Системы складского комплектования: объяснение ручного и автоматизированного способов

Итоги по системам складского комплектования

Склад Комплектация — самая трудоемкая операция в распределительном центре, на которую приходится 55–65% общих операционных затрат склада. Выбор правильной системы комплектования — ручной, полуавтоматической или полностью автоматизированной — определяет вашу пропускную способность, точность заказов, зависимость от рабочей силы и долгосрочную масштабируемость. Для большинства средних и крупных предприятий, обрабатывающих более 500 заказов в день, определенный уровень автоматизации обеспечивает измеримую окупаемость инвестиций в течение 2–4 лет. Небольшие предприятия часто получают большую отдачу от оптимизированных ручных систем, поддерживаемых технологией выбора света или голосового управления.

Как классифицируются системы складского комплектования

Системы отбора делятся на три широких уровня в зависимости от степени участия человека и интеграции технологий:

Ручные системы комплектации

Работники перемещаются по складу, используя бумажные списки или портативные сканеры, находя и извлекая предметы вручную. Сюда входит дискретная комплектация (по одному заказу за раз), пакетная комплектация (несколько заказов одновременно), зональная комплектация (работники, закрепленные за фиксированными участками) и волновая комплектация (запланированное освобождение групп заказов). Ручные системы имеют низкую первоначальную стоимость, но сильно зависят от численности персонала — типичный сборщик ходит пешком. 8–12 миль за смену в большом учреждении.

Полуавтоматические системы комплектования

Эти системы используют технологии, чтобы направлять или помогать сборщикам товаров, не отвлекая их от процесса. Примеры включают системы «отбор-к-свету», комплектацию с голосовым управлением и конвейеры «товар-к-человеку» (GTP), на которых инвентарь доставляется к стационарному работнику. Полуавтоматизация обычно уменьшает количество ошибок при подборе 25–40% и повышает производительность на 20–35% по сравнению с бумажными методами.

Полностью автоматизированные системы комплектования

Эти системы почти полностью заменяют людей-сборщиков при выполнении задач поиска. К ним относятся автономные мобильные роботы (AMR), автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS), роботизированные манипуляторы для сбора деталей и системы на базе шаттлов. Роботизированная система Amazon Kiva , теперь известная как Amazon Robotics, снизила среднюю стоимость обрабатываемой единицы продукции примерно на 20 % и сократила требования к площади на развернутых объектах до 50 %.

Объяснение типов автоматизированных систем комплектования склада

Экономическое обоснование автоматического отбора: реальные числа

Инвестиции в автоматизацию значительны, но эксплуатационные улучшения хорошо документированы во всех отраслях. Вот ключевые тесты производительности, которые иллюстрируют влияние:

• Выбирайте тарифы: Ручные сборщики в среднем производят 60–80 сборов в час. При голосовом выборе эта цифра увеличивается до 100–120 выборов в час. Станции комплектования с помощью AMR регулярно обеспечивают 300–400 комплектов в час на станцию.
• Частота ошибок: При комплектовании на бумажном носителе доля ошибок составляет 1–3%. Автоматизированные и технологические системы постоянно достигают уровня ошибок ниже 0,5%, а многие установки AS/RS сообщают об уровне ошибок менее 0,1%.
• Сокращение рабочей силы: Ежегодный отраслевой отчет MHI за 2023 год показал, что склады, на которых установлены AMR, сократили потребность в рабочей силе для комплектации в среднем на 40–60% в течение 18 месяцев после полного развертывания.
• Использование пространства: Системы AS/RS могут увеличить полезную плотность хранения на 40–85 % по сравнению с обычными стеллажами, используя вертикальное пространство до 40 футов и более.
• График окупаемости инвестиций: По данным Gartner, проекты по автоматизации складов среднего масштаба обычно достигают безубыточности в от 2,5 до 4 лет с полной окупаемостью инвестиций в течение 7–10 лет жизненного цикла актива.

Выбор правильной системы комплектования для вашего бизнеса

Ни одна система не является оптимальной для каждого склада. Выбор зависит от объема заказа, сложности SKU, доступного капитала и траектории роста. Используйте следующую структуру, чтобы сузить свои варианты:

Требования к объему заказа и пропускной способности

Операции, обрабатывающие менее 300 заказов в день, обычно получают большую отдачу от оптимизированных ручных процессов с голосовым или сканирующим управлением, чем от капиталоемкой робототехники. Более 1000 заказов в день , системы «товар-человек» и AMR становятся полностью оправданными. При 5000 заказов в день полные системы AS/RS или многоуровневые челночные системы обычно являются экономически оптимальным решением.

Количество SKU и разнообразие продуктов

Роботизированные манипуляторы для сбора деталей в настоящее время лучше всего работают с ограниченным набором одинаковых артикулов правильной формы. Операции с десятками тысяч нестандартных или непредсказуемых артикулов, что часто встречается в обычных товарах или одежде, могут обнаружить, что сбор вручную с помощью AMR обеспечивает большую гибкость, чем полностью роботизированные руки-манипуляторы, которые борются с нестандартными формами и вариациями упаковки.

Среда с контролируемой температурой

Холодильные склады, работающие при температуре 34–40°F или при температуре ниже 0°F, имеют особенно веские основания для автоматизации. Текучесть рабочей силы на объектах холодовой цепи в 3–5 раз выше, чем на камерных складах. , что делает автоматизацию одновременно стратегией повышения производительности и удержания рабочей силы. Системы AS/RS и шаттлы надежно работают в минусовых условиях, когда выносливость человека ограничена.

