Логистика хранения товаров: Практическое пособие
При проектировании зоны хранения выполняют:
– моделирование структуры склада, зон и мест хранения, стеллажей, проходов с помощью графического интерфейса;
– использование информации топологического модуля в оптимизационных алгоритмах системы (размещение товара, заполнение ячеек хранения, пополнение зон отбора);
– использование информации топологического модуля для графического отображения состояния склада;
– выбор типов и моделей оборудования для хранения на основе расчетов необходимой емкости склада, количества ячеек и т. д.;
– выбор типов и моделей оборудования для перемещения грузов на основе расчетов грузооборота, маршрутов, высоты и т. д.;
– выбор типов и моделей оборудования для создания необходимых условий труда и сохранности товаров.
Чтобы сделать работу укладчиков и комплектовщиков менее утомительной, зону хранения делят на эргономичные технологические участки.
Стеллажи и участки хранения должны располагаться с учетом поточности, максимального сокращения путей движения товаров от места их отбора до зоны комплектации, отсутствия встречных и пересекающихся потоков товаров и тары, персонала. Помещения для приема, хранения, подготовки товаров к отгрузке должны иметь между собой технологическую связь.
Некоторые факторы, учитываемые при планировке, перечислены ниже[5].
Постоянное или переменное место размещения товара? Должно ли у каждого наименования товара быть свое постоянное место хранения? Как расположить запас сезонного товара, чтобы он занимал минимальное пространство? Вариант использования пространства должен предусматривать свободное место, предназначенное для пополнения запаса и выдачи товара. Этот вариант требует совершенной информационной системы, так как следует точно знать размещение каждого товара.
Чему отдать приоритет – комплектации заказа или пополнению запасов? Должны ли рабочие, которые комплектуют заказы, и рабочие, которые пополняют запасы, работать одновременно? Должны ли они использовать одни и те же проходы? Какой объем пространства необходим активным запасам, т. е. запасам, из которых комплектовщик заказов непрерывно отбирает товары для выполнения заказов? Какой объем пространства следует оставить для резервных запасов, т. е. тех, которые ожидают перевода в область активного хранения? Если предоставить слишком большой объем пространства активным запасам, то необходимы большие бункеры для хранения и время перехода комплектовщика заказов от бункера к бункеру возрастет. Если бункеры небольшие, то активные запасы должны будут чаще пополняться из резервных запасов.
Пространство для проходов или пространство для стел лажей? С увеличением пространства для проходов снижается вместимость склада. Более широкие проходы облегчают действия механизированного оборудования, но они увеличивают необходимую общую площадь склада и протяженность маршрутов комплектовщиков. Типичный комплектовщик заказов 60 % своего времени на складе тратит на перемещение из одного места в другое.
Какая система: “ комплектовщик к товару” или <( товары к комплектовщику ”? Есть сложные системы, подающие товары к месту нахождения комплектовщика, но они выгодны лишь для работы с грузовыми модулями на автоматизированном складе.
Безбумажные или традиционно документированные на бу маге складские операции? Безбумажный склад использует мало или не использует совсем документы на бумаге. Комплектовщики заказов имеют мониторы и сканеры. На мониторе высвечиваются перечни отбираемых товаров. Когда данное наименование товара отобрано и положено в тележку, рабочий сканирует его, подтверждая, что отбор выполнен. Кроме того, он указывает место, из которого взят товар. Иногда между рабочим на складе и служащим в офисе существует радиосвязь. Радиостанция рабочего представляет собой или шлемофон, или миниатюрный ручной терминал, или терминал, прикрепленный к тележке. Все эти средства связаны с системой электронного обмена данными, через которую поступают заказы и выставляется счет за заказ. Кроме того, программное обеспечение для безбумажных складов управляет операциями получения и хранения товаров, может составить их опись и даже измерить производительность рабочего. Планировка складских помещений зависит от поставленных целей, что иллюстрируют следующие примеры.
