Хранение запасов продукции является неизбежной хозяйственной функцией для многих компаний вследствие неопределенности спроса на продукцию и неспособности к мгновенным поставкам по всем заказам от клиентов. Компании пытаются хранить товарно-материальные ценности таким образом, чтобы снизить общие затраты на логистику и достичь более высокого уровня обслуживания клиентов за счет лучшего согласования спроса и предложения. Складирование и хранение запасов в большинстве случаев осуществляются в узловых точках сети (цепи) поставок; являются главными функциями логистической системы.

Система складирования

Склад и складирование

Склады (Warehouses) представляют собой узловые точки в пунктах происхождения и назначения в сети поставок, а также между этими пунктами, в которых хранится продукция (Logistics, 2011). Иными словами, они являются частью сети поставок (логистической цепочки) и участвуют в поддержке материальных потоков в этой сети.

Рассматривая внутреннюю среду, можно сказать, что склад – это технически сложное оснащенное сооружение, которое состоит из взаимосвязанных элементов, задействованных в формировании, обработке и распределении грузов между потребителями. Кроме того склад собирает и предоставляет информацию о состоянии, размещении и условиях содержания запасов (Мишина, 2017).

Главный критерий деятельности склада – это обеспечение необходимого грузооборота (объема обработки, переработки или подготовки груза) при наименьших затратах на выполнение требуемых для этого заданий (Пирожков).

Касательно размещения, поиска и извлечения номенклатурных позиций выделяют следующие системы:

1. Unit-load retrieval system – система управления подбором и перемещением грузоединиц – палет (поддонов) или контейнеров того же размера, сделанных из дерева, пластика или метала. Также выделяют
   mini-load,
   и micro-load системы,
   которые работают с меньшими по весу и габаритам грузоединицами (единицами складского учета). Кроме того их подразделяют еще на два типа:

   • Fixed Aisle ("Зафиксированный Проход") – используются ряды стеллажей для поддонов или контейнеров с узкими проходами между ними. Краны закреплены за одним рядом так, чтобы, перемещаясь вертикально или горизонтально, добавлять или изымать грузоединицы.

   • Moveable Aisle ("Подвижный Проход") – краны перемещаются по нескольким проходам между рядами стеллажей.

2. Order-picking system – система комплектации заказов (управления подбором и сортировкой товаров под заказы).

Складирование (Warehousing) охватывает все операции по перемещению товарно-материальных ценностей внутри склада или распределительного центра (DC's) (Berg, 1999).

Место хранения (Location)

Каждое доступное место хранения на складе имеет уникальный адрес. При назначении адреса учитываются размеры складских объектов: 

• Стеллажи для поддонов (Pallet racks): размер отсека не используется, так как доступен только передний блок каждой позиции.
• Полки (Shelves): все размеры отсека учитываются.
• Ящики (Drawers): размеры позиции не учитываются, если ящик нестандартной формы.
• Блоки (Block stacking): учитываются размеры зданий, проходов и отсеков.
• Разные места (Misc. locations).

Что такое слот?

Слот (Slot, сокр. от Storage Location) является общим термином для любого из множества различных типов идентифицируемых мест хранения, например,

• стеллажи (racks);
• бункеры / ящики (bins);
• отмеченные области пола для хранения блоков (marked-off floor areas for block storage)
• и другие.

Каждая комбинация "слот-товар" характеризуется емкостью, т.е. количеством единиц товара, которые могут храниться в соответствующем слоте.

Складская грузовая единица

Основным условием повышения оперативности и результативности работы складской системы является минимальное количество операций по переработке груза. В связи с этим важно определить оптимальный вид и размеры товароносителя, на котором формируется складская грузовая единица (unit load): стоечные, сетчатые, ящичные, плоские поддоны и полуподдоны, а также кассеты, ящики для мелких грузов и т.д. 

Критерием выбора товароносителя выступает отсутствие возврата складской грузовой единицы из зоны комплектации в зону хранения при формировании заказа покупателя. (iteam.ru).

Над каждой такой единицей выполняются операции складирования (подбор, перемещение, размещение). Она может содержать одну и более единиц товара(ов), но обрабатывается как единое целое.

