузки/разгрузки и общей эффективностью склада часто недооценивается, поскольку эти две системы кажутся отдельными. На практике они функционируют как конвейер: пропускная способность склада ограничена самым медленным участком. Установка высокоскоростной AS/RS без устранения узких мест в доках подобна расширению шоссе, которое переходит в однополосный мост. Рассматривать весь поток материалов — от дока до склада и производства — как единую интегрированную систему — это перспектива, которая обеспечивает наибольший прирост эффективности.

Измеряйте, улучшайте, повторяйте: ключевые показатели эффективности, которые действительно важны в промышленном складировании

Устойчивое повышение эффективности складов — это не проект с конечной датой. Это операционная дисциплина, и, как и любая дисциплина, она требует измерения, чтобы оставаться честным. Проблема для производственных складов заключается в том, что большинство общих структур KPI склада были разработаны для контекстов электронной коммерции или дистрибуции, где ключевым показателем является количество заказов в час, и плохо переносятся в среды, где основным результатом являются материалы, доставленные на машины в нужное время и в правильной спецификации.

Ключевые показатели эффективности, которые определяют значимые решения на складах промышленного производства:

• Время цикла извлечения — среднее время, прошедшее от запроса производственного материала до доставки на станок или рабочую станцию. Это основной показатель эффективности. Отслеживайте его по категориям материалов, сменам и операторам, чтобы определить, где изменчивость самая высокая и почему.
• Коэффициент использования местоположения — процент доступных мест хранения, занятых в данный момент. Уровень ниже 60% предполагает недостаточные инвестиции в емкость хранилища или плохую дисциплину размещения. Уровень выше 95% создает узкие места при поступлении новых запасов и ограничивает возможности реорганизации для повышения эффективности. Операционная выгода составляет 75–85%.
• Выберите уровень точности - доля поисков, дающих правильную спецификацию материала без исправлений. Отслеживание отказов на машине является наиболее надежным источником данных, поскольку операторы редко официально регистрируют ошибки, которые они незаметно исправляют самостоятельно. Уровень ниже 97% указывает на системную проблему с размещением или маркировкой.
• Пропускная способность в тоннах за смену - В частности, для металлообрабатывающих предприятий общий вес материала, обрабатываемого за рабочую смену, является значимым для производства показателем эффективности, который нормализуется для различных типов и размеров материалов.
• Время отгрузки до склада — время, прошедшее с момента доставки материала на приемный док до подтвержденного хранения в доступном и отслеживаемом системой месте. Длительное время доставки на склад указывает либо на узкие места при приеме, либо на задержки инвентаризации, которые создают «фантомные запасы» — материал физически присутствует, но не может быть обнаружен в системе.

Методология 5S — сортировать, наводить порядок, блеск, стандартизировать, поддерживать — обеспечивает практическую организационную основу для поддержания физических условий, которые делают эти ключевые показатели эффективности неулучшаемыми. В контексте производственного склада Sort исключает устаревшие инструменты, поврежденную упаковку и ненужные приспособления, занимающие места на складе. Установка в порядке устанавливает помеченные назначенные места для каждой категории материалов. Блеск означает регулярный осмотр конструкций стеллажей, состояния полов и погрузочно-разгрузочного оборудования. Стандартизация фиксирует улучшенную конфигурацию в письменных рабочих процедурах. Sustain строит графики аудита, которые не позволяют естественной энтропии загруженного склада стереть прибыль.

Однако самый важный принцип работы проще любой схемы: проверять цифры с фиксированной частотой — минимум еженедельно, ежедневно для операций с высокой пропускной способностью — и действовать в соответствии с тем, что они показывают, в течение одного и того же цикла проверки. Склады, которые отслеживают ключевые показатели эффективности, не реагируя на отклонения, получают затраты на измерение без выгоды от него. Цикл измерения, диагностики, настройки и повторного измерения — это механизм, который превращает разовое повышение эффективности в постоянно более высокий базовый уровень эксплуатации.

Повышение эффективности складских операций на производстве редко сводится к одному кардинальному вмешательству. Речь идет о комплексных небольших, конкретных улучшениях в планировке, плотности хранения, автоматизации поиска, погрузочно-разгрузочных работах и ​​дисциплине измерений — каждое из них основано на последнем, пока в сумме не получится предприятие, которое производит больше, тратит меньше и не теряет продукции из-за трений, которые всегда можно было предотвратить.