Чтобы минимизировать время выполнения заказа для комплектовщиков заказа, на складе товары располагают таким образом, что большинство самых “ходовых” товаров находится в самом легкодоступном месте для комплектовщиков заказа. Менее популярные товары располагают на менее доступных полках.
Иные подходы используются в распределительном складе торговой сети по продаже автомобильных аксессуаров. Руководство сети требует, чтобы все розничные торговые точки сети располагали товары на стеллажах и витринах в одном и том же порядке. В таком же порядке расположены товары на складе, т. е. одинаковая нумерация адресов для одних и тех же товаров во всех предприятиях. Тот же порядок соблюдается в перечнях запасов и в заявках на пополнение запасов в розничной торговле. Он же сохраняется в ведомости комплектования заказов комплектовщика, работающего на складе. Складские комплектовщики, используя тележки и корзины, отбирают товары в той же последовательности, в какой они разложены на полках розничного магазина. Затем корзины с товарами, уложенные в принятой последовательности, доставляют в магазины розничной торговли, что позволяет продавцам быстро выложить товары из корзин на полки.
Еще пример. Склад разбивают на три зоны: для единичных товаров, для больших партий товаров и для партий грузовых модулей (коробок, поддонов и т. п.). Когда комплектуют заказ для розничного магазина, компьютер делит все заказы на три категории. Задания выдаются комплектовщикам заказов, имеющим различное оборудование, приспособленное для работы в определенной зоне склада. Заказы принимаются соответственно только в единичных количествах, в количествах, включенных в грузовой модуль или кратных им.
Типы зон хранения
Выбор оптимальной системы хранения зависит от правильности постановки задач для склада и формулирования приоритетов его функционирования.
Бесстеллажный тип зон хранения применяют, если: на складе хранится крупный однотипный груз или груз, который штабелируют в несколько ярусов; имеется достаточная площадь; нет средств на оснащение; работать на складе может дешевая техника.
Широкопроходпый тип зон хранения – межстеллажные проезды 3~3,5 м, высота хранения не более 12 м, высота подъема вил погрузчика до 8,5—10 м. Ширина проходов и высота разборных фронтальных стеллажей могут меняться в зависимости от габаритов погрузчиков и штабелеров. Обычно стеллажами занято всего около 40 % площади зоны хранения, так как большая часть площади нужна для проезда техники.
Плюсами широкопроходной технологии являются простота проектирования и строительства, низкая стоимость складского оборудования и техники. Строительство такого склада не требует сложного проектирования технологии складских работ.
Узкопроходный тип зон хранения обычно имеет проходы шириной 1,5–1,9 м. В этом случае под стеллажами находится до 50 % площади, а высотное хранение дополнительно увеличивает вместимость склада. Узкопроходную технологию применяют при очень высокой стоимости площади склада, которая вынуждает сокращать ширину проходов и увеличивать высоту стеллажей, а также при необходимости размещать большое количество грузов с доступом к каждому месту хранения на ограниченной площади.
Для укладки товаров и комплектации используются высотные колесные штабелеры высотой подъема вил до 14,2-15,2 м. С мест хранения доступен каждый грузопакет, что позволяет оператору быстро перемещаться между ячейками и работать с двумя рядами стеллажей в одном проходе.
При проектировании узкопроходного типа склада предъявляют повышенные требования к конструкции складского помещения и стеллажной зоны, стоимость постройки выше. Узкопроходные штабелеры с малым радиусом поворота или с трехсторонним выходом вил хотя и требуют больших первичных затрат на их приобретение, позволяют экономить на стоимости хранения паллето-места. Для таких систем хранения необходимы высокие затраты на обустройство склада, особо плоских полов, системы рельсовых или индуктивных направляющих для движения техники в межстеллажном проходе.