Стратегии хранения (Storage Policy)

Ниже перечислены широко распространенные стратегии хранения.

Ближайшее свободное место (Closest open location или COL policy) – предполагает хранение и сбор товарных позиций в ближайших, то есть требующих наименьшие усилия, доступных местах (свободных слотах), чтобы минимизировать затраты на обработку этих позиций в SKU (единицах складского учета [wikipedia]).

Выделенный слот (Dedicated или Fixed Slot Storage policy) – каждая SKU имеет предварительно заданное количество слотов.

Случайное распределение (Randomized или Open Slot, или Floating Slot Storage policy) – каждая SKU может храниться в любом свободном, обычно ближайшем, слоте.

Групповой метод (Class-based Storage) – комбинирование двух предыдущих стратегий (Dedicated и Randomized), согласно которому SKU может храниться в разнотипных местах. Иными словами, товары распределяют по местам хранения на основе их групп (классов).

Комплектация заказов (order-picking)

Часть операций складирования объединяют в термин "комплектация заказов" (Order Picking). Эти операции связаны с такими функциями (управленческими заданиями), как:

- снабжение материалами, полуфабрикатами, изделиями производственные подразделения, где выполняется их дальнейшей обработки или переработки; 
- поиск и извлечение готовой продукции на складе; 
- формирование грузов под заказ потребителя.

Говоря кратко о комплектации на складе,  это - процесс подбора и сортировки SKU, которые были запрошены в заказе (за один раз). При этом может быть

1. индивидуальный подбор товаров (single order-picking), т.е. под один заказ
2. партионный (batch picking), когда несколько заказов комплектуются одновременно на основе одной или нескольких систем складирования.

Сортировка осуществляется по двум направлениям:

1. во время подбора товаров (sort-while-picking)
2. после подбора (pick-and-sort)

Процесс комплектации возникает вследствие того, что товары поступают и хранятся в складских грузоединицах (unit loads), вмещающих большее количество товаров, нежели потребители заказывают по разным номенклатурным позициям (less-than-unit loads) (Supply, 2013).

Процесс комплектации определяет результативность работы складского комплекса. При этом он нередко является трудоемким и дорогостоящим, а нарушения в нем – несоблюдение сроков и точности подборки, недостача и пересортица – приводят часто финансовым потерям и ухудшению репутации.

Типы систем складирования

Исходя из подхода к комплектации товаров в заказ, выделяют три типа систем складирования:

1. Picker-to-Product (Men-to-Goods, Person-to-Goods, Picker-to-Parts) – "сборщик к товару" ("человек к товару"). Сборщик товаров, указанных в полученных заказах, проходит или проезжает вдоль проходов для их подбора.

2. Product-to-Picker (Goods-to-Men, Goods-to-Person, Parts-to-Picker) – "товары к сборщику" ("товары к человеку"). Данные системы являются автоматизированными и используют, зачастую, специальные краны или другие средства для извлечения товаров из ячеек хранения и их переносу к месту сборки. Там уже сборщик отбирает (вручную) нужный товар в нужном количестве.

3. Picker-less – системы, которые частично или полностью исключают работников, выполняющих функции "сборщика". В настоящее время такие системы встречаются на практике редко.

PTG системы

К PTG (person-to-goods) системам, т.е. к системам управления подбором и сортировки товаров в заказ, в которых сборщик подходит к слотам и извлекает товар, принадлежат следующие (Пензев, 2017-10):

Подборка по сборочному листу (Picking list) – наиболее распространенный способ комплектации заказов: маршрут сборщика, количество и наименование отбираемого в заказ товара указывается в сборочном листе. По сравнению с другими способами данный способ является более продолжительным. Более того, точность комплектации зависит от внимательности сборщика.

Источник: Склад и техника

Подборка по свету (Pick-to-Light) – инструкция сборки выводится на дисплей световым сигналом. Оператор выбирает заказ подборки. Далее в подходящих для подборки слотах (ячейках) загораются цветные индикаторы. При этом на дисплее над каждым слотом отображается необходимое для извлечения количество товара.