Капитальный бюджет и варианты поэтапного внедрения

Не все инвестиции в автоматизацию необходимо делать сразу. Многие операторы начинают с голосового подбора или подбора на свет (меньшие первоначальные затраты) и по мере роста объема переходят на AMR или AS/RS. Некоторые поставщики AMR теперь предлагают робототехника как услуга (RaaS) модели ценообразования, в которых роботы сдаются в аренду по цене за выбор, а не покупаются, что значительно снижает первоначальный барьер. Например, Locus Robotics и 6 River Systems предлагают цены RaaS примерно от 0,10 до 0,25 доллара за комплект.

Проблемы реализации, которые необходимо планировать

Автоматизированные системы комплектации приносят большую прибыль, но их внедрение обычно сталкивается с недооцененными проблемами:

• Сложность интеграции с WMS: Автоматизированные системы требуют тесной интеграции с вашей системой управления складом (WMS). Плохо определенные стандарты данных для размеров, веса и местоположения SKU являются основной причиной задержки ввода в эксплуатацию — 20–30 % времени проекта приходится на очистку данных и тестирование системной интеграции.
• Управление изменениями и смена персонала: Планирование перераспределения персонала имеет важное значение. Предприятия, которые общаются прозрачно и переобучают сотрудников для надзора за системой, обработки исключений и обслуживания, постоянно сообщают о более плавном развертывании, чем те, которые рассматривают автоматизацию исключительно как упражнение по сокращению численности персонала.
• Планирование мощности пикового спроса: Автоматизированные системы имеют определенные ограничения пропускной способности. Убедитесь, что выбранная вами система способна обрабатывать объемы в пик сезона — обычно в 2–3 раза больше среднесуточных заказов для операций электронной коммерции, — а не только среднюю дневную пропускную способность.
• Риск технического обслуживания и простоя: В отличие от людей-работников, единственная точка отказа в тесно интегрированной автоматизированной системе может остановить работу. Создавайте резервные процедуры и резервные процедуры вручную в своем оперативном плане с самого первого дня.
• Требования к инфраструктуре объекта: Для многих автоматизированных систем требуются характеристики ровности пола (обычно FF35 или выше), минимальная высота потолка и специальная энергетическая инфраструктура, которой старые объекты могут не соответствовать без капитальной модернизации.

Ведущие поставщики автоматизированного складского комплектования

Рынок технологий автоматизированного комплектования значительно повзрослел с 2015 года: целый ряд поставщиков предлагает различные ценовые категории и варианты использования:

• Технология Symbotic и Ocado — крупномасштабные AS/RS и роботизированные платформы выполнения заказов, предназначенные для продуктовой и розничной торговли на самых высоких уровнях объемов продаж.
• Locus Robotics и 6 River Systems (Shopify) — Платформы AMR хорошо подходят для центров выполнения электронной коммерции с большим количеством SKU и вариантами ценообразования RaaS.
• Автомагазин — сетевая роботизированная система хранения и поиска, особенно эффективная для хранения мелких предметов с высокой плотностью размещения, развернутая на более чем 1000 объектах по всему миру.
• Дематик и Вандерланде — интеграторы комплексных конвейеров, AS/RS и систем сортировки для проектов крупных распределительных центров
• Zebra Technologies и Honeywell Intelligated — оборудование для комплектования с голосовым управлением и полуавтоматические системы среднего масштаба для операций, которые еще не готовы к полной инвестициям в робототехнику.

При оценке поставщиков отдавайте предпочтение тем, у кого есть документированное развертывание в вашей отраслевой вертикали, прозрачные гарантии SLA для бесперебойной работы системы и четкие планы обновлений программного обеспечения и поддержки оборудования в течение 7–10 лет.

Схема практического принятия решений: с чего начать

Если вы оцениваете обновление системы комплектования, пройдите следующие шаги, прежде чем переходить к технологическому направлению:

1. Оцените свою текущую деятельность — задокументируйте фактическую комплектацию в час, частоту ошибок, трудозатраты на заказ и время в пути на комплектацию, чтобы установить четкий ориентир для расчета рентабельности инвестиций.
2. Прогнозируйте рост объема заказов на ближайшие 3 и 5 лет — масштаб автоматизации должен соответствовать вашему будущему состоянию, а не только сегодняшнему объему.
3. Определите свое самое болезненное ограничение: если точность является основной проблемой, освещение или голос могут решить ее с гораздо меньшими затратами, чем робототехника; если наличие рабочей силы является основной проблемой, могут потребоваться AMR или AS/RS.
4. Проведите анализ совокупной стоимости владения (TCO) за 7 лет, включая затраты на капитал, техническое обслуживание, лицензирование программного обеспечения и модификацию объекта, а не только цену покупки оборудования.
5. Пилотный проект перед принятием решения — многие поставщики AMR предлагают 90-дневные пилотные проекты в одной зоне или проходе, что позволяет получить реальные данные о производительности до полного инвестирования.

Самая дорогостоящая ошибка в автоматизации склада — это чрезмерное проектирование для текущих объемов или занижение размеров для будущего роста. Поэтапный подход — начиная с полуавтоматизации и переходя к полной роботизированной комплектации, если объемы этого оправдывают, — это путь, наиболее последовательно связанный с успешными долгосрочными результатами во всей отрасли.