Зоны сверхплотного хранения, или “High Вау” при той же ширине проходов 1,75-1,9 м используются рельсовые краны – автоматы высотой подъема вил до 42–44 м. Качество полов не имеет значения, так как каретка крана перемещается по регулируемому рельсу. Такая зона хранения обычно оснащена конвейерными и автоматическими лифтовыми системами. Складские помещения для “High Вау” технологии являются самыми высокодоходными, но технологически сложны и дороги в изготовлении, оборудовании и эксплуатации.
На крупных складах встречаются комбинированные зоны хранения – одна часть зоны оборудована для хранения крупных товаров на полу или 1-2-ярусных стеллажах, другая часть зоны оборудована для узкопроходной технологии и паллетного хранения, третья часть зоны оборудована для технологии “High Вау”, оборудована ячеистыми стеллажами для мелких товаров и лифтами для подъема укладчиков или комплектовщиков с ящиками. Такие склады применяют, например, автокомпании в качестве центральных (зональных) складов запчастей, обслуживающих несколько стран.
Вышеназванные технологические типы зон хранения отличаются высотой стеллажей, плотностью хранения товаров, требованиями к подъемной технике и к нагрузке на пол. Эти характеристики для каждого типа жестко взаимосвязаны.
Автоматизированные зоны хранения с автоматизированными стеллажами – патерностерами используют предприятия для хранения многотысячной номенклатуры комплектующих изделий для сборки серийной техники – автомобилей, телевизоров и т. п. Оператор-комплектовщик не перемещается внутри зоны хранения, а грузы по его запросу сами перемещаются к рабочему столу, откуда перегружаются на внутризаводской транспорт. В основу одной из автоматических систем складирования положен принцип башни, который предполагает хранение максимально возможного количества грузов на минимальных площадях. Этим достигается не только экономия складских площадей, но и средств, необходимых для организации хранения грузов. Другая система обеспечивает не только высотное штабелирование, но и практически мгновенное извлечение любого из затребованных грузов. Затребованный оператором груз в кратчайшее время доставляется к рабочему окну, через которое происходит загрузка и выгрузка грузовых единиц. Обе системы оказываются наиболее эффективными, когда необходимо иметь дело с хранением большого ассортимента мелкой продукции со средним и низким оборотом. В качестве примера такой продукции можно назвать медикаменты, всевозможные канцелярские товары, инструмент, различные комплектующие и запасные части, электронные компоненты, аудио– и видеопродукция, различные архивы и картотеки.
Лифтовая система состоит из высокой шахты лифта, спереди и сзади которой размещены ряды динамически устанавливаемых полок. Посередине шахты перемещается лифт со специальным экстрактором и с программным управлением. По команде оператора лифт перемещается к требуемой полке, экстрактор вынимает ее с хранящимися на ней материалами и помещает на лифт, затем лифт приходит к окну выдачи и экстрактор выдает полку оператору. После команды оператора система установит полку на место.
Складская машина карусельного типа с электронным управлением, установленная на нескольких квадратных метрах, обеспечивает настолько плотное хранение материалов, что от пола до потолка не остается неиспользуемого пространства. Система работает по принципу “товар к человеку”, экономя время поиска товаров и облегчая работу оператора, избавляя его от необходимости ходить среди стеллажей.
Оборудование для хранения товаров
Фронтальные стеллажи
Для хранения тарных и штучных грузов применяются стеллажи. Фронтальные стеллажи представляют собой хорошо известные стеллажи разной высоты, на которые ставят поддоны с грузом. Сборно-разборные стеллажи собирают из унифицированных деталей и узлов, допускающих различные варианты компоновки. Каркасные стеллажи используют для хранения товаров на поддонах или длинномерных товаров без поддонов. Каркасные стеллажи состоят из металлической обрешетки, вертикальных стоек и горизонтальных балок. Перфорация в стойках позволяет переставлять горизонтальные балки и изменять высоту ячейки стеллажа. Конструкции выполняют разными по грузоподъемности исходя из веса грузопакета, а интервал между ярусами меняют в зависимости от высоты поддона с грузом. В зависимости от технологии хранения и применяемой техники ширина прохода между стеллажами изменяется в пределах от 1,75 м (для работы со штабелерами) до 3,0…3,5 м (для работы с погрузчиками). Возможна комплектация непосредственно с места хранения, поскольку для этого доступен каждый грузопакет.