Источник: Склад и техника	Источник: ant technologies	Источник: lightning pick

Подборка по голосу (Pick-by-Voice) – Информация для сборщиков передается в наушники. Подтверждение выполнения операции осуществляется в микрофон или с помощью сканера. Оператор всегда имеет свободные для сборки заказа руки. Ему представляется лист голосовых команд, которые он может передавать в систему.

Источник: Склад и техника	Источник: presse box	Источник: Координационный совет по логистике

Automated picking technologies like voice and light offer a proven, timely return on investment, and enable near 100 percent order accuracy and up to a 35 percent increase in productivity.  © Arnold, 2017

Подборка и сортировка с помощью радиотерминала (RF – Radio Frequency Order Picking, Scan-to-Sort и Scan-to-Pick) – это системы ручной подборки заказов и сортировки товара с использованием радиосканеров. На экране сканера отображается информация, какие товары или продукты надо собрать. Одна такая система может быть использована в нескольких зонах. Во время сборки товаров сканируются штрих-код товара и места для подтверждения информации. Это обеспечивает точность сбора и производительность. Другой важной особенностью является гибкость, поскольку система с радиосканерами может использоваться в отдельных зонах сборки, независимо от числа мест. Площадь может быть настолько большой, насколько это нужно. Это значительно сокращает оператору время перемещения по складу и позволяет повысить общую производительность труда в процессе сбора.

Источник: Склад и техника	Источник: mefal	Источник: Raymond Harlall

Подборка с помощью монитора (Screen-to-Sort) – система распределения заказов ручной подборки, позволяющая достичь высокой скорости распределения товаров. Сборщик перевозит (переносит) нужное количество товара вдоль транспортных контейнеров (ячеек). По мере продвижения по указанию информации, высвечивающейся на экране монитора, который расположен над ячейками, перекладывает товар со складской единицы в транспортную. Операторы на складе ориентируются по инструкциям на экранах мониторов, установленных над местами сборки. Для идентификации пары товар/оператор используются цвета. Каждому оператору присвоен соответствующий цвет, на ЖК-дисплей выводится информация о требуемом количестве товара на соответствующем цвету оператора фоне. Одновременно в одной зоне могут работать до шести операторов. Screen-to-Sort используется для сортировки любых типов товаров, система определяет и содержимое коробок.

Источник: Склад и техника

GTP системы

В последнее время автоматизацию складирования характеризуют, в большей мере, как «физическую». Внедряются методы и механизмы автоматизированного извлечения и доставки товарно-материальных ценностей прямо к сборщику заказов, позволяющие минимизировать время, число операций и затраты на их осуществление. Многие из этих методов и механизмов перемещения и сортировки товаров в заказ называют системами GTP ("goods-to-person" – "товары к человеку").

Условно системы автоматизированного перемещения и сортировки товаров в заказ разделяют на две категории (Пензев, 2017-10):

1. «Открытые», к которым можно отнести
   • краны-штабелеры,
   • шаттлы,
   • конвейерные системы для перемещения и сортировки товаров в подвесе (Hang sorter),
   • манипуляторы,
   • сортеры (Oval sorter, Line sorter, Slide tray sorter, Sorter),
   • тележки для сборки (MCPC ),
   • системы Touch-to-Sort.
2. «Закрытые»:
   • элеваторные системы,
   • вертикальные и горизонтальные лифтовые системы,
   • карусели,
   • подбор в специальное отделение на ленточном конвейере (Drop-on-Belt; зачастую в литературе можно встретить название A-sorter);
   • подбор в контейнер (Pick-to-Tote),
   • подбор в специальное отделение на рабочем месте (Pick-to-Bucket).

К популярным GTP системам относятся (IndustryWeek.com; Пензев, 2017-10; Пензев, 2017-11):

• краны-штабелеры (stacker cranes), которые легко устанавливаются благодаря компактным модульным конструкциям и предварительному производственному тестированию. Существует два вида кранов-штабелеров:
  • тяжелые – для обработки палет;
  • легкие – для обработки коробок в заводской упаковке или специальных контейнерах.