Сдвоенные стеллажи
Сдвоенные обычные стеллажи могут применяться для укладки грузов с обеих сторон в ячейки каждого стеллажа. Стеллажи двойной глубины представляют собой сдвоенные обычные стеллажи, у которых сквозные ячейки доступны только с одной стороны. Внутреннюю паллету можно достать, сняв сначала внешнюю, но если товары хранятся на складе в больших количествах, эта система удобна. Преимущество таких стеллажей в использовании до 60 % площади зоны хранения. Для работы с ними применяют ричтраки с телескопическими вилами.
Набивные стеллажи
Проходные (глубинные или набивные) стеллажи представляют собой конструкцию из рам, образующих коридоры, внутрь которых задвигают по горизонтальным направляющим поддоны с грузом. Грузовые полки выполнены из специального профиля с ловителем, позволяющим точно устанавливать поддоны с грузом. Грузовые полки крепятся к рамам и стойкам с помощью кронштейнов. Вверху рамы и стойки связываются с помощью связей и талрепов. Ширина секции или загрузочной ячейки определяется расстоянием между рамами (стойками) и бывает обычно 1480 мм или 1380 мм. Самыми распространенными из универсальных стеллажей являются полочные, называемые так из-за сплошных полок, укрепленных на рамах и балках. Рамы изготавливаются из специального профиля, имеющего перфорацию с шагом 50 или 75 мм, что позволяет регулировать расстояние между грузовыми полками. Высота рам зависит от высоты склада (а высота достигает порой 38 м). Конструктивные размеры балок выбираются в зависимости от расчетной нагрузки. Ширина рам выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от габаритов груза. Чаще применяются размеры 550, 700, 900 мм. Длина балок выбирается в зависимости от веса товара, который будет храниться. При большой ширине рам и больших нагрузках применяются специальные поперечные балки, препятствующие прогибу полок. В этом случае обычно нижние уровни до высоты 3 м используются для хранения штучных грузов, а выше хранятся поддоны с грузом.
Проходные (набивные, глубинные) каркасные стеллажи применяются для хранения груза на поддонах в тех случаях, когда номенклатура груза небольшая и по каждому наименованию груза большое количество поддонов. Они оптимизируют использование зон хранения благодаря возможности прохождения внутрь коридоров вилочных погрузчиков и укладке паллет на рельсы. Такую систему применяют при длительном хранении продовольствия в холодильных камерах. Стеллажи этого типа удобны для размещения длинных и тяжелых товаров (брусков, труб, древесины, металлических профилей и т. д.). Стоимость таких стеллажей примерно в 2 раза выше, чем фронтальных. Однако на практике заполняемость стеллажей не превышает 70 %, чаще всего в одном коридоре (с первого по последний ярус) хранится один товар, а разные товары хранить неудобно. Проходные стеллажи применяются для хранения больших объемов однотипных товаров, у которых допустимый срок хранения не слишком короток, но важно разместить максимальное количество товаров в существующем объеме. Для работы с глубинными стеллажами используют технику с ограничениями – машины должны быть шириной 1100–1150 мм – уже коридоров стеллажей. При большой глубине стеллажи оборудуют направляющими, а обслуживающие их штабелеры – боковыми роликами, которые исключают контакт машины со стеллажами.
Стеллажи мезонины
При необходимости хранить мелкофасованный товар, а также максимально использовать высоту склада устраивают стеллажи на настилах (мезонины). Мезонин позволяет в 2–3 раза увеличить пространство, предназначенное для складирования товара. Стеллажи для поддонов дополняются специальными несущими стойками, на которые крепят балки под настил – площадку мезонина. Вертикальные несущие стойки жестко крепятся между собой. Площадки мезонина, фактически являющиеся полом 2-го уровня, обычно изготавливают из металлической решетки или деревянного настила. По настилу могут передвигаться тележки с грузом до 1 тонны. Доступ на мезонин на высоту более 2 м осуществляется с помощью двухмаршевых лестниц, оснащенных перилами. Края площадки мезонина для безопасности персонала оборудуют ограждениями высотой не менее 0,8 м. Для подъема грузов на высоту мезонина обычно применяют подъемные столы, лифты, которые могут быть установлены стационарно или временно к краю площадки мезонина, а также погрузчики.
В клеточных стеллажах полки разделены вертикальными перегородками. Их используют для хранения мелких товаров в индивидуальной упаковке, в коробках или в лотках. В ящичных стеллажах ячейками служат ящики для хранения очень мелких товаров – крепеж, радиодетали, лекарства и т. п.
Консольные стеллажи
Специальные стеллажи применяют для хранения определенных видов товаров. На стоечных и консольных стеллажах размещают для хранения длинномерные грузы (трубы, сортовой металл, рулонные материалы и т. п.). Обычно такие изделия хранятся в виде грузопакетов большой длины или поштучно. Консольные стеллажи могут быть одно– или двухсторонними. Для работы с ними применяют специальные погрузчики с боковой загрузкой или мультинаправляемые ричтраки.
Гоавитационные стеллажи
По устройству гравитационные стеллажи напоминают набивные стеллажи, но вместо направляющих у них установлены наклонные (под углом 3…5°) роликовые дорожки с системой стопоров и подтормаживающих механизмов, по которым паллеты с грузом скатываются от зоны загрузки к зоне выгрузки. Длина роликовых дорожек может достигать 30 м, а высота стеллажей редко превышает 6…8 м.
Задачи гравитационных стеллажей:
– обеспечивать грузооборот по принципу FIFO для товаров с ограниченными сроками хранения;
– отслеживать сроки годности и серии хранящейся продукции;
– обеспечивать большой объем хранения на ограниченных складских площадях;
– автоматически перемещать грузы без использования другой техники;
– разделять зоны загрузки и выгрузки.
Использование стеллажей обычно составляет до 70 % объема хранения. Гравитационные стеллажи применяются в распределительных складах предприятий, производящих большие объемы продукции с ограниченным сроком хранения, в дистрибьюторских центрах с большим грузооборотом, в больших морозильных камерах. Для обслуживания гравитационных стеллажей используют любые погрузчики или штабелеры с требуемой высотой подъема. Сокращение пути комплектовщиков и количества ошибок при комплектации заказа за счет прямого доступа к каждому товару и хорошо обозреваемого размещения товаров – преимущества гравитационных стеллажей для мелкоштучной продукции.
Мобильные стеллажи
Система мобильных стеллажей – фронтальные стеллажи, поставленные на специальные рельсы. Все стеллажи сдвинуты вплотную друг к другу, для доступа к нужному грузу открывается лишь один коридор. Обслуживать их может любая техника с нужной высотой подъема и шириной рабочего прохода. Обычно эти стеллажи применяют при необходимости разместить на минимальной площади склада максимальное количество груза, для ценных товаров, для архивов. Система является лучшей в использовании складского пространства: стеллажами занято до 75 % площади склада. Снабженная электродвигателем система мобильных стеллажей, которая требует только одного проезда, – оптимальный проект для мест, требующих эффективного использования емкости в ограниченном пространстве. Подвижные стеллажи могут быть легко открыты и закрыты дистанционным управлением, пока оператор ведет к ним штабелер.
Средства для хранения товаров
Оборудование для хранения товаров подразделяют на следующие виды: для укладки и хранения товаров в таре и штучных товаров, для хранения навалочных и насыпных товаров, для хранения наливных товаров.