Источник: Склад и техника	Источник: logismarket GB	Источник: sklad-man

• карусели (carousels) служат для отбора единичных упаковок. Позиции их хранения – полки – вращаются вокруг горизонтальной или вертикальной оси. По команде оператора требуемая полка подъезжает к оператору подбора. Данные системы могут быть достаточно длинными, а посты пополнения и подбора устанавливаются в любом месте.

Источник: Склад и техника	Источник: carouselfilingsystem	Источник: sencorpwhite

• вертикальные лифты (vertical lifts) применяются для хранения и сортировки мелких штучных упаковок или упаковок, уложенных в специальный контейнер. Особенность вертикальных лифтовых систем заключается в том, что лифт подымается и опускается между неподвижными полками. По команде оператора в лифт помещается нужная полка. После этого она подается к месту подбора. Такие системы могут быть очень высокими. Аналогично предыдущему виду систем отсутствуют жесткие ограничения на возможные места для постов пополнения и подбора.

Источник: Склад и техника	Источник: МКСистемс	Источник: vidir

• стеллажи с "шаттл" (radio shuttle) – для среднего ассортимента груза (от 10 палет на 1 SKU). Роботизированная система набивных стеллажей, центральным устройством которой является «шаттл» – автоматизированная мобильная платформа. "Шаттл" двигается по направляющим в глубь стеллажного ряда под дистанционным управлением с помощью небольшого переносного пульта.

Источник: Склад и техника	Источник: vicneit	Источник: STAMH Ltd

• манипуляторы: автоматизированные или роботизированные средства различной конструкции и назначения. Они позволяют обрабатывать стандартизированные для склада упаковки, готовые изделия, коробки, палеты.
  • автоматизированные средства транспортировки материалов (automated material-carrying vehicles)

Источник: ergonomic partners	Источник: dalmec	Источник: givens engineering

• сортер (sorter) – устройство автоматической сортировки товара и распределения его по клиентам:
  • овальной формы (oval sorter) 
  • линейный (line sorter)
  • овальной формы со спецлотками, наклоненными под углом 45° (slide tray sorter)
  • с поперечными лентами (crossbelt sorter)

• тележки для сборки (multi client picking cart, MCPC) – экономичное, особенно для мелких товаров, полуавтоматизированное средство одновременной комплектации нескольких заказов, полученных от разных клиентов. Тележка представляет собой мобильную станцию по типу Put-to-Light (P2L). В нее встроен сенсорный экран и сканер с собственным экраном. На экранах тележки и сканера выводится инструкция, где и какую операцию должен выполнить оператор. Дисплеи P2L указывают, куда следует положить товары.

Источник: Склад и техника	Источник: kbs industrieelektronik

• конвейеры (conveyors), которые перемещают материал на следующую операцию.

• конвейеры в подвесе (hang sorter) служат для сортировки товаров, висящих на вешалках.

Источник: Склад и техника	Источник: world-source

• системы автоматизированного хранения и поиска товаров (automated storage and retrieval systems, AS/RS) – применяются на складах с высоким уровнем хранения, где задействованы поисковые машины и краны-укладчики (S/R machines), выполняющие операции с модулями хранения (поддонами, контейнерами), как правило, по обе стороны узкого прохода. В конце прохода находится станция сбора (pick-up and deposit station). На складах с системой AS/RS может также применяться оборудование, упомянутое ранее: вертикальные лифты, конвейер, шаттл и т.д. Учет и контроль за местами хранения и операциями осуществляется с помощью компьютерного программного обеспечения. Тем самым повышается быстрота и точность случайного распределения продукции.

Источник: vishal kaushik	Источник: ferretto group

AS/RS классифицируют следующим образом:

• unit-load (fixed aisle – каждый кран зафиксирован за одним проходом (или рядом палет; moveable aisle – кран перемещается по одному и более проходам)
• mini-load – разрабатываются для быстрого, гибкого и надежного хранения товаров, которые хранятся в коробках (в малом количестве).