Поддоны
Для укладки, хранения и транспортировки тарных и штучных грузов широко применяются поддоны. Если груз приходит в отдельных ящиках, коробках, пачках, его крепят на поддоны и хранят вместе с ними на стеллажах. Чаще всего деревянные поддоны имеют размер 1200 х 800 мм, реже – 1200 х 1000 или 1200 х 1100 мм. Основная задача поддонов – обеспечивать возможность их поднятия вилами погрузчиков без повреждения груза или тары, для чего в них предусмотрены специальные пазы. Вторая задача – обеспечивать возможность формирования удобных для погрузо-разгрузочных работ и перевозки грузовых модулей (пакетов). Третья задача – иметь стандартные размеры, чтобы обеспечивать возможность планирования объемов перевозок, хранения, погрузо-разгрузочных работ, а также возможность применения стандартных средств механизации обработки грузов. Плоские поддоны используют для пакетирования товаров в ящиках, мешках, коробках, а также для крепления на них крупногабаритных товаров без тары – например, двигателей, редукторов и т. п. Стоечные поддоны имеют четыре стойки, позволяющие производить их укладку один на другой в несколько ярусов. Ящичные поддоны имеют днище, жесткий объемный каркас, съемные или несъемные стенки. В них перевозят и хранят легкоповреждаемые товары. Металлические поддоны специальной формы – для перевозки бочек и емкостей другой формы, для перевозки тяжелых агрегатов.
Мягкие контейнеры
Мягкие контейнеры (МК, биг-бэги[6]) применяют в основном для упаковки, транспортировки и кратковременного хранения неслеживающихся и малослеживающихся сыпучих грузов (дисперсных, зернистых и гранулированных) с удельной насыпной массой (плотностью) 0,7 5…2,5 т/м3 (преимущественно 1… 1,5 т/м3). К дисперсным сыпучим грузам относятся, в частности, цемент, мука, сода, технический углерод, бериллиевый концентрат; к зернистым грузам – сахар-песок, соль; к гранулированным – продукция химической, пищевой промышленности в гранулах. Для перевозки указанных выше неслеживающихся и неопасных сыпучих грузов выбирают, как правило, стандартные одно– и двухслойные МК с вкладышами и внешним покрытием оболочки контейнера или без него. Для малослеживающихся сыпучих грузов лучше использовать биг-бэги с увеличенным размером разгрузочных люков, часто выполняемых в виде конуса. Для опасных сыпучих грузов, например бериллиевого концентрата, применяют имеющие повышенную прочность и герметичность трех– или четырехстропные МК с вкладышами. Масса загружаемого в контейнер опасного груза не должна превышать 1 т. Помимо обычных вариантов выпускаются многослойные биг-бэги. Биг-бэги могут быть одно– или двухстропными. Грузоподъемность обычно равна 1,0 или 1,5 т для работы с электропогрузчиками грузоподъемностью 1,0 и 1,6 т соответственно. Длина, ширина основания (дна) биг-бэга или его диаметр должны соответствовать параметрам транспортных средств.
Вешала
Механизированные вешала используют для хранения верхней одежды на плечиках и некоторых товаров, требующих хранения в подвешенном состоянии.
Бункеры
Бункерные устройства – емкости прямоугольной, круглой или конической формы для хранения навалочных и сыпучих грузов. Сверху у них имеются загрузочные устройства, снизу – высыпные люки с затворами. Применяются деревянные, железобетонные и металлические бункеры емкостью до 100 м3 и более.
Закрома
Закрома – сформированные вертикальными перегородками открытые емкости для насыпки навалочных грузов. Обычно устраивают деревянные и железобетонные закрома в закрытых или открытых складах.
Резервуары
Резервуары (цистерны, баки, бочки) используют для хранения наливных грузов. Резервуары изготавливают из стали и железобетона. Их оборудуют люками для выполнения замеров, чистки и ремонта, а также приспособлениями для слива и налива и для выпуска воздуха. Удобны для хранения, погрузки, разгрузки и перевозки наливных грузов специализированные контейнеры массой брутто 30, 20, 10, 5 и 1,25 т.
Вспомогательное оборудование