• micro-load
• deep-lane
• man-on-board
• vertical lift storage modules (VLSM или VL-AS/RS)

Системы управления складом

Warehouse Management System, WMS

Система типа WMS выполняет и контролирует в режиме реального времени все складские операции, в частности:

• получение, приемка (receiving)
• размещение (put-away)
• учет, инвентаризация (counting)
• хранение (storage)
• комплектация (order-picking)
• сортировка (sorting)
• упаковка (packing)
• отправка, отгрузка (shipping).

Warehouse Control System, WCS

Система типа WCS – это бизнес приложение, которое определяет, какие операции должны быть выполнены, в режиме реального времени. WCS несет ответственность за бесперебойность и эффективность подсистем обработки товаров и грузоединиц. Данная система обеспечивает единый интерфейс для широкого спектра оборудования: AS/RS, каруселей, конвейеров, сортировщиков, штабелеров и т.д. Большинство WCS реализуют:

• сортировку и упаковку (pack sort management)
• сортировку при отгрузке (ship sort management)
• автоматический подбор (automated pick management)
• подбор и размещение по свету (pick-to-light and put-to-light management)
• прохождение по конвейеру (automated conveyor zone skipping)
• интеграцию с мобильными и стационарными сканерами (mobile and fixed scanner integration)
• управление оборудованием (machine control integration)

Warehouse execution system, WES

Система исполнения складских операций (WES) – это программное решение, которое сочетает возможности систем управления складом по типу WMS и WCS за счет добавления бизнес-правил и выстраивания логики процессов, обычно, в WMS "поверх" программного обеспечения WCS, которое напрямую связано с устройствами, чаще всего, мобильными приложениями на терминалах (gartner.com).

Основное предназначение системы по типу WES заключается в выполнении плана работ на складе с большой степенью автоматизации и скоростью обработки грузоединиц посредством своевременного выбора и синхронизации складских ресурсов: оборудования, устройств, сотрудников и т.д.

Другие системы

В дополнение к этим системам следует отметить такие, как:

системы управления трудовыми ресурсами (labor management systems)

системы управления заказами (order management systems)

системы материального и ресурсного планирования (material and resource planning systems)

системы управления транспортом (transportation management systems)

другие системы, которые склады и распределительные центры могут внедрять для управления своей деятельностью.

Отношения между WMS, WES и WCS

Главное различие между WMS, WES и WCS кроется в самих процессах принятия решений и их своевременности.

WMS создает рабочие планы, и время для расчета плана работы не имеет решающего значения. Работу можно планировать за несколько часов до того, как она будет исполнена.

А вот WCS чувствительна ко времени начала и продолжительности работы, а также ко времени распределения складских ресурсов для обработки материалов. Управление должно осуществляться режиме реального времени.

Ниже показаны отличительные и общие управленческие категории для WMS, WES и WCS (mhi.org).

Литература:

1. Automated Storage and Retrieval Systems (AR/RS) (2009), LabAutoPedia. URL >>>
2. Jeroen P. van der Berg (1999), "A literature survey on planning and control of warehousing systems", IIE Transactions, 31, 751-762.
3. Logistics operations and management. Concepts and models (2011), ed. by Farahani R.Z., Rezapour S., Kardar L., Elsevier Inc., 469 p.
4. Supply Chain Management and Reverse Logistics (2013) / Harald Dyckhoff, Richard Lackes, Joachim Reese. Springer Science & Business Media, 426 p.
5. Warehousing / Michael G. Kay ; Fitts Dept. of Industrial and Systems Engineering North Carolina State University. April 23, 2015, 54 p.
6. Пензев В. (2017, 10) Средства комплектации при подборе заказов (Часть 1) // ж-л "Склад & Техника", 2017, 10. URL >>>
7. Пензев В. (2017, 11) Средства комплектации при подборе заказов (Часть 2) // ж-л "Склад & Техника", 2017, 11. URL >>>
8. Мишина Л.А. (2017) Логистика: конспект лекций. М.: Litres, 272 c.
9. Пирожков В. Выбираем систему складского хранения. Логист. URL >>>

Последнее обновление: 22 сент. 2018 г.
© Автор: Кравченко В.Н.